三過氧化三丙酮 (TATP) 是一種高度不穩定的炸藥，容易發生意外爆炸。然而，恐怖分子，例如對上週布魯塞爾爆炸案和 2015 年 11 月巴黎襲擊事件負責的恐怖分子，越來越多地使用該化合物來製造殺戮。
儘管 TATP 不穩定，但它作為恐怖武器仍具有吸引力，因為它相對容易製備，並且直到最近，標準爆炸物篩查方法很難檢測到它。這些方法基於 X 射線計算機斷層掃描 (CT) 和離子遷移譜 (IMS)，現已得到改進，現在可以在機場和其他安檢站常規檢測 TATP。其他幾種方法也處於商業化的不同階段，包括一些基於手持掃描器的方法，也可以檢測 TATP。
仍然沒有解決的問題是如何阻止恐怖分子在擁擠、未經安檢的公共區域（例如地鐵站和機場的不安全側）引爆炸藥，而這正是布魯塞爾的恐怖分子引爆炸彈的地方。
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自 2001 年“鞋子炸彈客”理查德·裡德試圖在跨大西洋航班上點燃藏在他鞋底的化合物以來，TATP 就與多起恐怖襲擊陰謀有關。除了布魯塞爾和巴黎的恐怖襲擊外，這種過氧化物也用於2005 年倫敦交通爆炸案。
恐怖分子不需要大量的化學培訓即可製備 TATP。合成它所需的材料——過氧化氫、丙酮和無機酸——在市場上大量供應。
但與 TNT 和其他常見的軍用炸藥不同，太平洋西北國家實驗室爆炸物和生物威脅檢測研究負責人 David A. Atkinson 說：“即使 TATP 放在架子上也極其危險。” 他指出：“它可能會因輕微的震動或一點摩擦而爆炸。” 因此，TATP 過去通常少量用作雷管，以引爆 TNT 或其他穩定的炸藥。
然而，在布魯塞爾爆炸案中，比利時當局報告說，他們在機場發現了兩枚未引爆的炸彈，其中含有約 15 公斤 TATP。藏在行李箱中的炸彈還含有硝酸銨、金屬螺栓和釘子。比利時官員報告說，在與炸彈襲擊者有關的布魯塞爾住所中又發現了兩枚描述相似的炸彈。
如果這些炸彈接受 CT 和 IMS 掃描，很可能會被檢測到。羅德島大學 (URI) 的爆炸物專家 Jimmie C. Oxley 表示，製造商在近年來修改了這些儀器，以應對恐怖襲擊陰謀，使其能夠檢測 TATP。
CT 掃描器透過用強烈的 X 射線束照射行李並測量有多少光束穿過物體，從而探測包內容的密度和其他屬性。然後，自動演算法將這些資料與一組爆炸物的密度值庫進行比較，該庫現在包括 TATP。可疑的包可以進一步透過 IMS 進行檢查。
Oxley 在她的團隊在 URI 的射擊場進行 TATP 測試爆炸後不久接受了 C&EN 的採訪，她指出，商業 IMS 儀器最初無法檢測到 TATP。但現在可以了。
在 IMS 測量中，操作員擦拭可疑的包並將拭子插入儀器後，樣品離子羽流進入漂移管並與氣體相互作用。在電場的影響下，離子沿管道長度向下移動，導致它們在到達檢測器途中根據其質量、大小和形狀分離。該方法可以在幾秒鐘內檢測到皮克級各種爆炸物，並生成獨特的 IMS 簽名。
Oxley 表示，這些儀器最初配置為檢測帶負電荷的離子，例如常見的硝基炸藥形成的離子，但不檢測帶正電荷的離子，而 TATP 可以形成帶正電荷的離子。現在，這些儀器由多家制造商生產，包括總部位於英國的 Smiths Detection 和法國公司 Morpho，可以快速掃描兩種型別的訊號。
TATP 也可以透過熒光法檢測。Flir 是一家主要的儀器製造商，總部位於俄勒岡州威爾遜維爾，生產一種手持裝置 Fido X3，能夠檢測多種爆炸物，包括 TATP。當空氣樣本被吸入裝置時，爆炸物分析物分子與專門設計的共軛芳香聚合物結合，導致熒光訊號發生巨大變化。
近年來，還報道了其他 TATP 檢測方法，其中一些方法正在商業化。例如，訓練有素的狗通常被認為是嗅探爆炸物的黃金標準。但訓練員通常避免訓練犬類尋找 TATP，因為該化合物非常不穩定，他們擔心會傷害狗和他們自己。Oxley 的研究小組開發了一種安全的 TATP 犬類訓練套件，其中爆炸物被封裝在惰性聚合物中，並且正在進行商業化。
在伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校，化學教授 Kenneth S. Suslick 開發了一種用於識別多種化合物（包括過氧化物炸藥）的光電“鼻子”。
該裝置與數字閱讀器一起，包含大量染料陣列，這些染料在與爆炸物和其他化合物反應時會改變顏色。閱讀器比較感測器陣列暴露於樣本（例如，嗅一口空氣）之前和之後的顏色模式，然後生成顏色差異圖，作為化學特徵。
最近，Suslick 的小組證明，該裝置可以區分 TATP 和其他過氧化物，並且可以透過檢測殘留雜質來區分一種合成程式與另一種合成程式。該資訊可以確定例如用作合成 TATP 的催化劑的酸型別，可能有助於執法部門識別炸彈製造者（《化學通訊》 2015 年，DOI：10.1039/c5cc06221g）。
該團隊最近還表明，這種檢測策略在一個廉價的手持原型裝置中快速且可靠地工作，該裝置對低 ppb 範圍內的 TATP 表現出靈敏度（《化學科學》2015 年，DOI：10.1039/c5sc02632f）。
總部位於帕洛阿爾託的初創公司 iSense 正在繼續開發光電鼻子技術以用於多種應用，據 Sung H. Lim 稱。Lim 於 2006 年在 Suslick 擔任博士後研究員，現在擔任 iSense 的首席技術官。
任何這些檢測方法——以及其他正在開發中的方法，包括行動式質譜技術——都可以提醒安保人員 TATP 的存在。正如 Oxley 指出的那樣，TATP 很容易檢測，因為它具有相對較高的蒸氣壓，因此具有揮發性。但這些方法只有在爆炸物來源——手提箱、汽車或恐怖分子的受汙染的衣服或頭髮——經過篩查後才能成功。
Atkinson 說：“當一次一名乘客透過機場安檢站時，安保人員有機會近距離接觸。” “你沒有機會在擁擠的公共場所那樣進行取樣。”
Oxley 提出，解決這個棘手的安全問題的一個方法是在購物中心和競技場等公共場所使用多個小型探測器來提供廣域監視。
Suslick 建議，在某些公共場所，操作員可以使用小型手持裝置（例如他的光電鼻子）進行初步檢查，就像訓練有素的狗被用來快速穿過排隊等候進入活動場所的長隊一樣。他指出，與狗不同，電子探測器不需要休息，也不容易分心，例如被拿著熱狗的小孩子分心。
Atkinson 提出了一個可能更具爭議性的建議。“我的方法是在潛在的罪犯磨練他們的手藝時尋找炸彈工廠，而不是等待他們裝滿揹包然後出去作案。”
他建議將竊聽、電子郵件和聊天室監控以及其他監視的情報資訊與移動化學感測相結合。“一個住在公寓裡的人帶回家大量丙酮是不正常的。” Atkinson 說，也許他只是在剝掉一件傢俱。但也可能不是。“如果執法部門瞭解到可疑活動或奇怪的氣味，就應該進行一些化學調查。”
Atkinson 說：“這是一個巨大而嚴重的威脅，但它主要不是技術問題。這是一個操作問題。我們有很好的爆炸物檢測方法。但我們需要更聰明地使用檢測技術。”
本文經 化學與工程新聞 許可轉載 (© American Chemical Society)。該文章於 首次發表 於 2016 年 3 月 29 日。