Aan het MIT is een kunststof ontwikkeld die verkleurt bij contact met zenuwgas. In combinatie met een colorimetrische sensor belooft het een ongekend eenvoudige en robuuste detector op te leveren, claimen ze in ACS Macro Letters.

Om precies te zijn mikken Jonathan Weis en Timothy Swager op organofosfaatverbindingen, zoals sarin, tabun en VX. Sensoren voor deze acetylcholinesterase-inhibitoren bestaan al langer maar de meeste werken met verkleurende vloeistoffen, wat onhandig is als je in realtime wilt meten op het slagveld. Er zijn wel eerder pogingen gedaan met verkleurende vaste stoffen, maar gewoonlijk betrof het dan kleine kleurstofmoleculen die werden ingebed in een inerte kunststof.

Weis en Swager laten wél het polymeer zelf verkleuren. Ze baseerden het op een dithiënobenzotropon dat ze eerder synthetiseerden en voor deze gelegenheid reduceerden tot een alcohol (waarbij de =O bovenin wordt omgezet in een -H en een -OH, zie het plaatje). Die -OH wordt er door een organofosfaat gemakkelijk af getrokken. Wat je overhoudt is een kation dat zichzelf als het ware stabiliseert door interactie van de elektronenwolken van de verschillende ringen. Daarbij verandert het van vrijwel kleurloos naar fuchsia-paars.

Terugdraaien is een kwestie van spoelen met natronloog of, nog gemakkelijker, blootstelling aan ammoniumhydroxidedamp.

Via een polycondensatiereactie, met dibroomaromaatverbindingen als verbindende schakels, blijk je van deze verbinding redelijk gemakkelijk een ketenmolecuul te kunnen maken. Als het goed is beïnvloeden de bouwstenen elkaar onvoldoende om de kleurverandering aan te tasten. Door te spelen met zijketens aan de verbindende schakels stel je de eigenschappen van de resulterende kunststof in, zoals het gemiddelde molecuulgewicht en de doordringbaarheid voor zenuwgas.

De auteurs hebben het uitgeprobeerd met diëthylchloorfosfaat (DCP) dat niet zo heel giftig is maar voldoende op echte zenuwgassen lijkt om een idee te krijgen. Het werkte.

bron: American Chemical Society