Nanotekniikka kutistaa massaspektrometrin

Massaspektrometri on kookas ja kallis laboratorioiden mittaustyökalu, mutta sellaista kaivattaisiin yhä laajemmin myös kenttäkäyttöön. Sellaisella voisi tehdä paikan päällä kemiallisia analyysejä esimerkiksi lääketieteessä, räjähteiden havaitsemisessa ja elintarvikkeiden turvallisuudesta.

Purduen yliopiston ja Indian Institute of Technologyn tutkijoista koostunut tutkijaryhmä on kehittämässä massaspektrometrian analyysimenetelmää, jossa hyödynnetään hiilinanoputkia.

Tutkijat päällystivät näytteitä keräävän paperin hiilinanoputkilla ja toteuttivat menetelmän, jossa tarvittava jännite on tuhat kertaa pienempi, signaali terävämpi ja herkkien molekyylien keruu paljon nykylaitteita parempi.

Tutkimuksessa käytetty analyysimenetelmä on nimetty PaperSpray™ ionisaatioksi. Näyte otetaan pyyhkimällä paperilla esinettä tai kostuttamalla sitä liuottimella, jolla kaapata jäämiä kohteen pinnalta.

Nanoputket toimivat kuin pienet antennit, jotka luovat voimakkaan sähkökentän hyvin pienestä jännitteestä. Yksi voltti yli muutaman nanometrin yli luo sähkökentän, joka vastaa 10 miljoonaa volttia senttimetrille. Paitsi, että pieni jännite pienentää laitekokoa ja käyttötehovaatimuksia se myös yksinkertaistaa analyysiä poistamalla taustakohinan lähes kokonaan.

Yhdysvaltalainen (Silicon Valley) Consumer Physics sen sijaa jo kerää pääomia aloittaakseen kuluttajille suunnatun kämmenelle sopivan fyysisten objektien skannerin tuottamisen. Laitteen toiminta perustuu lähi-infrapunan spektrometriaan.

Alkuun Scio nimistä laitetta on tarkoitus käyttää ruoan, lääkkeiden ja kasvien analysointiin. Kuluttaja voi sillä testata onko esimerkiksi internetin kautta ostettu Viagara feikki vai aito.

Tiedemaailmaan tarkoitetussa spektroskopiassa puolestaan Berkeley Labin ja Kalifornia Berkeleyn yliopiston tutkijat ovat kehittäneet kaksiulotteiseksi elektroni-värähtely spektroskopiaksi (2D-EV) nimetyn tekniikan.

Siinä on yhdistetty jo vakiintuneiden 2D-elektronisen ja 2D-infrapuna spektroskopiatekniikoiden edut. Tekniikka on ensimmäinen, jota voidaan käyttää seuraamaan samanaikaisesti fotokemiallisien reaktioiden elektronista ja molekylaarista dynamiikkaa femtosekuntien aika-mittakaavassa.