В Израиле создали электронный нос для распознавания взрывчатки
Израильские инженеры из Центра исследования наноматериалов Тель-Авивского университета и Школы химии создали «электронный нос». Новинка израильских ученых обладает на 2-3 порядка большей чувствительностью к разнообразным взрывчатым веществам, чем нос четвероногих друзей человека — собак. Согласно опубликованному сообщению, изобретенный в Тель-Авиве «нос» представляет собой чип, содержащий несколько сотен сверхчувствительных сенсоров. Именно эти сенсоры отвечают за обнаружение в воздухе молекул взрывчатых веществ.
Сообщается, что на чипе израильской новинки размещены нанотранзисторы, которые в состоянии изменять электропроводность при контакте с ними всего лишь одной молекулы взрывчатки. На основе самых небольших изменений электрической проводимости установленных нанотранзисторов разработанный учеными математический алгоритм осуществляет анализ взаимодействующего с нанотранзисторами вещества. По оценкам израильских ученых, представленное ими устройство в случае его серийного выпуска будет стоить дешевле, чем существующие на данный момент системы поиска взрывчатых веществ.
При этом точная информация о чувствительности созданного чипа не приводится, но говорится о том, что он в состоянии работать при концентрации даже в несколько молекул взрывчатого вещества на квадриллион молекул, принадлежащих другим газам. При этом поиск взрывчатки осуществляется в режиме реального времени. По заверениям израильских инженеров, электронный чип в состоянии успешно дифференцировать взрывчатые вещества от иных веществ, которые при проведении других тестов могут выдавать положительный результат.
Помимо этого, установленные на чипе сенсоры в состоянии находить и самодельные взрывные устройства, в которых могут быть применены нетрадиционные взрывчатые вещества. Сообщается, что «электронный нос» в состоянии определить гексаметилентрипероксиддиамин или пероксид ацетона, вещества которые довольно часто встречаются в самодельных взрывных устройствах. При этом израильский чип, в отличие от многих других систем по поиску взрывчатых веществ, может определять тип взрывчатки с очень высокой точностью. Сообщается, что устройство из Тель-Авива может работать также и с жидкостями.
Подобные исследования ведутся сегодня не только в Израили, но и в США, и России. Так в октябре прошлого года американские инженеры из Университета Вандербильта в Теннесси сделали заявление о создании ими новой технологии, направленной на поиск взрывчатых веществ как большой, так и малой мощности. В разработанном американскими учеными методе применяется фазированный акустический излучатель, который позволяет направить на проверяемый объект ультразвуковой луч.
Одновременно с этим на проверяемый объект наводится и лазерный луч, который позволяет достаточно точно измерить частоту колебаний его оболочки под влиянием воздействия на объект ультразвука. По частоте и силе возникающих колебаний можно с достаточно большой долей вероятности установить взрывчатку. Правда пока что данный способ работает лишь в случаях с взрывчатыми веществами, которые помещены в пластиковый контейнер. При этом разработчики говорят, что в перспективе возможности устройства удастся расширить и на тканевую оболочку.
«Электронный нос» в России
Работы над созданием «электронного носа» ведутся и в России. Еще в марте 2013 года «Российская газета» писала о том, что в нашей стране на одном из предприятий был изготовлен «электронный нос». При этом перед данным устройством ставились самые серьезные задачи — улавливать в воздухе молекулы и атомы вещества для того, чтобы затем определять наличие опасных компонентов и различных взрывчатых веществ.
Эта в высшей степени тонкая работа требует использования достаточно нестандартной элементной базы. Такая база была разработана специально для России белорусскими коллегами, представляющими ГНПО «Планар». Это единственное на сегодняшний день на постсоветском пространстве предприятие, на котором в комплексе осуществляется процесс разработки и производства оборудования, необходимого для выпуска микроэлектронной продукции. При этом данное предприятие объединилось со своими российскими коллегами в рамках реализуемой в союзном государстве научно-технической программы «Микросистемотехника».
По словам гендиректора «Планара» Геннадия Ковальчука, одной из основных задач данной научно-технической программы является создание разнообразных сенсоров и датчиков, которые могут применяться в самых разных сферах нашей жизни. К примеру, они могут использоваться для предупреждения нас обо всех критических изменениях нефте- и газопроводов, строительных конструкций, крупных механизмов и машин. Такие знания позволили бы предотвратить многие катастрофы.
Если же возвращаться к «электронному носу», то основным его предназначением является работа с запрещенной химией. Запрещенной химией называют взрывчатые вещества, наркотики, различные отравляющие вещества. При этом количество элементов, входящих в данную негласную таблицу, каждый год растет и эволюционирует. Меняется состав используемых компонентов, возникают новые способы производства. Поэтому распознавать такие вещества традиционными средствами становится с каждым годом все труднее и труднее.
Сегодня на модернизацию систем контроля аэропортов, таможенных и пограничных служб, стратегических объектов расходуется огромное количество бюджетных средств, приобретается большое количество нового оборудования. Хотя в идеальном случае понадобился бы всего один, но универсальный прибор, который смог бы распознавать самые разнообразные вещества, оперативно обучаясь и самосовершенствуясь, был бы простым и компактным. Похоже, что российские инженеры могут предложить промышленности именно такой прибор.
Речь идет об устройстве под названием «электронный нос», которое работает на основе спектрометрии ионной подвижности. По словам доцента кафедры микро- и наноэлектроники Национального ядерного исследовательского университета Николая Самотаева, это достаточно компактное переносное устройство, которое в состоянии определять тысячи существующих видов взрывчатки.
Возникает вопрос, для чего нужно изобретать такие сложные приборы, если у человека имеется бесплатный аналог, который был создан самой природой. Речь идет о собаках, которые, по сути, являются тем же самым газоанализатором из-за очень развитого обоняния. В носу собаки содержится около 200 млн. обонятельных клеток, что позволяет данному животному находить в воздухе даже всего несколько молекул нужного элемента. Но даже такой уникальный природный комплекс не является идеальной ищейкой.
Николай Самотеев отмечает, что при обучении животного ему дают понюхать взрывчатое вещество, поощряя собаку чем-то вкусным. Если собака запомнит, что за нахождение взрывчатки ее ждет вкусный подарок, она всю свою жизнь будет заниматься ее поисками. Перестроится с этой миссии животному трудно чисто психологически. Совсем другое дело современные устройства. Прибор «электронный нос» устроен таким образом, что один раз поднеся к устройству то или иное вещество и нажав кнопку «запомнить», вы гарантировано оставите в его памяти всю необходимую информацию, которая будет храниться в устройстве все время его эксплуатации.
Сам принцип, по которому будет работать небольшое устройство с тонким пластиковым хоботком, был представлен еще в 1960-е годы. Такая технология главным образом использовалась в армии в подразделениях биологической и химической защиты. Сегодня, благодаря очень быстрому развитию микроэлектроники, такой прибор уже не занимает треть грузового автомобиля. Современные устройства не просто весят не больше 3-х килограммов, они стали невероятно чувствительными. Существующие сейчас приборы легко могут показать наличие в воздухе нитроглицерина, RDX, нитротолуола, взрывчатки С4 и одного из самых распространенных в России взрывчатых веществ — гексогена.
При этом приборы могут находить не только взрывчатку, но и наркотики даже в самых микроскопических дозах. При необходимости устройства могут распознавать и людей, так как человек тоже имеет свой запах, и это не запах его парфюма, а запах молочной кислоты. Именно на этот запах натаскиваются собаки, которые используются сотрудниками МЧС в поисково-спасательных операциях. Если человек оказался погребенным под завалами в тесном замкнутом пространстве, в этом пространстве постепенно накапливается его запах. Запах этот обязательно будет просачиваться через завалы. Это еще одно поле деятельности для «электронного носа». Если в пробе, взятой у расщелины в завалах, содержится молочная кислота, значит, под завалами следует искать человека.
При этом в нашей стране прибор создавался совсем не для поисковых операций. Это своеобразный побочный эффект от его создания. Первоначальная задача прибора заключается в охране стратегических объектов компании «Росатом». Именно по этой причине над прибором работал Национальный ядерный исследовательский университет.
Источники информации:
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
Сообщается, что на чипе израильской новинки размещены нанотранзисторы, которые в состоянии изменять электропроводность при контакте с ними всего лишь одной молекулы взрывчатки. На основе самых небольших изменений электрической проводимости установленных нанотранзисторов разработанный учеными математический алгоритм осуществляет анализ взаимодействующего с нанотранзисторами вещества. По оценкам израильских ученых, представленное ими устройство в случае его серийного выпуска будет стоить дешевле, чем существующие на данный момент системы поиска взрывчатых веществ.
При этом точная информация о чувствительности созданного чипа не приводится, но говорится о том, что он в состоянии работать при концентрации даже в несколько молекул взрывчатого вещества на квадриллион молекул, принадлежащих другим газам. При этом поиск взрывчатки осуществляется в режиме реального времени. По заверениям израильских инженеров, электронный чип в состоянии успешно дифференцировать взрывчатые вещества от иных веществ, которые при проведении других тестов могут выдавать положительный результат.
Помимо этого, установленные на чипе сенсоры в состоянии находить и самодельные взрывные устройства, в которых могут быть применены нетрадиционные взрывчатые вещества. Сообщается, что «электронный нос» в состоянии определить гексаметилентрипероксиддиамин или пероксид ацетона, вещества которые довольно часто встречаются в самодельных взрывных устройствах. При этом израильский чип, в отличие от многих других систем по поиску взрывчатых веществ, может определять тип взрывчатки с очень высокой точностью. Сообщается, что устройство из Тель-Авива может работать также и с жидкостями.
Подобные исследования ведутся сегодня не только в Израили, но и в США, и России. Так в октябре прошлого года американские инженеры из Университета Вандербильта в Теннесси сделали заявление о создании ими новой технологии, направленной на поиск взрывчатых веществ как большой, так и малой мощности. В разработанном американскими учеными методе применяется фазированный акустический излучатель, который позволяет направить на проверяемый объект ультразвуковой луч.
Одновременно с этим на проверяемый объект наводится и лазерный луч, который позволяет достаточно точно измерить частоту колебаний его оболочки под влиянием воздействия на объект ультразвука. По частоте и силе возникающих колебаний можно с достаточно большой долей вероятности установить взрывчатку. Правда пока что данный способ работает лишь в случаях с взрывчатыми веществами, которые помещены в пластиковый контейнер. При этом разработчики говорят, что в перспективе возможности устройства удастся расширить и на тканевую оболочку.
«Электронный нос» в России
Работы над созданием «электронного носа» ведутся и в России. Еще в марте 2013 года «Российская газета» писала о том, что в нашей стране на одном из предприятий был изготовлен «электронный нос». При этом перед данным устройством ставились самые серьезные задачи — улавливать в воздухе молекулы и атомы вещества для того, чтобы затем определять наличие опасных компонентов и различных взрывчатых веществ.
Эта в высшей степени тонкая работа требует использования достаточно нестандартной элементной базы. Такая база была разработана специально для России белорусскими коллегами, представляющими ГНПО «Планар». Это единственное на сегодняшний день на постсоветском пространстве предприятие, на котором в комплексе осуществляется процесс разработки и производства оборудования, необходимого для выпуска микроэлектронной продукции. При этом данное предприятие объединилось со своими российскими коллегами в рамках реализуемой в союзном государстве научно-технической программы «Микросистемотехника».
По словам гендиректора «Планара» Геннадия Ковальчука, одной из основных задач данной научно-технической программы является создание разнообразных сенсоров и датчиков, которые могут применяться в самых разных сферах нашей жизни. К примеру, они могут использоваться для предупреждения нас обо всех критических изменениях нефте- и газопроводов, строительных конструкций, крупных механизмов и машин. Такие знания позволили бы предотвратить многие катастрофы.
Если же возвращаться к «электронному носу», то основным его предназначением является работа с запрещенной химией. Запрещенной химией называют взрывчатые вещества, наркотики, различные отравляющие вещества. При этом количество элементов, входящих в данную негласную таблицу, каждый год растет и эволюционирует. Меняется состав используемых компонентов, возникают новые способы производства. Поэтому распознавать такие вещества традиционными средствами становится с каждым годом все труднее и труднее.
Сегодня на модернизацию систем контроля аэропортов, таможенных и пограничных служб, стратегических объектов расходуется огромное количество бюджетных средств, приобретается большое количество нового оборудования. Хотя в идеальном случае понадобился бы всего один, но универсальный прибор, который смог бы распознавать самые разнообразные вещества, оперативно обучаясь и самосовершенствуясь, был бы простым и компактным. Похоже, что российские инженеры могут предложить промышленности именно такой прибор.
Речь идет об устройстве под названием «электронный нос», которое работает на основе спектрометрии ионной подвижности. По словам доцента кафедры микро- и наноэлектроники Национального ядерного исследовательского университета Николая Самотаева, это достаточно компактное переносное устройство, которое в состоянии определять тысячи существующих видов взрывчатки.
Возникает вопрос, для чего нужно изобретать такие сложные приборы, если у человека имеется бесплатный аналог, который был создан самой природой. Речь идет о собаках, которые, по сути, являются тем же самым газоанализатором из-за очень развитого обоняния. В носу собаки содержится около 200 млн. обонятельных клеток, что позволяет данному животному находить в воздухе даже всего несколько молекул нужного элемента. Но даже такой уникальный природный комплекс не является идеальной ищейкой.
Николай Самотеев отмечает, что при обучении животного ему дают понюхать взрывчатое вещество, поощряя собаку чем-то вкусным. Если собака запомнит, что за нахождение взрывчатки ее ждет вкусный подарок, она всю свою жизнь будет заниматься ее поисками. Перестроится с этой миссии животному трудно чисто психологически. Совсем другое дело современные устройства. Прибор «электронный нос» устроен таким образом, что один раз поднеся к устройству то или иное вещество и нажав кнопку «запомнить», вы гарантировано оставите в его памяти всю необходимую информацию, которая будет храниться в устройстве все время его эксплуатации.
Сам принцип, по которому будет работать небольшое устройство с тонким пластиковым хоботком, был представлен еще в 1960-е годы. Такая технология главным образом использовалась в армии в подразделениях биологической и химической защиты. Сегодня, благодаря очень быстрому развитию микроэлектроники, такой прибор уже не занимает треть грузового автомобиля. Современные устройства не просто весят не больше 3-х килограммов, они стали невероятно чувствительными. Существующие сейчас приборы легко могут показать наличие в воздухе нитроглицерина, RDX, нитротолуола, взрывчатки С4 и одного из самых распространенных в России взрывчатых веществ — гексогена.
При этом приборы могут находить не только взрывчатку, но и наркотики даже в самых микроскопических дозах. При необходимости устройства могут распознавать и людей, так как человек тоже имеет свой запах, и это не запах его парфюма, а запах молочной кислоты. Именно на этот запах натаскиваются собаки, которые используются сотрудниками МЧС в поисково-спасательных операциях. Если человек оказался погребенным под завалами в тесном замкнутом пространстве, в этом пространстве постепенно накапливается его запах. Запах этот обязательно будет просачиваться через завалы. Это еще одно поле деятельности для «электронного носа». Если в пробе, взятой у расщелины в завалах, содержится молочная кислота, значит, под завалами следует искать человека.
При этом в нашей стране прибор создавался совсем не для поисковых операций. Это своеобразный побочный эффект от его создания. Первоначальная задача прибора заключается в охране стратегических объектов компании «Росатом». Именно по этой причине над прибором работал Национальный ядерный исследовательский университет.
Источники информации:
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
Информация