Турмерик, или куркума, специя, входящая в состав карри, может стать незаменимым ингредиентом и в детекторе взрывчатки.
Молекулы куркумина хорошо знакомы медикам: это известный антиоксидант и профилактическое средство от раковых заболеваний.
И вот теперь специей заинтересовались исследователи из Американского физического общества, которые надеются, что куркумин сможет заменить более сложные и дорогостоящие составы в детекторах взрывчатки
Дело в том, что светоизлучающие способности куркумина меняются по мере того, как он притягивает содержащиеся в воздухе молекулы взрывчатки, и эти изменения можно замерить.
Принцип флуоресцентной спектроскопии давно используется в целом ряде измерительных приборов.
При попадании на них световых лучей, некоторые вещества сами начинают испускать свет, но уже другого цвета. Интенсивность этого вторичного излучения меняется в зависимости от того, какие молекулы связываются с флуоресцентными, и эти изменения можно замерить.
Именно этот эффект и намерены использовать ученые в случае с турмериком.
Озарение под воздействием карри
Идея использовать один из главных ингредиентов карри для выявления взрывчатки пришла в голову Абишеку Кумару и его коллегам из Массачусетского университета.
«Если у вас в комнате есть один грамм тринитротолуола, и вы проанализируете миллиард молекул, находящихся в воздухе, то вы обнаружите не более 4-5 молекул ТНТ, вот почему эту взрывчатку так трудно выявить, — поведал Кумар собравшимся на заседании Американского физического общества. — Между тем, по данным госдепартамента США по всему миру заложено от 60 до 70 миллионов противопехотных мин, и чтобы обезвредить их, требуется недорогой, переносной, надежный, простой в эксплуатации прибор».
Идея применить оптические способности куркумина пришла в голову команде Кумара, когда она изучала возможность применения этого вещества в медицинских целях.
«Люди давно используют турмерик как лекарственный препарат для лечения раковых заболеваний, болезни Альцгеймера и тому подобное, но никому пока что не приходило в голову создать на основе куркумина оптический прибор», — рассказал Кумар в интервью Би-би-си.
Сначала исследователи попытались с помощью химической реакции создать связку куркумина с другими веществами, чтобы получившийся состав лучше улавливал молекулы взрывчатки.
Однако вскоре выяснилось, что оптические свойства куркумина проявляются только в том случае, если вещество находится в водном растворе. При выпаривании свечение напрочь пропадало.
Тогда ученые решили воспользоваться полимером полидиметилсилоксаном, который при комнатной температуре сохраняет нужную вязкость и вместе с куркумином может быть тонким слоем нанесен на требуемую поверхность наподобие пленки.
В детекторе такая пленка будет подсвечиваться недорогим источником света, и в случае попадания на пленку молекул взрывчатки, интенсивность отраженного луча упадет, показав наличие опасного вещества.
Набор различных сенсоров, каждый из которых настроен на определенный сегмент спектра, поможет выявлять различные виды взрывчатки и снизит число ложных сигналов.
В ходе испытаний пленка с куркумином фиксировала содержание взрывчатки при концентрации 80 долей на миллиард.
Однако, по словам Кумара, для саперного дела нужна более высокая точность, которую можно достичь, отрегулировав химическую группу, присоединяемую к куркумину.