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微量爆炸物成分检测技术的发展与应用

发布时间:2024-06-28 11:02:05 浏览量:670 作者:Leon

摘要

微量爆炸物的检测一直是分析化学领域的一个热点问题。简易爆炸装置中爆炸性和非爆炸性成分的检测直接关系到guo家安全和反恐。这种爆炸探测必须在开放的环境条件下进行,以便在gj安全和反恐事务中发挥作用。因此,在过去的二十年中,多种分析方法得到了研究,包括离子检测方法,振动光谱方法,紫外/可见传感方法,免疫化学方法,和电化学方法。

正文


微量爆炸物成分检测技术的发展与应用


基于微机电系统(MEMS)的多模态爆炸传感器已经得到了很大的发展。利用微加热器/温度计装置和广泛可调谐的量子级联激光器,人们已经实现能够获得极少量吸附炸药分子的分子特征的光热红外光谱。当被吸附的炸药分子被红外光共振激发时,这些器件对非辐射衰变过程产生的热量作出响应。监测微体温计信号随照射红外波长的变化,对应于被吸附分子的常规红外吸收光谱。此外,通过测量用于定量分析的装置的共振频移来确定吸附分子的质量。此外,微差热分析可用于区分受热分子的放热或吸热反应,用相同的装置进行,为痕量爆炸物检测和传感器表面再生提供额外的正交信号。


近年来,为了克服表面吸附炸药混合物的化学选择性问题,纳米机械红外光谱技术得到了广泛的发展和应用。在该技术中,首先允许目标炸药分子吸附在双材料微悬臂表面上。在红外光对目标炸药分子的共振激发过程中,双材料微悬臂梁发生了热机械偏转,悬臂梁的偏转幅度与红外波长的函数类似于传统的红外吸收光谱,显示了被吸附分子的“分子指纹”[。这种光量热法具有很高的化学选择性和质量灵敏度,使定量红外光谱能够对痕量爆炸性混合物进行物种形成和定量。


微差热分析方法zui近也被开发出来用于快速检测表面吸附的炸药分子。科学家们制作了一个包含加热元件和相同结构的电阻温度检测器(RTD)的微桥,并对加热器施加一定的电压/电流速率,并测量RTD响应。尽管该装置在单一分析物(三硝基甲苯(TNT),环三甲基三硝胺(RDX)和季戊四醇四硝酸盐(PETN))存在下的微差热响应是可区分的,那些含有这些炸药混合物的装置预计不容易区分和分析。该方法在表面吸附爆炸物检测中的重要特点是能够区分在快速加热条件下吸附分子的放热和吸热反应。表面吸附的爆炸分子在快速加热条件下经历了熔化、蒸发、升华、解吸和放热爆燃,与非爆炸分子相比,观察到独特的热响应。


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