在美國國土安全部先進(jìn)研究計劃局的贊助下，美國小企業(yè)創(chuàng)新研究(SBIR)合同的接收人表示，利用納米管場發(fā)射來取代放射性同位素實(shí)現(xiàn)的“綠色”煙幕報警離子發(fā)生器，就可以消除“臟彈”材料的源頭。

　　位于美國德州奧斯汀的Applied Nanotech公司以及位于馬薩諸塞州Bedford的Sionex公司目前從美國國土安全部獲得了基金支持，以利用碳納米管陣列產(chǎn)生的電子場發(fā)射來生產(chǎn)微型、安全、高性能的傳感器，從而取代利用放射性同位素制成的粒子阿爾法射線。

　　“我們認(rèn)為，在諸如煙霧探測器、工業(yè)傳感器、醫(yī)療設(shè)備、國土安全應(yīng)用以及其它應(yīng)用中，碳納米管發(fā)射器能夠取代放射性材料，” Applied Nanotech的科學(xué)家Richard Fink表示。

　　在許多美國家庭中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)各種各樣煙霧報警器以及其它氣相探測器中存在高達(dá)1毫克的放射性镅-241。大約1/5毫克的镅被用于把煙霧探測器中的空氣離子化。然而，只要1毫克就足以讓處理它的人面臨危險；10毫克至100毫克就足以制造“臟彈”，1公斤镅就足以用來制造一顆原子彈！

　　為了停止在我們的國土上繼續(xù)使用像鎳-63和镅-241這樣的半衰期分別為10 0年和432年的放射性材料，美國核管理委員會、國家研究委員會以及美國國土安全部先進(jìn)研究計劃局全部都投資于在煙霧報警、醫(yī)療診斷以及研究設(shè)備中替代放射性同位素的“綠色”材料的研究。

　　Applied Nanotech和Sionix的聯(lián)合開發(fā)努力的目標(biāo)是，利用碳納米管發(fā)射器提供把樣本離子化的一種安全、廉價、高性能的替代方法，從而集成在各種離子遷移率頻譜儀的氣流通道前面。Applied Nanotech和Sionix聲稱已經(jīng)在原理上證明，碳納米管發(fā)射器不必采用放射性材料，就能夠完成所有必需的離子化以及辨認(rèn)步驟。

　　把氣體分子離子化的原理

　　離子遷移率頻譜儀的工作原理是，當(dāng)氣體分子通過傳感器時，氣體分子被離子化，然后，通過它們的原子重量對它們進(jìn)行辨別。在對樣本進(jìn)行離子化之后，各個帶電分子通過漂移管被吸引在一起，在漂移管中這些分子根據(jù)它們的原子重量展開，從而允許那個位置來揭示他們對一體化探測器的特征。Applied Nanotech公司的碳納米管取代放射性材料完成了離子化的步驟，從而利用Sionex公司的一體化微分遷移率頻譜儀(DMS)來安全地分離和探測氣體粒子。

　　碳納米管采取集中電場的方法來完成離子化的步驟，類似于閃電棒的原理，從而允許在室溫以及大氣壓力下發(fā)射電子。當(dāng)電子通過空氣樣本時，它們把氣體分子離子化，因此，提供使它們被吸引至傳感器以及探測器所需要的電荷。碳納米管可能根據(jù)特殊傳感器的需要而給予正電離或負(fù)電離。