2020年CAIA獎二等獎獲獎項目成果簡介：爆炸物現場快速比色分析新方法研究
完成單位：西南科技大學國防科技學院
完成人：何毅、于海利、黃偉、王進虎
成果簡介：
各類由爆炸物引起的爆炸事件、恐怖襲擊與刑事案件嚴重影響著國家安全與社會穩定。現有爆炸物檢測方法包括X射線技術、離子遷移譜、熒光光譜、氣相色譜-質譜聯用技術、電化學分析等，存在儀器設備龐大、成本高、重復性差、測量時間長、準確度低等缺點，無法實現現場快速檢測各類爆炸物。因此，迫切需要發展簡單快速現場的爆炸物分析新方法。
本項目采用有機小分子及局域表面等離子納米材料作為反應底物，利用光誘導自催化氧化、乳液分隔酸堿不相容反應、堿驅動光化學刻蝕、點擊化學反應誘導耦聯、酸削弱分子內氫鍵等原理，構建了一系列新型比色分析方法，實現了三氨基三硝基苯(TATB)、六硝基六氮雜異伍茲烷、三過氧化三丙酮、硝基胍、聚疊氮縮水甘油醚(GAP)、2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物 (LLM-105)、二氨基-二硝基乙烯、3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮、2,4,6-三硝基甲苯、黑索金 (RDX)、奧克托今(HMX)、苦味酸、2,4-二硝基苯、4-硝基苯酚、2,4-二硝基苯酚、水合肼等在內的16種爆炸物現場快速比色可視化檢測。首次實現TATB、GAP、LLM-105、硝基胍的痕量檢測，對LLM-105爆炸物分析的靈敏度比常規方法提高了3個數量級。此外，發展的比色可視化新方法在實際環境樣品亦具有優良的可靠性與準確性。
創新點及科學價值：
創新點
1.發現可見光能直接誘導鄰苯二胺發生自催化光氧化作用，而無需其它氧化劑；借助TATB爆炸物對其增強作用，首次建立了TATB爆炸物痕量分析方法，實現對其比色可視化檢測。
2.合理利用Pickering微乳液作為微反應器，通過串聯反應，設計了針對RDX/HMX爆炸物誘導的生色反應體系，實現了RDX/HMX的現場快速比色可視化檢測。
科學價值
3.提出了光誘導自催化氧化、乳液分隔酸堿不相容反應、堿驅動光化學刻蝕、點擊化學反應誘導耦聯、酸削弱分子內氫鍵等5種顯色原理，構建了對應的顯色反應，成功應用于分析檢測，推動了比色分析化學的進一步發展。
4.通過探究各類爆炸物參與的顯色反應機理，揭示了爆炸物化學反應活性與其分子結構之間的構效關系，加深了人們對各類危險爆炸物的認知。
社會經濟效益：
本項目面向國家公共安全重大需求，成功突破了常規爆炸物檢測方法無法準確應用于現場快速檢測的瓶頸問題，相關結果將為公共安全、反恐怖襲擊、刑事偵查等提供重要的技術支撐，具有重要的社會效益和較好的經濟效益。
應用前景：
本項目發展的爆炸物現場快速檢測新方法可望用于國家大型會議、海關、航空、地鐵、車站、監獄、犯罪現場等場所防爆安檢，或用于含有爆炸物的污染土壤與水體。
