РАЗВИТИЕ ХИМИКО-АНАЛИТИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ СЛЕДОВ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ (2023)
Приведен краткий обзор химико-физических основ портативного аналитического приборостроения для обнаружения следов взрывчатых веществ. Рассмотрены элементарные процессы, включая газохроматографическое разделение, детектирование, концентрирование и вихревой отбор проб пара. Показана возможность повышения пороговой чувствительности по парам до 10-16 г/см3, что существенно сокращает время обнаружения взрывчатых веществ с момента их закладки в объект контроля (багаж) от нескольких суток до нескольких минут. Автор выражает искреннюю благодарность И.И. Засыпкиной за помощь при оформлении статьи. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
Идентификаторы и классификаторы
- УДК
- 543. Аналитическая химия
550.84. Химические и физико-химические методы геологических исследований. Геохимические методы (комплексные методы) - Префикс DOI
- 10.17223/7783494/4/2
- eLIBRARY ID
- 60016358
Обнаружение следов ВВ является эффективной технологией антитеррористического контроля. Работы по созданию обнаружителей следовых концентраций паров ВВ в воздухе около контролируемых объектов в мире начались активно с середины 1970-х гг. В конце
1980-х гг., т.е. немногим более, чем через 10 лет, был создан и испытан первый отечественный газоаналитический миноискатель ЭХО-М, на два порядка превосходивший по чувствительности зарубежные образцы типа VTA-103A (Israel) [1], Simtec (England)
[2]. При испытаниях ЭХО-М по обнаружению установленных в грунт противотанковых мин впервые были показаны его паритетные возможности в сравнении со служебной собакой [3]. Пороговая чувствительность по концентрации паров тринитротолуола (ТНТ) в воздухе впервые в то время была достигнута в отечественной разработке на уровне 10–14 г/см3
; и сравнительными испытаниями показано, что это средний уровень пороговой чувствительности служебных собак. Данный уровень пороговой чувствительности сохранился для обнаружителей паров ТНТ, на порядок только сократилось время реакции современных обнаружителей(до нескольких секунд).
Список литературы
| 1. | Washington W.D., Midkiff C.R. Jr. Systematic Approach to the Detection of Explossive Residues. II. Trace Vapor Analysis // Journal of the AOAC. 1973. Vol. 56 (5) P. 1239-1245. | |
|---|---|---|
| 2. | Livesey R. Explosives Detection // Electronics & Power. 1984. Vol. 30 (9). P. 701. | |
| 3. | Грузнов В.М. Обнаружение взрывчатых веществ (современное состояние) // Вопросы оборонной техники. Серия 16. Технические средства противодействия терроризму. 2014. Т. 3-4 (69-70). С. 94-99. EDN: SAUOLB | |
| 4. | Грузнов В.М., Балдин М.Н., Макась А.Л., Титов Б.Г. Развитие в России методов обнаружения взрывчатых веществ // Журнал аналитической химии. 2011. Т. 66, № 11. С. 1236-1246. EDN: OJGXMP | |
| 5. | А.с. 968181 СССР, МКИ G01N30/02. Хроматографическая колонка / Солдатов В.П., Овечкин А.И., Сидельников В.Н., Малахов В.В., Кузнецов В.В., Емельянова Л.Я., Уткин В.А., Емельянова О.А. (СССР). № 295508/25; заявл. 21.05.1980; опубл. 15.08.1991, Бюл. № 30. | |
| 6. | А.с. 1651200 СССР, МКИ G01N30/56. Поликапиллярная хроматографическая колонка / Солдатов В.П., Науменко И.И., Ефименко А.П., Чертилина Л.Н., Ваганов В.С. (СССР). № 4172415, заявл. 04.12.1986; опубл. 23.05.1991, Бюл. № 19. | |
| 7. | Ефименко А.П, Науменко И.И., Соболева В.К. Эффективность поликапиллярных колонок // Журнал физической химии. 2007. Т. 81, № 3. С. 488-492. EDN: IAGQSL | |
| 8. | А.с. SU 966583 A1 СССР. Способ анализа примесей в газах / Горшков М.П. (СССР). № 2928359, заявл. 10.03.1980; опубл. 15.10.1982, Бюл. № 38. | |
| 9. | Buryakov I.A. Ion current amplitude and resolution of ion mobility increment spectrometer (IMIS) // International Journal for Ion Mobility Spectrometry. 2001. Vol. 4 (2). P. 112-116. | |
| 10. | Балдин М.Н., Грузнов В.М. Портативный газовый хроматограф с воздухом в качестве газа-носителя для определения следов взрывчатых веществ // Журнал аналитической химии. 2013. Т. 68, № 11. С. 1117-1122. EDN: RBUPWJ | |
| 11. | Буряков И.А. История спектрометрии приращения ионной подвижности // Журнал аналитической химии. 2018. Т. 73, № 12. С. 941-948. EDN: YNNOJN | |
| 12. | Буряков И.А. Явления переноса ионов в газе в электрическом поле. Спектрометрия приращения ионной подвижности: дис.. д-ра физ.-мат. наук. Новосибирск, 2005. 190 с. EDN: NNPQKH | |
| 13. | Zalewska A., Pawlowski W., Tomaszewski W. Limits of detection of explosives as determined with IMS and field asymmetric IMS vapour detectors // Forensic Science International. 2013. Vol. 226. P. 168-172. DOI: 10.1016/j.forsciint.2013.01.005 EDN: YDTAOT | |
| 14. | Буряков И.А., Коломиец Ю.Н., Луппу В.Б. Спектрометр нелинейности дрейфа ионов // Пат.RU 2178929 C2; заявка 2000101916/09 от 25.01.2000. Опубл. 27.01.2002. | |
| 15. | Буряков И.А., Крылов Е.В., Солдатов В.П. Приборы и методы газового электрофореза. В кн. Химический анализ объектов окружающей среды / под ред. В.В. Малахова. Новосибирск: Наука, 1991. C. 113-127. | |
| 16. | Буряков И.А., Коломиец Ю.Н. Экспресс-определение взрывчатых и наркотических веществ с помощью поликапиллярной газохроматографической колонки и спектрометра ионной подвижности // Журнал аналитической химии. 2003. Т. 58, № 10. С. 1057. EDN: OOBOZL | |
| 17. | Breath Analysis Products // Owlstone Medical. 2009. URL: https://www.owlstonemedical.com/products/lonestar/(дата обращения: 15.01.2020). | |
| 18. | A Canadian company called Cannabix is working on a cannabis-detecting breathalyzer machine // Quartz. 2015. URL: https://qz.com/453650/a-canadian-company-called-cannabix-is-working-on-a-cannabis-detecting-breathalyzer-machine/(дата обращения: 21.11.2019). | |
| 19. | Kostarev V.A., Kotkovskii G.E., Chistyakov A.A., Akmalov A.E. Detection of explosives in vapor phase by field asymmetric ion mobility spectrometry with dopant-assisted laser ionization // Talanta. 2022. Vol. 245. P. 1-14. DOI: 10.1016/j.talanta.2022.123414 EDN: JSDFMI | |
| 20. | Костарев В.А. Влияние параметров лазерного излучения на образование ионов нитросоединений в лазерной УФ спектрометрии ионной подвижности: дис.. канд. физ.-мат. наук. М., 2022. С. 111, 132. EDN: MCPRQO | |
| 21. | Балдин М.Н. Разработка портативного экспрессного хроматографа с воздухом в качестве газа-носителя для определения следовых количеств органических веществ на месте взятия пробы: дис.. канд. техн. наук. Томск; Новосибирск, 2014. С. 2648. EDN: GACFHW | |
| 22. | Грузнов В.М., Филоненко В.Г., Шишмарев А.Т. Отбор и ввод проб при скоростном газохроматографическом обнаружении паров органических веществ // Журнал аналитической химии. 1999. Т. 54, № 11. С. 1134-1139. | |
| 23. | Грузнов В.М., Филоненко В.Г., Шишмарев А. Т. Экспрессное улавливание паров веществ из воздуха // Теплофизика и аэромеханика. 2000. Т. 7, № 4. С. 617-620. | |
| 24. | Грузное В.М., Филоненко В.Г. Скоростное концентрирование и вихревой отбор проб воздуха при обнаружении следовых количеств органических веществ. Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 2011. С. 13-14. | |
| 25. | Пилот-М - портативный обнаружитель (детектор) паров взрывчатых веществ. URL: https://www.lavandau.ru/katalog/explosive-detector/8-pilot-m.html (дата обращения: 15.01.2023). | |
| 26. | Детектор паров ВВ МО-2М, МО-2Р. URL: http://www.sibel.info/ru/explosives-detectors/mo-2m.html (дата обращения: 18.01.2023). | |
| 27. | Солдатов В.П., Кузнецов В.В., Морозов А. А. и др. Метод обнаружения низколетучих веществ // А.С. № 969089. СССР. 1981. | |
| 28. | Грузное В.М., Балдин М.Н., Прямов М.В., Максимов Е.М. Определение концентрации паров взрывчатых веществ с дистанционным автоматизированным отбором проб при контроле объектов // Журнал аналитической химии. 2017. Т. 72, № 11. С. 1000-1005. EDN: ZRQKFV | |
Выпуск
Другие статьи выпуска
Проведено исследование поведения частотных зависимостей комплексных значений диэлектрической проницаемости эластомеров на основе многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ) от их частоты и концентрации. Показано, что увеличение концентрации МУНТ приводит к монотонному росту действительной и мнимой частей комплексной диэлектрической проницаемости. С использованием программного пакета CST STUDIO SUITE проведено моделирование влияния технологического зазора на электромагнитную герметизацию блока высокочастотной аппаратуры. Показана возможность применения синтезированных материалов для обеспечения электромагнитной герметизации в СВЧ диапазоне частот. Авторы выражают благодарность В. Л. Кузнецову и С.И. Мосеенкову за предоставленные материалы. Измерение электромагнитных характеристик образцов выполнено на оборудовании ЦКП «Центр радиоизмерений ТГУ». Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
| Исследование влияния добавок при синтезе материалов на основе графитоподобного нитрида бора является актуальной и важной задачей для науки и промышленности. В настоящей работе представлены результаты исследования влияния добавок Si3N4 и AlN на физико-механические свойства и структуру материалов на основе нитрида бора. Результаты показывают, что добавки Si3N4 и AlN в различных пропорциях позволяют получить структуры с высокой степенью кристалличности и повысить физико-механические свойства. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. |
|---|
Покрытия из фосфата кальция зарекомендовали себя в качестве потенциального компонента имплантатов. В даном исследовании плазменное высокочастотное распыление было использовано для получения покрытия из фосфата кальция на подложке NiTi. Установлено, что напыленный слой состоит из гидроксиапатита и Р-трикальцийфосфата, а подложка содержит NiTi B2-аустенит и Ti2Ni. Тесты на смачиваемость и испытания in vitro доказывают, что полученное покрытие из фосфата кальция улучшает пролиферацию клеток. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
В результате проведённых исследований определено, что вибрационная обработка расплава в процессе кристаллизации эффективно модифицирует зёренную структуру α-Al. Применение резонансной вибрационной обработки расплава в процессе кристаллизации способствует измельчению размеров зёрен α-Al, однако не эффективно для дегазации расплава. Установлено, что вибрационная обработка расплава во время заливки обеспечивает получение отливок без видимой пористости, снижение среднего размера зерна α-Al, увеличение прочностных свойств. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
| В работе представлены результаты исследования аддитивного получения образцов на основе материала ZrO2 методом стереолитографической 3D-печати (DLP). Изучены параметры полимеризации суспензий с содержанием порошка до 70%. Разработаны режимы термообработки, обеспечивающие плотность 4,55 г/см3, что составляет 75% от теоретической плотности ZrO2, и микротвердость 12,4 ГПа при температуре спекания 1650°С Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. |
|---|
| Опасность экологических и террористических угроз делает актуальной задачу разработки устройств быстрой нейтрализации вредных аэрозолей. Предлагается модельный ряд генераторов нейтрализующих аэрозолей на основе ВЭМ, быстро создающих облако высокодисперсных частиц или дезинфицирующих паров. Результаты работы помогут решить задачу быстрой нейтрализации вредных веществ в воздухе. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. |
|---|
Опасность распространения вирусных и бактериальных инфекций делает актуальной задачу разработки способов быстрой нейтрализации инфекционных аэрозолей. Для этого предлагается использовать нанотермитные йодсодержащие смеси. Авторы исследовали ряд таких смесей на микробицидную активность. Результаты работы помогут решить задачу быстрой нейтрализации инфекционных аэрозолей. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Рассмотрена разработка подхода к подбору комбинаций люминесцентных материалов, обеспечивающих обнаружение и идентификацию насыщенных паров нитросодержащих веществ и веществ - мешающих факторов. Описан алгоритм обработки откликов люминесцентных материалов, позволяющий определять сенсорные свойства материалов и осуществлять подбор комбинаций материалов для однозначной идентификации нитросодержащих веществ как класса и индивидуальных аналитов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Издательство
- Издательство
- ТГУ
- Регион
- Россия, Томск
- Почтовый адрес
- 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
- Юр. адрес
- 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
- ФИО
- Галажинский Эдуард Владимирович (Ректор)
- E-mail адрес
- rector@tsu.ru
- Контактный телефон
- +8 (382) 2529585
- Сайт
- https:/www.tsu.ru