Biru untuk Biohazard
Sebuah sensor kimia yang berubah warna dengan adanya racun suatu hari nanti dapat menyelamatkan nyawa di medan perang dan di industri berbahaya, lapor para peneliti dalam edisi 17 Agustus dari Sains Majalah.
Sensor, yang dikembangkan di University of Wisconsin, menggunakan kristal cair untuk mendeteksi kontaminan lingkungan.
Ini adalah indikasi visual langsung, dan tidak memerlukan tenaga listrik, Nicholas Abbott, peneliti utama studi tersebut, mengatakan kepada technologyreview.com. Ini cukup sederhana sehingga mungkin berguna dalam pemantauan pribadi.
Masuk ke Alur
kata kamus kota populer
Perangkat Abbott terdiri dari tiga komponen: lapisan bawah emas berpola dengan alur berskala nano, molekul reseptor yang tertanam di lapisan itu, dan lapisan atas kristal cair yang melekat pada reseptor dengan ikatan hidrogen yang longgar. Ikatan ini mengontrol orientasi kristal cair, yang menentukan penampilannya di mata manusia.
Ketika sensor bertemu dengan senyawa target (gas beracun, misalnya), senyawa itu membentuk ikatan kuat dengan molekul reseptor, memutus ikatan hidrogen lemah kristal cair. Kristal cair yang tiba-tiba bebas menyesuaikan diri di sepanjang alur di lapisan emas, yang mengubah tampilan sensor. Ketika senyawa target tidak lagi ada, kristal cair menempel kembali ke reseptor dan tampilan sensor kembali normal.
Dalam percobaan mereka, Abbott dan rekan-rekannya menggunakan gugus asam karboksilat untuk reseptor. Gugus asam membentuk ikatan lemah dengan lapisan kristal cair, tetapi ikatan kuat dengan senyawa target beracun, hexylamine.
Pendekatan ini, yang disebut pengikatan kompetitif, membantu perangkat menghindari kesalahan positif. Sensor membedakan senyawa target dari alkohol, heksana, uap air dan bahan kimia lainnya. Beberapa detektor eksperimental, kata Abbott, memiliki waktu yang sangat sulit untuk membedakan target mereka dari air, sebuah kekurangan yang membatasi mereka di laboratorium.
Sistem Abbott adalah pekerjaan yang sangat menarik untuk mendeteksi racun fase uap (gas), kata Jerome Workman Jr., peneliti senior di Kimberly-Clark dan pakar perangkat analitik.
Cepat, Murah, dan Terkontrol
siapa penemu televisi yang sebenarnya?
Saat ini, instrumen lapangan yang paling umum untuk mendeteksi racun lingkungan adalah kromatografi gas portabel, yang harganya ribuan dolar dan beratnya lebih dari 50 pon, meskipun perangkat yang mendeteksi hanya satu atau dua senyawa mungkin beratnya hanya sepuluh atau lima belas pon, kata Eric Anderson dari Buck Scientific, produsen instrumen analitik.
Abbott mengatakan detektornya tidak hanya lebih murah untuk diproduksi, tetapi lebih portabel dan lebih mudah digunakan: seseorang dapat memakai perangkat sebagai lencana pengubah warna, mirip dengan yang mengukur paparan radiasi. Lencana dapat menampilkan reseptor untuk banyak senyawa berbeda, diatur dalam susunan atau pola. Pola yang berkembang bisa berupa huruf atau kata, sehingga bisa dipahami oleh orang non-teknis, kata Abbott.
Meskipun perangkat saat ini hanya mendeteksi senyawa gas, Abbott berharap untuk mengembangkan versi yang bekerja dengan cairan. Dia juga bekerja untuk mengembangkan detektor kristal cair untuk target biologis yang rumit, termasuk virus dan bakteri, dan melaporkan beberapa keberhasilan yang telah mendeteksi pengikatan protein.
Ini adalah masalah perbatasan nyata, mendeteksi kontaminan lingkungan dari semua jenis, kata Bruce Rittman, profesor teknik lingkungan di Universitas Northwestern. Mendapatkan informasi yang cepat adalah mata rantai yang lemah sekarang; beberapa di antaranya membutuhkan waktu yang sangat lama. Jika Anda bisa melakukan ini, itu adalah keuntungan yang luar biasa.
