Шотландские физики испытали детектор взрывчатых веществ нитроароматического ряда (к примеру, тринитротолуола), построенный с использованием лазера
В основу работы детектора положено взаимодействие полупроводящего полимера и молекул регистрируемого вещества, сообщает Компьюлента. "В пространстве над взрывным устройством находится облако таких молекул, - поясняет один из авторов исследования Грэм Тернбулл. - Когда они вступают в контакт с пластиковой пленкой, главным компонентом лазера, начинается процесс передачи электронов и излучение гасится".
Задействованный в экспериментах полифлуореновый лазер работал при оптической накачке. Для оценки его характеристик в камеру подавался газообразный азот и пары 1,4-динитробензола (ДНБ) - вещества, во многом сходного с тринитротолуолом, - в концентрации менее 10 частей на миллиард. Как оказалось, подача ДНБ увеличивает минимальное значение энергии накачки, необходимое для генерации лазерного излучения, в 1,8 раза; кроме того, примерно в 3 раза снизилось отношение энергии излучения лазера к энергии накачки. Оба эффекта можно, по мнению авторов, использовать при разработке методики регистрации взрывчатки.
Отдельная серия опытов была посвящена изучению скорости функционирования детектора. Интенсивность излучения лазера изменялась довольно быстро: через 14 секунд после подачи ДНБ она снижалась на 20%, а еще через 32 секунды - уже на 40%. После этого скорость изменения параметров излучения уменьшалась, а через 300 с интенсивность стабилизировалась. Исследователи объясняют это тем, что начальные отклонения вызываются взаимодействием ДНБ с поверхностью пластиковой пленки, а последующие изменения связаны с более медленным процессом проникновения молекул вглубь полупроводника.
На практике такой детектор, разумеется, должен восстанавливать параметры после контакта с взрывчатым веществом. Полное восстановление на воздухе занимало три с половиной часа, а при подаче чистого азота это время сокращалось до трех минут. Быстрее всего - за 20 секунд - лазер возвращался к начальному состоянию в условиях вакуума.
Поскольку устройство должно находиться на небольшом расстоянии от взрывчатого вещества, ученые планируют размещать будущие детекторы на роботизированных платформах. "На пыльных дорогах Афганистана едва ли найдутся вещества, дающие ложное срабатывание, - рассуждает Тернбулл. - А значит, у нашего детектора - искусственного носа роботизированной "собаки" - хорошие перспективы". Разработка физиков может найти применение в аэропортах.