Un nuevo sensor identifica los gases con mayor precisión mediante un sistema de "radares fijos
La plataforma modular permite una amplia gama de aplicaciones: desde la detección precoz de diabetes y fugas en la industria química hasta la supervisión de la frescura de frutas y verduras
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Desde el análisis del aliento hasta la detección de explosivos: estas aplicaciones requieren "narices" electrónicas fiables. Por desgracia, la tecnología actual suele quedarse corta. Por eso, investigadores de la Universidad Católica de Lovaina han desarrollado una plataforma de sensores flexible que no sólo detecta gases, sino que también registra su velocidad, como un radar de tráfico. La tecnología, publicada en Nature Communications y patentada posteriormente, mide la velocidad a la que se mueven las moléculas a través de un nanomaterial especial. Esto abre la puerta a una amplia gama de aplicaciones.
Los sensores químicos tradicionales suelen medir la cantidad de una sustancia específica que se adhiere a una superficie. Pero el aire contiene cientos de compuestos orgánicos volátiles (COV), a menudo en bajas concentraciones y todos mezclados entre sí. Para complicar aún más las cosas, el vapor de agua suele ser mil veces más abundante que las sustancias objetivo, lo que dificulta que muchos sensores realicen mediciones precisas. El resultado: escasa fiabilidad y precisión.
La nueva plataforma de sensores de la Universidad Católica de Lovaina utiliza marcos metalorgánicos (MOF): materiales con una red de nanoporos exactamente del mismo tamaño. Actúan como radares moleculares. Cuando las moléculas de gas atraviesan los poros a una temperatura ligeramente elevada, lo hacen a velocidades diferentes y específicas en función de su estructura. Esa velocidad actúa como una huella dactilar. Midiendo la velocidad, los investigadores pueden distinguir entre distintos gases, incluso en condiciones difíciles en las que los sensores tradicionales fallan.
Plataforma escalable
Lo que hace único al método de la Universidad de Lovaina es que se trata de una plataforma escalable. Ajustando la estructura metalorgánica, podemos adaptar el sensor a gases específicos sin cambiar la tecnología subyacente", explica Verstreken. El sistema sigue siendo compacto, eficiente desde el punto de vista energético y de alto rendimiento. Incluso en entornos húmedos o con mezclas de gases complejas y bajas concentraciones, supera a las narices electrónicas comerciales".
Se ha presentado una solicitud de patente para la estructura específica del sensor, ya que existe una amplia gama de aplicaciones potenciales para esta tecnología. Pensemos en una prueba de aliento para el diagnóstico precoz de la diabetes. O en la detección de fugas en la industria química y fallos en las baterías de iones de litio, el control de la calidad del aire interior o exterior, o el seguimiento de la frescura de frutas y verduras almacenadas. Incluso los explosivos o drogas ocultos pueden detectarse con mayor rapidez y precisión gracias a esta tecnología. Gracias a su diseño modular, el sensor puede adaptarse a cada tarea: elija los MOF adecuados y la plataforma lo hará funcionar.
No se trata de un sensor construido para una tarea específica, sino de una plataforma modular", subraya Verstreken. Seleccionando el MOF o la combinación de MOF adecuados, se puede adaptar el sensor a lo que se quiere detectar. Esa flexibilidad hace que nuestra plataforma sea adecuada para una amplia gama de sectores, desde la sanidad a la seguridad".
Reconocimiento
El estudio se ha publicado en la revista Nature Communications. Con esta investigación, Margot Verstreken también ganó la edición belga de Falling Walls, un concurso internacional de comunicación científica. En noviembre representará a Bélgica en la final mundial de Berlín, donde competirá con jóvenes investigadores de más de cien países.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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