Científicos del Imperial College de Londres han desarrollado un sistema para detectar rápidamente pequeñas cantidades de productos químicos como contaminantes, explosivos o drogas ilegales.
El nuevo sistema puede encontrar una sola molécula "Diana" entre 10.000 billones moléculas de agua en cuestión de milisegundos, atrapándola en una capa de autoensamblaje de nanopartículas de oro.
El equipo de investigadores, todos del Dep. de Química de dicha institución, dice que esta tecnología abre el camino para desarrollar dispositivos compactos, reutilizables y fáciles de montar, y podría tener una variedad de usos, incluyendo la detección de drogas, explosivos, gases nerviosos liberados al aire contaminantes en los ríos.
Los resultados de la investigación se publican esta semana en Nature Materials.
En un uso potencial, tal dispositivo podría detectar trazas mínimas de explosivos u otras sustancias ilegales. Los avances realizados por este equipo ayudará a las fuerzas del orden para identificar y hacer frente a tales actividades con sustancias ilegales.
El co-autor de la investigación, Michael Cecchini, dijo:
Nuestro sistema podría resolver un problema clave mediante pruebas químicas confiables. Es un sistema muy sensible, portátil, para usarlo en cualquier parte, y podría ser utilizado para buscar pequeñas cantidades de una molécula específica
Las moléculas diana se identifican por un efecto llamado Espectroscopía Raman Amplificada en Superficie (SERS, siglas en inglés de Surface Enhanced Raman Spectroscopy) de la luz. Esta técnica, que ha estado presente desde finales de los 70's, funciona porque cada molécula dispersa la luz de una manera única.
La investigación anterior demostró que la señal puede ser amplificada por la captura de moléculas de una manera particular en una capa de nanopartículas metálicas. Sin embargo, estas hojas son complejas de fabricar.
Los científicos superaron este problema tratando con interfaces de dos líquidos que no se mezclan, tal como agua y aceite, o agua y una interfaz de aire. Mediante la manipulación de la carga eléctrica de las nanopartículas de oro y la composición de la solución, fueron capaces de crear una situación en la que las partículas se alinean en la interfaz entre los dos líquidos no miscibles, o entre un líquido y el aire.
El truco para lograr la sensibilidad del sistema era encontrar las condiciones en las que las nanopartículas puedan depositarse en la superficie a corta distancia entre sí sin llegar a fundirse
Comentó otro co-autor, Jack Paget.
Si las nanopartículas son perturbadas, espontáneamente se reorganizan de nuevo en la forma correcta para hacer el dispositivo más robusto que los que tienen las partículas organizadas rígidamente.
El sistema muestra una promesa real para los detectores para su uso en aplicaciones exteriores rugosas medioambientales y de defensa, ya que los líquidos y las nanopartículas pueden ser reemplazados fácilmente para regenerar el dispositivo
Concluye el tercer co-autor, Vladimir Turek.
Vía | ScienceDaily
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