Israel chế tạo mũi điện tử nhận diện chất nổ
Các kỹ sư Israel từ Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu nano tại Đại học Tel Aviv và Trường Hóa học đã tạo ra một "mũi điện tử". Tính mới của các nhà khoa học Israel có độ nhạy lớn hơn 2-3 bậc với nhiều loại chất nổ so với mũi của người bạn bốn chân của con người - chó. Theo một báo cáo được công bố, "mũi" do Tel Aviv phát minh là một con chip chứa hàng trăm cảm biến siêu nhạy. Chính các cảm biến này có nhiệm vụ phát hiện các phân tử nổ trong không khí.
Có thông tin cho rằng các bóng bán dẫn nano được đặt trên con chip mới của Israel, có thể thay đổi độ dẫn điện khi chỉ một phân tử chất nổ tiếp xúc với chúng. Dựa trên những thay đổi nhỏ nhất về độ dẫn điện của các bóng bán dẫn nano được lắp đặt, một thuật toán toán học do các nhà khoa học phát triển sẽ phân tích chất tương tác với các bóng bán dẫn nano. Theo các nhà khoa học Israel, thiết bị do họ giới thiệu nếu được sản xuất hàng loạt sẽ có giá thành rẻ hơn so với các hệ thống tìm kiếm chất nổ hiện có.
Đồng thời, thông tin chính xác về độ nhạy của con chip được tạo ra không được đưa ra, nhưng người ta nói rằng nó có thể hoạt động ở nồng độ thậm chí một vài phân tử nổ trên một phần tư tỷ phân tử thuộc các loại khí khác. Đồng thời, việc tìm kiếm chất nổ được thực hiện theo thời gian thực. Theo các kỹ sư Israel, chip điện tử có thể phân biệt thành công chất nổ với các chất khác có thể cho kết quả dương tính trong các cuộc thử nghiệm khác.
Ngoài ra, các cảm biến được lắp trên chip cũng có khả năng phát hiện các thiết bị nổ ngẫu hứng, trong đó có thể sử dụng các loại thuốc nổ phi truyền thống. "Mũi điện tử" được cho là có thể phát hiện ra hexamethylene triperoxide diamine hoặc acetone peroxide, những chất khá phổ biến trong các thiết bị nổ tự chế. Đồng thời, con chip của Israel, không giống như nhiều hệ thống phát hiện chất nổ khác, có thể xác định loại chất nổ với độ chính xác rất cao. Có thông tin cho rằng thiết bị của Tel Aviv cũng có thể hoạt động với chất lỏng.
Các nghiên cứu tương tự đang được tiến hành ngày nay không chỉ ở Israel, mà còn ở Hoa Kỳ và Nga. Vì vậy, vào tháng XNUMX năm ngoái, các kỹ sư người Mỹ từ Đại học Vanderbilt ở Tennessee đã đưa ra tuyên bố về việc tạo ra một công nghệ mới nhằm tìm kiếm chất nổ có công suất lớn và nhỏ. Phương pháp được phát triển bởi các nhà khoa học Mỹ sử dụng một bộ phát âm thanh theo từng giai đoạn, cho phép bạn hướng một chùm sóng siêu âm vào đối tượng được kiểm tra.
Đồng thời, một chùm tia laze cũng hướng vào vật thể được thử nghiệm, giúp đo chính xác tần số dao động của lớp vỏ của nó dưới tác động của sóng siêu âm lên vật thể. Theo tần số và cường độ của các dao động kết quả, có thể với một mức độ xác suất khá cao để tạo ra chất nổ. Đúng vậy, cho đến nay phương pháp này chỉ hoạt động trong trường hợp có chất nổ được đặt trong hộp nhựa. Đồng thời, các nhà phát triển nói rằng trong tương lai, các khả năng của thiết bị sẽ được mở rộng để bao gồm một lớp vỏ bằng vải.
"Mũi điện tử" ở Nga
Công việc chế tạo "mũi điện tử" cũng đang được thực hiện ở Nga. Trở lại vào tháng 2013 năm XNUMX, Rossiyskaya Gazeta đã viết rằng ở nước ta, một “mũi điện tử” đã được sản xuất tại một trong những doanh nghiệp. Đồng thời, những nhiệm vụ nghiêm trọng nhất đã được đặt ra cho thiết bị này - bắt giữ các phân tử và nguyên tử của một chất trong không khí để sau đó xác định sự hiện diện của các thành phần nguy hiểm và các chất nổ khác nhau.
Công việc cực kỳ tinh tế này đòi hỏi phải sử dụng một cơ sở nguyên tố khá phi tiêu chuẩn. Một căn cứ như vậy được phát triển đặc biệt cho Nga bởi các đồng nghiệp Belarus đại diện cho SNPO Planar. Ngày nay, đây là doanh nghiệp duy nhất trong không gian hậu Xô Viết mà quá trình phát triển và sản xuất các thiết bị cần thiết để sản xuất các sản phẩm vi điện tử được thực hiện trong một khu phức hợp. Đồng thời, doanh nghiệp này đã hợp tác với các đối tác của Nga trong khuôn khổ chương trình khoa học kỹ thuật “Kỹ thuật hệ thống vi mô” đang được triển khai ở liên bang.
Theo Giám đốc điều hành Planar, Gennady Kovalchuk, một trong những mục tiêu chính của chương trình khoa học và kỹ thuật này là tạo ra nhiều loại cảm biến và cảm biến có thể được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống của chúng ta. Ví dụ, chúng có thể được sử dụng để cảnh báo cho chúng ta về tất cả những thay đổi quan trọng trong đường ống dẫn dầu và khí đốt, cấu trúc tòa nhà, cơ cấu lớn và máy móc. Những kiến thức như vậy sẽ ngăn ngừa nhiều thảm họa.
Nếu chúng ta quay trở lại “mũi điện tử”, thì mục đích chính của nó là làm việc với các chất hóa học bị cấm. Chất nổ, ma túy, các chất độc hại khác nhau được gọi là hóa chất bị cấm. Đồng thời, số lượng các phần tử có trong bảng tacit này tăng lên và phát triển hàng năm. Thành phần của các thành phần được sử dụng đang thay đổi, các phương pháp sản xuất mới đang xuất hiện. Do đó, càng ngày càng khó nhận biết những chất này bằng các phương tiện truyền thống.
Ngày nay, một lượng lớn ngân sách được chi cho việc hiện đại hóa hệ thống kiểm soát sân bay, hải quan và dịch vụ biên giới, và các cơ sở chiến lược, đồng thời mua một lượng lớn thiết bị mới. Mặc dù trong trường hợp lý tưởng chỉ cần một thiết bị, nhưng một thiết bị đa năng có thể nhận ra nhiều loại chất, nhanh chóng học hỏi và cải thiện bản thân, sẽ rất đơn giản và nhỏ gọn. Có vẻ như các kỹ sư Nga có thể cung cấp cho ngành công nghiệp một thiết bị như vậy.
Chúng ta đang nói về một thiết bị gọi là "mũi điện tử", hoạt động trên cơ sở phép đo phổ di động ion. Theo Nikolai Samotaev, Phó giáo sư tại Khoa Vi điện tử và Nano tại Đại học Nghiên cứu Hạt nhân Quốc gia, đây là một thiết bị cầm tay khá nhỏ gọn có thể phát hiện hàng nghìn loại chất nổ hiện có.
Câu hỏi đặt ra là tại sao cần phải phát minh ra những thiết bị phức tạp như vậy, nếu một người có một chất tương tự miễn phí, được tạo ra bởi chính thiên nhiên. Chúng ta đang nói về loài chó, trên thực tế, chúng là cùng một thiết bị phân tích khí do khứu giác rất phát triển. Mũi chó chứa khoảng 200 triệu tế bào khứu giác, cho phép loài vật này tìm thấy thậm chí chỉ một vài phân tử của nguyên tố mong muốn trong không khí. Nhưng ngay cả một khu phức hợp tự nhiên độc đáo như vậy cũng không phải là một con chó săn máu lý tưởng.
Nikolai Samoteev lưu ý rằng khi huấn luyện một con vật, họ cho nó ngửi chất nổ và thưởng cho con chó một thứ gì đó ngon. Nếu con chó nhớ rằng một món quà ngon đang chờ nó tìm chất nổ, nó sẽ dành cả đời để tìm kiếm cô ấy. Rất khó để một con vật hoàn toàn về mặt tâm lý có thể xây dựng lại từ nhiệm vụ này. Các thiết bị hiện đại là một vấn đề hoàn toàn khác. Thiết bị "mũi điện tử" được thiết kế theo cách mà một khi bạn đưa chất này hoặc chất kia vào thiết bị và nhấn nút "ghi nhớ", bạn được đảm bảo để lại trong bộ nhớ của nó tất cả thông tin cần thiết sẽ được lưu trữ trong thiết bị trong suốt quá trình hoạt động của nó.
Nguyên tắc hoạt động của một thiết bị nhỏ với ống dẫn nhựa mỏng đã được giới thiệu từ những năm 1960. Công nghệ này chủ yếu được sử dụng trong quân đội trong các bộ phận bảo vệ sinh học và hóa học. Ngày nay, nhờ sự phát triển rất nhanh của vi điện tử, một thiết bị như vậy không còn chiếm 3/4 xe tải nữa. Các thiết bị hiện đại không chỉ nặng không quá XNUMX kg, chúng còn trở nên cực kỳ nhạy bén. Các thiết bị hiện có có thể dễ dàng cho thấy sự hiện diện trong không khí của chất nổ nitroglycerin, RDX, nitrotoluene, CXNUMX và một trong những chất nổ phổ biến nhất ở Nga - hexogen.
Đồng thời, các thiết bị không chỉ có thể tìm thấy chất nổ, mà còn cả ma túy, ngay cả ở những liều lượng siêu nhỏ nhất. Nếu cần thiết, các thiết bị cũng có thể nhận ra mọi người, vì một người cũng có mùi của riêng mình, và đây không phải là mùi nước hoa của người đó, mà là mùi của axit lactic. Chính vì mùi này mà chó được huấn luyện, được sử dụng bởi các nhân viên của Bộ Tình trạng khẩn cấp trong các hoạt động tìm kiếm và cứu nạn. Nếu một người bị chôn vùi dưới đống đổ nát trong một không gian kín chật chội, mùi của người đó dần dần tích tụ trong không gian này. Mùi này chắc chắn sẽ thấm qua đống đổ nát. Đây là một lĩnh vực hoạt động khác của "mũi điện tử". Nếu một mẫu được lấy từ một kẽ hở trong đống đổ nát có chứa axit lactic, thì một người phải được tìm kiếm dưới đống đổ nát.
Đồng thời, ở nước ta, thiết bị này hoàn toàn không được tạo ra cho các hoạt động tìm kiếm. Đây là một loại tác dụng phụ của việc tạo ra nó. Nhiệm vụ ban đầu của thiết bị là bảo vệ các cơ sở chiến lược của công ty Rosatom. Chính vì lý do này mà Đại học Nghiên cứu Hạt nhân Quốc gia đã nghiên cứu thiết bị này.
Nguồn thông tin:
http://lenta.ru/news/2014/07/25/nose
http://www.vesti.ru/doc.html?id=1164303
http://www.rg.ru/2013/03/14/kibernos.html
Có thông tin cho rằng các bóng bán dẫn nano được đặt trên con chip mới của Israel, có thể thay đổi độ dẫn điện khi chỉ một phân tử chất nổ tiếp xúc với chúng. Dựa trên những thay đổi nhỏ nhất về độ dẫn điện của các bóng bán dẫn nano được lắp đặt, một thuật toán toán học do các nhà khoa học phát triển sẽ phân tích chất tương tác với các bóng bán dẫn nano. Theo các nhà khoa học Israel, thiết bị do họ giới thiệu nếu được sản xuất hàng loạt sẽ có giá thành rẻ hơn so với các hệ thống tìm kiếm chất nổ hiện có.
Đồng thời, thông tin chính xác về độ nhạy của con chip được tạo ra không được đưa ra, nhưng người ta nói rằng nó có thể hoạt động ở nồng độ thậm chí một vài phân tử nổ trên một phần tư tỷ phân tử thuộc các loại khí khác. Đồng thời, việc tìm kiếm chất nổ được thực hiện theo thời gian thực. Theo các kỹ sư Israel, chip điện tử có thể phân biệt thành công chất nổ với các chất khác có thể cho kết quả dương tính trong các cuộc thử nghiệm khác.
Ngoài ra, các cảm biến được lắp trên chip cũng có khả năng phát hiện các thiết bị nổ ngẫu hứng, trong đó có thể sử dụng các loại thuốc nổ phi truyền thống. "Mũi điện tử" được cho là có thể phát hiện ra hexamethylene triperoxide diamine hoặc acetone peroxide, những chất khá phổ biến trong các thiết bị nổ tự chế. Đồng thời, con chip của Israel, không giống như nhiều hệ thống phát hiện chất nổ khác, có thể xác định loại chất nổ với độ chính xác rất cao. Có thông tin cho rằng thiết bị của Tel Aviv cũng có thể hoạt động với chất lỏng.
Các nghiên cứu tương tự đang được tiến hành ngày nay không chỉ ở Israel, mà còn ở Hoa Kỳ và Nga. Vì vậy, vào tháng XNUMX năm ngoái, các kỹ sư người Mỹ từ Đại học Vanderbilt ở Tennessee đã đưa ra tuyên bố về việc tạo ra một công nghệ mới nhằm tìm kiếm chất nổ có công suất lớn và nhỏ. Phương pháp được phát triển bởi các nhà khoa học Mỹ sử dụng một bộ phát âm thanh theo từng giai đoạn, cho phép bạn hướng một chùm sóng siêu âm vào đối tượng được kiểm tra.
Đồng thời, một chùm tia laze cũng hướng vào vật thể được thử nghiệm, giúp đo chính xác tần số dao động của lớp vỏ của nó dưới tác động của sóng siêu âm lên vật thể. Theo tần số và cường độ của các dao động kết quả, có thể với một mức độ xác suất khá cao để tạo ra chất nổ. Đúng vậy, cho đến nay phương pháp này chỉ hoạt động trong trường hợp có chất nổ được đặt trong hộp nhựa. Đồng thời, các nhà phát triển nói rằng trong tương lai, các khả năng của thiết bị sẽ được mở rộng để bao gồm một lớp vỏ bằng vải.
"Mũi điện tử" ở Nga
Công việc chế tạo "mũi điện tử" cũng đang được thực hiện ở Nga. Trở lại vào tháng 2013 năm XNUMX, Rossiyskaya Gazeta đã viết rằng ở nước ta, một “mũi điện tử” đã được sản xuất tại một trong những doanh nghiệp. Đồng thời, những nhiệm vụ nghiêm trọng nhất đã được đặt ra cho thiết bị này - bắt giữ các phân tử và nguyên tử của một chất trong không khí để sau đó xác định sự hiện diện của các thành phần nguy hiểm và các chất nổ khác nhau.
Công việc cực kỳ tinh tế này đòi hỏi phải sử dụng một cơ sở nguyên tố khá phi tiêu chuẩn. Một căn cứ như vậy được phát triển đặc biệt cho Nga bởi các đồng nghiệp Belarus đại diện cho SNPO Planar. Ngày nay, đây là doanh nghiệp duy nhất trong không gian hậu Xô Viết mà quá trình phát triển và sản xuất các thiết bị cần thiết để sản xuất các sản phẩm vi điện tử được thực hiện trong một khu phức hợp. Đồng thời, doanh nghiệp này đã hợp tác với các đối tác của Nga trong khuôn khổ chương trình khoa học kỹ thuật “Kỹ thuật hệ thống vi mô” đang được triển khai ở liên bang.
Theo Giám đốc điều hành Planar, Gennady Kovalchuk, một trong những mục tiêu chính của chương trình khoa học và kỹ thuật này là tạo ra nhiều loại cảm biến và cảm biến có thể được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống của chúng ta. Ví dụ, chúng có thể được sử dụng để cảnh báo cho chúng ta về tất cả những thay đổi quan trọng trong đường ống dẫn dầu và khí đốt, cấu trúc tòa nhà, cơ cấu lớn và máy móc. Những kiến thức như vậy sẽ ngăn ngừa nhiều thảm họa.
Nếu chúng ta quay trở lại “mũi điện tử”, thì mục đích chính của nó là làm việc với các chất hóa học bị cấm. Chất nổ, ma túy, các chất độc hại khác nhau được gọi là hóa chất bị cấm. Đồng thời, số lượng các phần tử có trong bảng tacit này tăng lên và phát triển hàng năm. Thành phần của các thành phần được sử dụng đang thay đổi, các phương pháp sản xuất mới đang xuất hiện. Do đó, càng ngày càng khó nhận biết những chất này bằng các phương tiện truyền thống.
Ngày nay, một lượng lớn ngân sách được chi cho việc hiện đại hóa hệ thống kiểm soát sân bay, hải quan và dịch vụ biên giới, và các cơ sở chiến lược, đồng thời mua một lượng lớn thiết bị mới. Mặc dù trong trường hợp lý tưởng chỉ cần một thiết bị, nhưng một thiết bị đa năng có thể nhận ra nhiều loại chất, nhanh chóng học hỏi và cải thiện bản thân, sẽ rất đơn giản và nhỏ gọn. Có vẻ như các kỹ sư Nga có thể cung cấp cho ngành công nghiệp một thiết bị như vậy.
Chúng ta đang nói về một thiết bị gọi là "mũi điện tử", hoạt động trên cơ sở phép đo phổ di động ion. Theo Nikolai Samotaev, Phó giáo sư tại Khoa Vi điện tử và Nano tại Đại học Nghiên cứu Hạt nhân Quốc gia, đây là một thiết bị cầm tay khá nhỏ gọn có thể phát hiện hàng nghìn loại chất nổ hiện có.
Câu hỏi đặt ra là tại sao cần phải phát minh ra những thiết bị phức tạp như vậy, nếu một người có một chất tương tự miễn phí, được tạo ra bởi chính thiên nhiên. Chúng ta đang nói về loài chó, trên thực tế, chúng là cùng một thiết bị phân tích khí do khứu giác rất phát triển. Mũi chó chứa khoảng 200 triệu tế bào khứu giác, cho phép loài vật này tìm thấy thậm chí chỉ một vài phân tử của nguyên tố mong muốn trong không khí. Nhưng ngay cả một khu phức hợp tự nhiên độc đáo như vậy cũng không phải là một con chó săn máu lý tưởng.
Nikolai Samoteev lưu ý rằng khi huấn luyện một con vật, họ cho nó ngửi chất nổ và thưởng cho con chó một thứ gì đó ngon. Nếu con chó nhớ rằng một món quà ngon đang chờ nó tìm chất nổ, nó sẽ dành cả đời để tìm kiếm cô ấy. Rất khó để một con vật hoàn toàn về mặt tâm lý có thể xây dựng lại từ nhiệm vụ này. Các thiết bị hiện đại là một vấn đề hoàn toàn khác. Thiết bị "mũi điện tử" được thiết kế theo cách mà một khi bạn đưa chất này hoặc chất kia vào thiết bị và nhấn nút "ghi nhớ", bạn được đảm bảo để lại trong bộ nhớ của nó tất cả thông tin cần thiết sẽ được lưu trữ trong thiết bị trong suốt quá trình hoạt động của nó.
Nguyên tắc hoạt động của một thiết bị nhỏ với ống dẫn nhựa mỏng đã được giới thiệu từ những năm 1960. Công nghệ này chủ yếu được sử dụng trong quân đội trong các bộ phận bảo vệ sinh học và hóa học. Ngày nay, nhờ sự phát triển rất nhanh của vi điện tử, một thiết bị như vậy không còn chiếm 3/4 xe tải nữa. Các thiết bị hiện đại không chỉ nặng không quá XNUMX kg, chúng còn trở nên cực kỳ nhạy bén. Các thiết bị hiện có có thể dễ dàng cho thấy sự hiện diện trong không khí của chất nổ nitroglycerin, RDX, nitrotoluene, CXNUMX và một trong những chất nổ phổ biến nhất ở Nga - hexogen.
Đồng thời, các thiết bị không chỉ có thể tìm thấy chất nổ, mà còn cả ma túy, ngay cả ở những liều lượng siêu nhỏ nhất. Nếu cần thiết, các thiết bị cũng có thể nhận ra mọi người, vì một người cũng có mùi của riêng mình, và đây không phải là mùi nước hoa của người đó, mà là mùi của axit lactic. Chính vì mùi này mà chó được huấn luyện, được sử dụng bởi các nhân viên của Bộ Tình trạng khẩn cấp trong các hoạt động tìm kiếm và cứu nạn. Nếu một người bị chôn vùi dưới đống đổ nát trong một không gian kín chật chội, mùi của người đó dần dần tích tụ trong không gian này. Mùi này chắc chắn sẽ thấm qua đống đổ nát. Đây là một lĩnh vực hoạt động khác của "mũi điện tử". Nếu một mẫu được lấy từ một kẽ hở trong đống đổ nát có chứa axit lactic, thì một người phải được tìm kiếm dưới đống đổ nát.
Đồng thời, ở nước ta, thiết bị này hoàn toàn không được tạo ra cho các hoạt động tìm kiếm. Đây là một loại tác dụng phụ của việc tạo ra nó. Nhiệm vụ ban đầu của thiết bị là bảo vệ các cơ sở chiến lược của công ty Rosatom. Chính vì lý do này mà Đại học Nghiên cứu Hạt nhân Quốc gia đã nghiên cứu thiết bị này.
Nguồn thông tin:
http://lenta.ru/news/2014/07/25/nose
http://www.vesti.ru/doc.html?id=1164303
http://www.rg.ru/2013/03/14/kibernos.html
tin tức