Een koolstofbuisje, zeker 30.000 maal dunner dan een hoofdhaar, kan in combinatie met een stukje eiwit uit bijengif een explosieve stof tot op één molecuul detecteren.

Nanotechnoloog Michael Strano verkende de laatste jaren de grenzen van de detectielimiet van nanobuisjes: holle, één atoom dikke cilinders van pure koolstof. Met als resultaat een nanosensor die al één molecuul TNT kan aantonen. “Er is geen verdere verbetering op sensorgebied mogelijk”, legt Strano uit aan Wired.

De nanosensor bevat een essentieel onderdeel: een peptide (eiwitfragment) uit bijengif. Bijen zijn met hun gifangels namelijk krachtige bommensnuivers. DARPA wilde ze zelfs al eerder inzetten voor het vinden van explosieven, landmijnen en andere ‘interessante geurtjes’. Maar Strano en zijn team waren het militaire onderzoeksagentschap dus voor.

Wanneer een bijenpeptide op een nanobuisje wordt gezet, is het in staat om stikstofaromaten te detecteren: de chemische explosieve klasse waartoe ook TNT behoort. Een enkel molecuul hiervan veroorzaakt al een verandering in het uitgezonden licht van het buisje, zichtbaar door een speciale microscoop. “Het licht van het koolstof nanobuisje zal fluoresceren, zo rood dat je ogen het niet kunnen zien”, vertelt Strano. “In de microscoop zou je het nanobuisje aan en uit zien flikkeren.”

Het buisje is daarmee een stuk gevoeliger dan de nu gebruikte bommendetectors op Amerikaanse vliegvelden. Vervanging door de nieuwe nanosensor is echter voorlopig nog niet aan de orde. De moleculen van de explosieve stoffen moeten namelijk dicht in de buurt van de nanosensor komen. Maar een mobiele versie van de microscoop zou wel perfect besmette oppervlakten kunnen screenen.

Bronnen: Massachusetts Institute of Technology, Wired

Beeld: Los Alamos National Laboratory