Investigadores del Instituto Tecnológico de Georgia han desarrollado un sensor en miniatura que utiliza membranas de polímero depositadas sobre un diminuto disco de silicio para medir los contaminantes presentes en ambientes acuosos o gaseosos. Un conjunto de estos sensores, con capas superficiales diferentes, podría emplearse durante pruebas de campo para detectar con rapidez muchos productos químicos diferentes.
Dado que este nuevo sensor permite que las muestras de agua y aire sean analizadas en el propio lugar de su procedencia, tiene ventajas sobre las técnicas clásicas que requieren del análisis de las muestras en el laboratorio.
El corazón del sensor en forma de disco es una microbalanza que mide la masa de las moléculas del contaminante.
Cuando los productos químicos contaminantes son adsorbidos por la superficie del sensor, un cambio de la frecuencia de vibración de la microbalanza proporciona una medida del cambio de masa asociado.
Esta clase de balanzas, que se mueven entre arriba y abajo como un trampolín, son comunes para medir la cantidad de un producto químico en fase gaseosa. Sin embargo, las vibraciones mecánicas de las balanzas que detectan los cambios de masa se ven amortiguadas en los líquidos produciéndose con ello una disminución de su sensibilidad. Por eso los investigadores buscaron estructuras cuyas vibraciones fueran menos afectadas por el medio circundante en ese aspecto.
Escogieron un disco de silicio para el sensor. El disco vibra con una frecuencia de resonancia característica de entre 300 y 1.000 kilohercios, dependiendo de su geometría.
Como cada sensor tiene un diámetro aproximado de 200 a 300 micras, o el diámetro medio de un cabello humano; un conjunto de doce sensores mide sólo unos milímetros.
Modificando la superficie del transductor de silicio con membranas de polímeros diferentes, cada sensor se vuelve selectivo para un grupo de productos químicos.
Un conjunto de estos sensores, en el que cada sensor esté acondicionado de modo diferente, puede detectar distintos contaminantes en una amplia variedad de entornos que van desde los propios de las aplicaciones industriales hasta los que son objeto de inspección medioambiental o biomédica.
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