Ter voorkoming van terroristische aanslagen op luchthavens, het zou nuttig zijn om extreem lage concentraties explosieven gemakkelijk en betrouwbaar te detecteren. Ondanks de ontwikkeling van verschillende sensortechnologieën, honden blijven de meest efficiënte detectoren. In het journaal Angewandte Chemie , een Duits en Frans team hebben nu een type micromechanische sensor beschreven met een structuur die is afgeleid van de zintuigen van vlinders.

Een benadering die wordt gebruikt voor sensoren is gebaseerd op microcantilevers. Dit zijn kleine flexibele uitkragingen zoals die worden gebruikt om oppervlakken te scannen met atoomkrachtmicroscopen. Bij gebruik in "chemische neuzen" zijn de microcantilivers gecoat met een materiaal dat zich specifiek bindt aan de te detecteren analyten. Cantilevers kunnen trillen als veren. Wanneer analytmoleculen zijn gebonden aan een microcantilever, zijn massa verandert samen met zijn trillingsfrequentie. Deze verandering kan worden gemeten.

Vanwege hun zeer lage dampdruk bij kamertemperatuur, de hooggevoelige, betrouwbare detectie van explosieven blijft een grote uitdaging. Om microcantilevers gevoeliger te maken voor het explosieve trinitrotolueen (TNT), onderzoeksgroepen onder leiding van Denis Spitzer aan het Frans-Duitse onderzoeksinstituut van Saint Louis en Valérie Keller aan het Laboratoire des Matériaux, Surfaces et Procédés pour la Catalyze in Straatsburg hebben zich nu laten inspireren door het zeer gevoelige zintuig van sommige soorten vlinders. Mannelijke zijdemotten gebruiken dit orgaan om feromoonmoleculen te herkennen die door vrouwtjes worden uitgescheiden wanneer ze op zijn brede antennes landen. Deze antennes zijn bedekt met sensilla, Dit zijn poreuze haren die chemonsensing-neuronen bevatten.

De wetenschappers rustten hun microcantilevers uit zoals de vlinderantennes. Ze bedekten ze met een dichte driedimensionaal geordende laag van titaniumdioxide-nanobuisjes die verticaal georiënteerd waren, zoals de vlinder-sensilla. Dit heeft verschillende voordelen:het specifieke oppervlak van de microcantilevers wordt aanzienlijk vergroot; titaandioxide bindt goed aan stoffen die nitrogroepen bevatten, die kenmerkend zijn voor TNT en andere explosieven; ook, de buizen hebben een open structuur, die de beweging van de massa verbetert en zorgt voor een snelle sensorrespons.

De buizen zijn ongeveer 1700 nm lang en hebben een buitendiameter van ongeveer 100 nm en een wanddikte van 20 nm. Elke cantilever heeft ongeveer 500, 000 van deze nanobuisjes.

Voor testdoeleinden, de onderzoekers verdampten TNA door een klein kristal te verwarmen. De sensor was in staat om binnen 3 minuten concentraties van minder dan één deel per biljoen (ppt) te detecteren. De onderzoekers werken nu aan het bouwen van een selectief detectiesysteem voor explosieven of andere gassen op basis van deze methode.