Una 'nariz electrónica' detecta pesticidas en concentraciones muy bajas

Un equipo internacional de investigadores dirigido por Ivo Stassen y Rob Ameloot, de la Universidad Católica de Lovaina (Bélgica), han hecho posible detectar pesticidas y gas nervioso o sarín en concentraciones muy bajas.

La nariz electrónica más conocida es la de alcoholemia. Cuando los conductores respiran en el dispositivo, un sensor químico mide la cantidad de alcohol en el aliento. Esta reacción química se convierte entonces en una señal electrónica, permitiendo que el agente de policía interprete el resultado. El alcohol es fácil de detectar, debido a que la reacción química es específica y la concentración del gas medido es bastante alto.

Sin embargo, muchos otros gases son mezclas complejas de moléculas en concentraciones muy bajas. Fabricar narices electrónicas para detectarlos es, pues, todo un reto.

Los investigadores han construido una nariz electrónica muy sensible con armazones organometálicos (MOF). "Los MOF son como esponjas microscópicas", explica el investigador postdoctoral Ivo Stassen en la información de la universidad. "pueden absorber mucho gas con sus minúsculos poros."

"Hemos creado un MOF que absorbe los fosfonatos que se encuentran en los pesticidas y gases nerviosos. Esto significa que se puede utilizar para encontrar rastros de armas químicas como el gas sarín o para identificar los residuos de plaguicidas en los alimentos. Este MOF es el sensor de gas de estas sustancias peligrosas más sensible hasta la fecha. Nuestras mediciones se llevaron a cabo en cooperación con imec, el centro de investigación de nanotecnología de Lovaina. Las concentraciones que estamos tratando son extremadamente bajas: partes por mil millones -una gota de agua en una piscina olímpica-, y partes por billón".

Integración

El sensor químico se puede integrar fácilmente en dispositivos electrónicos existentes, añade Ameloot. "Se puede aplicar el MOF como una película delgada sobre la superficie de, por ejemplo, un circuito eléctrico. Por lo tanto, es bastante fácil equipar un teléfono inteligente con un sensor de gas para pesticidas y gas nervioso".

"Nuevas investigaciones nos permitirán examinar otras aplicaciones también", continúa Ameloot. "Los MOF pueden medir concentraciones muy bajas, por lo que podrían utilizarse para detectar en la respiración de una persona enfermedades como el cáncer de pulmón y la esclerosis múltiple en una etapa temprana. O podríamos utilizar la huella olorosa de un producto para averiguar si un alimento se ha podrido o para distinguir un vino de imitación del original. Esta tecnología ofrece una amplia gama de perspectivas".

Referencia bibliográfica:

I. Stassen et al.: Towards metal–organic framework based field effect chemical sensors: UiO-66-NH2 for nerve agent detection. Chemical Science (2016). DOI: 10.1039/C6SC00987E.