9月17日，黎巴嫩首都貝魯特以及黎巴嫩東南和東北部多地街頭數千部傳呼機（又名呼叫機、尋呼機、Call機、BP機和BB機）和對講機幾乎在同一時間被引爆，造成數千人受傷，12人死亡。至9月21日，黎巴嫩衛生部發布消息，爆炸事件造成的死亡人數已達70人，這已經相當於一次小型戰役造成的人員傷亡。

傳呼機怎麼也會爆炸？這樣的爆炸物能夠檢測出來嗎？這就要談一下“非制式爆炸物檢測”了。

威力巨大的非制式爆炸物

相關報道顯示，黎巴嫩爆炸事件中的傳呼機之所以會爆炸，是因爲在供應鏈環節尋呼機內部被恐怖襲擊人員植入了少量的PETN（季戊四醇四硝酸酯，一種強力炸藥），通過電池短路升高溫度引爆炸藥。這種“會爆炸的傳呼機”正是典型的非制式爆炸物，類似裝置曾在中東、南亞以及北非等地區的爆炸事件中屢屢現身。

傳呼機爆炸案中的殘餘物（圖片來源：央視新聞）

爆炸物可以簡單地分爲兩類，一類是軍工企業製造的炮彈、炸彈、手榴彈等軍用彈藥，稱之爲“制式爆炸物”；非制式爆炸物即手工製作的“土炸藥”，其組成原料來源於生活中常見的日用品、化學原料、肥料等，一般由硝酸鹽、銨鹽、次氯酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、尿素等氧化劑與硫、石油、碳粉等易燃物混合而成，不僅原料易於購買，且製作方法簡單。

電影《英倫對決》中成龍飾演的關玉明在調查恐怖襲擊中，使用自制非制式爆炸裝置（主要是硝酸銨）對恐怖組織進行反擊，將恐怖分子訓練基地炸燬，最後抓獲恐怖分子主謀。英劇《貼身保鏢》中，英國內政大臣被恐怖分子使用藏匿的自制非制式爆炸裝置襲擊，內政大臣當場死亡，倫敦警察廳皇室與專家保護局警長在案件偵破過程中多次被恐怖分子使用自制非制式爆炸裝置（主要是TATP）襲擊。

還有發生於2013年的‌波士頓馬拉松爆炸案，據新聞顯示，炸彈主體是一個裝有爆炸物的高壓鍋，內部被塞滿了獵槍彈、螺釘、子彈等材料，外部則配備了簡易的引爆裝置。就是這個不足100美元的簡易自制爆炸裝置，共造成3人遇害、260多人受傷。

由這些案例可以看出，自制非制式爆炸裝置的威力一點也不亞於制式爆炸物。有些自制非制式爆炸裝置威力相當於TNT的70%，爆炸強度接近TNT，是非常危險的。制式爆炸物的結構、原理人們掌握得比較清楚，處理起來也比較簡單；而非制式爆炸物則複雜得多，引爆的方式和炸藥的種類各有不同，甚至除了製造者外他人無法獲知其中的具體成分。因此，針對非制式爆炸物的檢測是一項極具挑戰性的工作。

現有安防技術，怎麼識破非制式爆炸物？

目前，國內外科研機構研發了很多安檢防爆技術，常用的有X射線探測技術和離子遷移譜技術。

其中，X射線技術側重於探測爆炸裝置的外在形狀和結構特徵。通過使用X射線對物品進行掃描，根據物品對X射線的吸收程度不同來形成圖像，從而識別出潛在的危險物品。這項技術廣泛應用於機場、地鐵、火車站等公共場所的行李和包裹檢查。例如，在機場安檢中，X射線安檢設備能夠生成行李內部的詳細圖像，幫助安檢人員快速識別出槍支、刀具、爆炸物等違禁品。在檢測液體方面，安檢人員通常會讓我們把裝有液體的容器開蓋檢查，確認沒問題了纔會放行，因爲X射線安檢機不能有效區分有機物和無機物的具體成分。

而離子遷移譜技術是一種高靈敏的分子檢測技術，側重於利用爆炸物的內在特性進行檢測。它通過測量離子在電場中的遷移速度來識別物質。大致原理是：需要檢測的樣品分子與反應物離子發生反應，形成正的或負的產物離子，一般來說，毒品分子大都具有很高的質子親和力，而爆炸物分子則具有很高的電子親和力，通過變換電場方向，一臺機器可以分別探測出來。

這項技術被廣泛應用於機場、火車站，以及物流運輸、大型活動等安檢中的爆炸物篩查。

例如，在機場安檢過程中，有時會遇到安檢人員拿出一張創可貼大小的試紙，在乘客的行李或衣服上擦一下，然後將試紙放入一旁的儀器中。這個儀器就是離子遷移譜，通過擦拭取樣後的儀器檢測，哪怕很微量的爆炸物顆粒都可以被檢測出來。

綜合來看，X射線探測技術和離子遷移譜技術可以從非制式爆炸物的外在特徵和內在特性來進行檢測。但是，不難發現這兩種技術也存在弊端，X射線探測技術就對某些類型的液體和膠體、新型或特殊配方的爆炸物等物品識別能力有限，而離子遷移譜技術對揮發性低、化學性質相似或在特定條件下不穩定的物質等存在檢測靈敏度降低或無法檢測的問題。

因此，爲了克服這些限制，科研人員在不斷改進技術的同時，還會通過與其他分析技術（如生物嗅探技術和化學比色分析技術）聯合使用來提高檢測能力。而此次黎巴嫩傳呼機爆炸事件暴露出的供應鏈安全漏洞，也進一步說明了綜合、系統使用爆炸物探測技術的重要性。

探測爆炸物新方法，竟是模仿搜爆犬

國際上還採用搜爆犬對隱藏爆炸物進行探測，憑藉它們高度發達的嗅覺，能夠檢測到極其微弱的爆炸物氣味。通俗來說，如果從數字顯示方面看，一個人能聞到的濃度約爲百萬分之一，最好的化學分析方法可以“嗅”到的濃度約爲十億分之一，但犬能嗅到的濃度約千億分之一，是人的一萬倍。即哪怕爆炸物裝置被嚴密包裝，搜爆犬依然能夠捕捉到其泄露出的微弱氣味，從而準確地指示出爆炸物裝置的位置‌。

然而，搜爆犬不僅需要較長的訓練時間（18-24個月），較高的花費（每條搜爆犬約需50000美元），而且在實際應用時因容易疲勞和注意力分散，每天只能檢測幾個小時，並不能完全滿足複雜實戰場景中大範圍高效探測爆炸物的需求。

搜爆犬檢查地鐵站內的無主箱包（圖片來源：澎湃新聞）

因此，科研人員開始研究生物嗅覺，也就是人們通常所說的嗅覺。它是一種非常複雜而精細的感覺系統。氣味源釋放出的氣味分子進入人們的鼻腔，與鼻腔粘膜上嗅覺神經元末端的嗅覺受體蛋白接觸，這些受體蛋白能夠與特定的氣味分子結合，就像鑰匙和鎖的關係一樣，觸發一系列化學反應，從而產生電信號。這些信號通過嗅覺神經傳至大腦的嗅球，進一步傳遞至嗅覺皮層，最終被大腦解析成特定的氣味識別（例如芒果味、玫瑰味等）。

人體嗅覺系統的示意圖。從氣味感受、信號傳遞到最終信息處理。（圖片來源：nobelprize.org）

在大量研究成果的基礎上，科研人員試圖通過模仿生物的嗅覺，開發具有仿生功能的人工嗅覺系統，即人工鼻子——電子鼻、生電鼻和比色鼻。然而，無論是哪種人工鼻子，其都無法完成對揮發性極低甚至不揮發物質的檢測，這也就極大地限制了人工鼻子的發展。

經過深入分析嗅覺系統的作用機理，中國科學院新疆理化技術研究所的科研團隊在可視化人工嗅覺系統的高靈敏、快速、識別檢測原理和器件設計方面長期攻關，發展了系列新的解決方案，該成果設計開發出一種全新基於水凝膠的比色人工嗅覺系統，竟然能讓聞到的氣味轉化爲看得見的“圖像”。

比色人工嗅覺系統總圖及其檢測過程圖

這主要基於三個方面的仿生效果：

利用水凝膠既具有微液環境又具有固體機械性能的特點，模擬鼻腔中的嗅覺粘膜，實現空氣中懸浮顆粒的吸附、溶解及檢測；
以針對待檢測物的、特異性強的比色探針加載到水凝膠中以模擬氣味結合蛋白，也就是嗅覺受體蛋白；
利用反應產物特定顏色傳導出的光學信號，模擬嗅覺受體發生形狀變化傳輸信號。

而看得見的“圖像”出自哪裏呢？原來是比色水凝膠首先通過物理吸附將懸浮在空氣中的非制式爆炸物顆粒吸附在其表面，之後顆粒邊溶解邊與比色水凝膠中的試劑反應，最後在一定區域內產生明顯地顏色變化。

化學比色技術示意圖（想想之前提到的鑰匙和鎖）

比色人工嗅覺系統通過將水凝膠陣列與試劑溶液相結合來精確模擬嗅覺粘膜和特定的氣味結合蛋白，從而檢測和識別空氣中懸浮的非制式爆炸物微粒，靈敏度可達萬億分之一。這一成果的運用將克服傳統意義上電子鼻、生電鼻、比色鼻的缺點，能夠解決難揮發性非制式爆炸物檢測的難題。在實際運用中，這一研究成果可擴展至毒品檢測、環境監測、食品安全等領域。