science >> Wetenschap >  >> Chemie

Kan een hightech snuffelaar ons helpen beschermen?

NIST-chemicus Megan Harries test of een draagbare, een hightech snuffelapparaat, een PLOT-cryo-systeem genaamd, kan worden gebruikt om zeecontainers te screenen op gevaarlijke chemicaliën in de lucht bij aankomsthavens. Voor deze toets is die werd uitgevoerd op de NIST-campus in Boulder, Colorado, Harries gebruikte een oude communicatiebunker van het Amerikaanse leger als stand-in voor een zeecontainer. Krediet:Megan Harries

Wetenschap stinkt.

Dat dacht Megan Harries toen ze druppels putrescine en kadaverine mat - de chemicaliën die ontbindende lijken hun kenmerkende, vreselijke geur - in glazen flesjes. Vervolgens plaatste ze de flesjes op de vloer van een zeecontainer, naar buiten gelopen, en sloot de deur achter zich.

Harrie, een postdoctoraal fellow en chemicus bij het National Institute of Standards and Technology (NIST), een dag later terug, nadat de dampen zijn verspreid. Buiten de verzendcontainer, ze klapte een aluminium koffertje open, ontrolde een flexibele buis met een metalen punt aan het uiteinde, en stak dat in een klein gaatje dat in de zijkant van de container was geboord.

Harries voerde de eerste veldtest uit van een hightech snuffelapparaat genaamd PLOT-cryo, een afkorting voor 'poreuze laag open buisvormige cryogene adsorptie'. Dit door NIST uitgevonden apparaat kan worden gebruikt om zeer lage concentraties chemicaliën in de lucht te detecteren. De resultaten van de test zijn onlangs gepubliceerd in Forensische chemie .

Harries wilde weten of PLOT-cryo kan worden gebruikt bij aankomsthavens om zeecontainers snel en veilig te screenen op gevaarlijke of illegale lading. Dus, detecteerde het instrument de stank van de dood?

"Zeker wel, "zei ze. "Het stonk."

Zeker de eerste dagen. Harries keerde een paar weken lang elke dag terug naar de zeecontainer terwijl de chemicaliën verdampten. Haar doel was om te bepalen hoe temperatuur, vochtigheid en andere factoren beïnvloedden het vermogen van de PLOT-cryo om chemicaliën in de lucht te detecteren.

Het PLOT-cryo-apparaat kan worden gebruikt om zeer lage concentraties van chemicaliën in de lucht te detecteren, zoals die welke de aanwezigheid van bedorven voedsel kunnen signaleren, clandestiene graven, en chemicaliën in brandresten die sporen van brandstichting kunnen vertonen. Krediet:Megan Harries

De gesimuleerde zeecontainer - het was eigenlijk een oude communicatiebunker van het Amerikaanse leger - stond op de parkeerplaats op de NIST-campus in Boulder, Colorado, niet ver van waar medewerkers hun auto parkeerden. "Mensen vroegen me Wat zit daar in, " ze zei.

Harries legde uit dat de putrescine en cadaverine - de "ontledingsreeks van verbindingen, "ze belde ze - was gekocht bij een chemische leverancier. Ze testte ook benzine, chemicaliën aanwezig in explosieven, en andere verbindingen. "We hebben die chemische mengsels gekozen als surrogaten voor dingen waar wetshandhavers zich misschien druk om maken, " ze zei.

De PLOT-cryo zelf is geen chemische sensor. In plaats daarvan, het is een geavanceerde luchtsampler. Het werkt door lucht aan te zuigen en het door superdunne buizen te persen, of haarvaten, die zijn gecoat met een materiaal dat chemicaliën in de lucht vasthoudt. De haarvaten zijn ook gekoeld (daar komt de "cryo" binnen), wat zorgt voor een betere val. Na bemonstering, de gebruiker verwijdert de val en brengt deze naar het lab om te analyseren wat ze hebben gevangen.

Die analyse kan snel worden gedaan op standaard laboratoriumapparatuur omdat de PLOT-cryo de chemicaliën in de lucht heeft geconcentreerd, waardoor ze gemakkelijker te detecteren en te identificeren zijn. Zonder die stap, de analyse zou duurder en gecompliceerder zijn.

NIST-onderzoekers ontwikkelden PLOT-cryo in 2009 en hebben aangetoond dat het kan worden gebruikt om clandestiene graven te detecteren, voedselverspilling, en chemicaliën in brandresten die sporen van brandstichting kunnen vertonen.

Tijdens deze eerste veldtest van een draagbare versie van een PLOT-cryo-systeem, Harries ontdekte dat het instrument meestal minder dan een minuut snuffeltijd nodig had om een ​​geur op te pikken - een belangrijke overweging voor inspecteurs in drukke havens van binnenkomst - hoewel het bij koud weer soms wat meer tijd nodig had. In aanvulling, toen de lucht erg vochtig was, het koelsysteem veroorzaakte ijsvorming die de luchtstroom belemmerde. De collega's van Harries werken momenteel aan een ander type koelsysteem waarvan ze hopen dat het dat probleem zal oplossen.

Zo ja, Harry zei, de PLOT-cryo kan een boost geven aan de volksgezondheid en veiligheid. "Het was goed in het detecteren van zeer moeilijk te detecteren dingen, "Zei Harries. "We zijn dicht bij het oplossen van een belangrijk probleem."