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偵測塑膠炸藥的新裝置

2011/02/08 | 未分類 |

Original publish date:Aug 15, 2003

編輯 Agape 報導

利用微機電系統製造的新型塑膠炸藥感應器。

自從美國911事件之後﹐世界各國在航空安全上﹐無不投入特別的資源來加強﹐期望能夠偵查出潛伏的危機﹐達到早期預警及時防範的目的。特別是在對於塑膠爆炸物的偵測﹐更是一切安全措施的重點。在本期的Applied Physics Letters 期刊中﹐田納西大學與Oak Ridge國家實驗室的Thomas Thundat與其研究小組的科學家們﹐發表了利用微機電系統所製造而成的塑膠炸藥感應裝置。

在目前的塑膠炸藥裡﹐最具危險性的要算是PETN(pentaerythritol tetranitrate)與RDX(hexahydro-1, 3, 5-triazine)。因為這兩者不僅可以作成各種形狀﹐而且在引爆前極為穩定﹑但微量的爆炸卻足以造成相當程度的傷害。有鑑於此﹐Thundat等人的微機電偵測裝置﹐就是針對這兩種爆炸物所設計的。他們所製造的元件﹐核心部份是一個以矽所製成﹑一端黏結於彈簧接線﹑180×25 um的平板(與游泳池邊的跳水跳板類似)。這個平板的一面上鍍有金﹐這一面的其中一端則鍍有一層會與PETN及RDX反應的物質4-MBA(4-mercaptobenzoic acid) 。如果受測的環境中有PETN或RDX的分子﹐平板將會因4-MBA與這些分子結合而產生彎曲。透過計算平板彎曲的程度﹐就可以達到偵測微量塑膠炸藥的目的。

Thundat等人將他們所製成的裝置封裝在一個真空玻璃中﹐然後通入一小段含有微量塑膠炸藥的空氣。他們利用改裝的原子力顯微鏡﹐來測量平板彎曲的程度。經過20秒的偵測及反應時間﹐實驗的結果顯示﹐他們的元件的靈敏度可以達到14×10-12。換算成重量的話﹐則是可以測到僅有數femtogram(10-15 g ) 的炸藥量。

相較於現今體積龐大的塑膠炸藥偵測裝置﹐Thundat等人的研究結果極有希望可以應用在製造攜帶方便﹑高靈敏度的偵測器。為了達成這個目標﹐他們下一步的實驗﹐就是要測試他們的元件在實際環境中﹐是否仍然有效。希望在不久的將來﹐我們可以看見這項研究結果的實現﹐為社會﹑世界的安全維護來把關。

參考資料﹕

Physics News Update: Detecting Plastic Explosives in Air, August 13 (2003).

Sensitive detection of plastic explosives with self-assembled monolayer-coated microcantilevers, L. A. Pinnaduwage, V. Boiadjiev, J. E. Hawk, and T. Thundat, Applied Physics Letters 83, 1471 (2003).

參考來源:

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