שיטה חדישה לגילוי חומרים מסוכנים

כימאים מהמכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה בארה”ב (NIST) הצליחו להדגים שיטה פשוטה יחסית וזולה לגילוי ומדידת חומרים מסוכנים כגון חומרי-נפץ ורעלים מוסלקים ועוד

כימאים מהמכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה בארה”ב (NIST) הצליחו להדגים שיטה פשוטה יחסית וזולה לגילוי ומדידת חומרים מסוכנים כגון חומרי-נפץ ורעלים מוסלקים, רכיבים מקולקלים במזון או שרידים של חומרי-הדברה שהתפזרו באדמה ע”י רוח או גשמים.

השיטה החדשה רגישה יותר משיטות קיימות אחרות עבור הגילוי של שרידי חומרים קוטביים ואשר, בדומה למים, הינם בעלי קצה חשמלי שלילי וקצה חשמלי חיובי מוגדרים, ואשר אינם נדיפים בקלות.

כמתואר במאמר החדש, חוקר המכון Tom Bruno הצליח להגביר את השיטה המכונה “אנליזת חזית המרווח” (“head space analysis”) שבעזרתה מאתרים ובודקים את רמות השרידים של תרכובות כימיות ממוצק או מנוזל המשוחררים לאוויר הסובב אותם. השיטה החדשה מגבירה מאוד את יעילות איסוף הדגימות ולראשונה מאפשרת התאמתה של השיטה לזיהוי הריכוזים המזעריים של חומרים קוטביים בעלי נדיפות נמוכה, כגון חומרי-נפץ. ממצאים ראשוניים מצביעים על כך שהשיטה רגישה דייה לשם מדידת כמויות של חומרים המצויים בריכוז של0.0000002 אחוזים מהדגימה בלבד.

מתקן איסוף הדגימות מורכב ממספר גלילים בעלי צינוריות דקות שעוביין הפנימי הינו 0.32 מילימטרים בלבד. החוקר שינה את הציפוי הפנימי, שאחראי למשיכה או לדחייה של חומרים דרך שטח הפנים הגבוה שלו. ניתן להשתמש במתקן החדש עם תנור לחימום דגימות המצוי במעבדות המבצעות אנליזות או לקחתו לשטח לשם ביצוע איסוף דגימות. בכדי למשוך אליו תרכובות מטרה מתוך הדוגמא, הסליל ממוקם בתוך גליל מבודד המצונן ע”י זרם אוויר קר לטמפרטורה של מינוס ארבעים מעלות צלסיוס. גז נושא, כגון הליום, מוזרם לתוככי הדוגמא הנמצאת בתנור או במתקן הסליל, תוך כדי איסופן של תרכובות המטרה והבאתן לצינוריות הזעירות. קירור הסלילים – חלק מהמצאתו של החוקר – משפרת את יעילות איסוף התרכובות. הצינוריות נשטפות בממס, או מחוממות, לשם שחרור התרכובות הכלואות בהן לצורך הבדיקה.

החוקרים מצאו כי כמות התרכובות הנאספות עולה כתלות בטמפרטורות החימום והגז הנושא, תוך קבלת אמצעי לזיהוי תרכובות מטרה ייחודיות בתנאי שטח. החוקרים הדגימו את השיטה החדשנית שלהם תוך שימוש במספר חומרי-נפץ, בכללם חומר-הנפץ התקני TNT וחומר-הנפץ הפלסטי C-4. בין יתר היישומים, החוקרים השתמשו בשיטתם לשם שיפור האיסוף והאבחון של גזי הפליטה של רכבים, נושא בעל חשיבות עליונה לבטיחות הציבור ואיכות הסביבה. בנוסף, הם משתמשים בשיטתם לשם האיתור של תוצרי פרוק נדיפים של חלבונים במוצרי-בשר מקולקלים. יישומים סביבתיים כוללים איתור של חומרי-הדברה שהצטברו באדמה ועלולים להתפזר בתנאי מזג-אוויר משתנים.

הידיעה ממכון המחקר