La costosa operativa para detectar sustancias ilícitas en competidores de alto nivel, o detectar sustancias tóxicas en alimentos quedaría asombrosamente simplificada gracias a un pequeño aparato desarrollado por el ICFO(Instituto de Ciencias Fotónicas) y el Instituto de Investigaciones Químicas y ambientales, de Barcelona.
Las características del dispositivo se definen como nanofotónicas y bioquímicas. Este término, nanofotónico, se refiere a la capacidad del objeto para interactuar con la luz. Esta luz debe tener unas características adecuadas en cuanto a longitud de onda para que sea posible la interacción a la escala nanométrica. La idea general donde se sustenta el desarrollo está relacionada con una interesante propiedadd de los materiales conocida como Resonancia de Plasmón Superficial, o RPS.
El dispositivo funciona básicamente mezclándose con las sustancias a analizar, y tras la aplicación de luz blanca se observan los reflejos devueltos por la mezcla. Según sean estos reflejos, se puede decir qué sustancia ha interactuado con el sensor, revelándose incluso la concentración del mismo. El equipo de investigadores ha conseguido detectar una concentración de 6 microgramos por litro de estanozolol en apenas 20 minutos. Las técnicas habituales suelen tardar días y ofrecer menores niveles de precisión.
El fundamento de la RPS tiene que ver con el campo electromagnético de las ondas incidentes de luz. Cuando una onda de luz alcanza una frontera entre dos materiales de distinto índice de refracción, se produce como efecto la reflexión y refrección parciales del rayo en los materiales. Según las leyes de Snell, dado un cierto ángulo crítico se puede conseguir la reflexión total de la onda de luz, es decir, la luz no penetra en el material posterior a la frontera. En realidad, lo que ocurre en estos casos es que las componentes del campo magnético de la onda penetran unas décimas de nanometro de distancia en la superficie del material con menor índice de refracción, y en éste se crea una onda evanescente. Este tipo de ondas electromagnéticas no se propaga, sino que se desvanecen exponencialmente al cabo de un tiempo.
En determinadas condiciones en cuestión de materiales, tipo de luz y polarización de la misma, la energía de la luz reflejada es menor que la incidente, ya que en la superficie se produce una resonancia entre la onda evanescente mencionada y los plasmones superficiales. La energía transferida por la resonancia produce una especie de sombra que es la culpable de la reducción en la energía de la onda reflejada.
Gracias a que estos intercambios energéticos pueden ser observados y catalogados, se hace posible la identificación de sustancias por observación de la luz reflejada en el invento.
Gracias a Javier Penalva (a al becario).
Vía | Xataka
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