Onderzoekers van de faculteiten scheikunde en materiaalkunde van de Lomonosov Moscow State University hebben een nieuwe manier ontwikkeld om de gevoeligheid van het detecteren van vluchtige verbindingen te vergroten, vooral chloor, met behulp van metalen nanodeeltjes. Het werk is gepubliceerd in de Talanta logboek.

metalen nanodeeltjes, in het bijzonder de nanodeeltjes van goud en zilver, worden veel gebruikt in de analytische chemie. Tot hun toepassingen behoren optische sensoren op basis van de oppervlakte-plasmonische resonantie in colloïdale oplossingen en op vaste dragers. Moderne optische sensoren hebben aanzienlijke voordelen, zoals een hoge gevoeligheid, gemak van het detecteren van een analytisch signaal en instelbaarheid van de optische en laboratoriumanalyseparameters. Hoe dan ook, deze apparaten hebben bepaalde beperkingen als het gaat om selectiviteit.

Het gebeurt vanwege de aggregatie van nanodeeltjes, wat gebeurt als gevolg van hoge ionensterkte. De ionenlaag die op het oppervlak van de deeltjes wordt gevormd, wordt de dubbele elektrische laag genoemd, en wordt gekenmerkt door een elektrokinetische potentiaal, ook wel de zeta-potentiaal genoemd. Met een afname van de zeta-potentiaal, de elektrostatische stabilisatie van nanodeeltjes gebeurt niet.

Het probleem kan worden opgelost als de nanodeeltjes zijn bevestigd aan vaste dragers; wetenschappers verwerven vervolgens micro- of nanosensoren op basis van vaste deeltjes. Er zijn niet veel matrixmaterialen voor deze sensoren, en het proces om de nanodeeltjes aan dragers te bevestigen is ingewikkeld, dus begonnen de onderzoekers te werken aan het wijzigen van het oppervlak van sensormatrices. Voor dat doel, ze stelden voor om de nanodeeltjes te scheiden van ionen en chemische verbindingen met behoud van hun gevoeligheid.

De Russische scheikundigen vonden een techniek uit die optische detectie combineert met papieren teststrips met daarop uitgespreide driehoekige zilveren nanodeeltjes, en dynamische gasextractie - de extractie van een verbinding uit een oplossing of een droog mengsel door middel van vloeibaar gemaakte gassen. De levensvatbaarheid van deze techniek werd aangetoond door chloor te detecteren. Chloor wordt vaak gebruikt om water te zuiveren, omdat het de buitenste schil van bacteriën en virussen vernietigt. Hoe dan ook, het probleem van het bepalen van de chloorconcentratie in water blijft relevant, omdat de bestaande technieken niet gevoelig genoeg zijn.

Aleksej Furletov, student aan de Lomonosov Moscow State University, een van de auteurs van het artikel, zegt:"De techniek stelt ons in staat om kleine hoeveelheden gasvormig chloor te bepalen in de aanwezigheid van grote concentraties vreemde verbindingen zonder enige monstervoorbereiding. Deze benadering kan worden toegepast op andere analytische systemen op basis van metalen nanodeeltjes, wat brede mogelijkheden biedt voor de verdere ontwikkeling van dit gebied van chemische analyse."