Los nuevos sensores son tan poderosos que pueden detectar amenazas a nivel molecular, ya sean materiales explosivos, partículas de un potencial potencial virus mortal o drogas. Lo asombroso de su capacidad es que han detectado cosas a nivel de una parte por cuatrillón. Eso es realmente una detección de una sola molécula
Los sensores desarrollados por investigadores de la Universidad de Rhode Island son tan pequeños y tan poderosos que existe una amplia gama de aplicaciones. Si bien su investigación está financiada en gran parte por el Departamento de Seguridad Nacional, otras agencias gubernamentales se han dado cuenta de la utilidad de los sensores. El Departamento de Defensa puede estar interesado en usarlo para monitorear heridas en soldados y para detectar artefactos explosivos improvisados (IEDs) en las carreteras. Por ejemplo, si un soldado o un socorrista sufriera una herida abierta por metralla, los sensores de Gregory podrían ayudar a determinar si la herida se infectó.
«El peróxido de hidrógeno generado por el cuerpo humano para las heridas es una indicación de cómo de bien o mal están funcionando los antibióticos para combatir la herida», dijo Peter Ricci, el estudiante de doctorado en ingeniería química que los ha creado junto a su profesor Otto Gregory, de la Facultad de Ingeniería. «Nuestro sensor podría usarse como un dispositivo portátil para olfatear el peróxido proveniente de la herida al nivel de una parte por mil millones». La Guardia Costera ha mostrado interés en utilizar la tecnología para «olfatear» las drogas ilegales que se introducen de contrabando en los Estados Unidos a bordo de barcos.
Sensores como una nariz de perro digital
En los partidos de baloncesto del Miami Heat, se han utilizado perros para olfatear rastros de COVID-19 provenientes de los poros de la piel de las personas. En un artículo publicado en la prestigiosa revista Nature, Gregory afirmó que sus sensores podrían usarse para el mismo propósito.
“Podemos hacer cualquier cosa que normalmente pueda ser olfateada por un perro”, dijo Gregory. «Por eso lo hemos llamado Nariz de perro digital».
Mientras que los perros lo detectan en la piel, los sensores lo detectarían a partir de biomarcadores en el aliento de las personas..
La nariz de perro digital apareció en programas como CBS This Morning en noviembre de 2019, pero lo que alguna vez fue el tamaño de una caja de herramientas se ha reducido a una cuarta parte del tamaño de un paquete de cigarrillos.
“Al disminuir la masa térmica del sensor, hemos disminuido la cantidad de energía requerida para hacer funcionar el sensor”, dijo Gregory. “Empezamos con una masa térmica del orden de gramos. Ahora la masa térmica de nuestro sensor es del orden de microgramos «.
Una de las claves para hacer un dispositivo tan pequeño y poderoso es encontrar la batería adecuada.
Para lograrlo se han asociado con una empresa que fabrica baterías muy delgadas y de baja masa en Colorado llamada ITN Energy Systems que fabrican baterías de litio que no son más gruesas que una hoja de papel.
Primeras pruebas de los sensores moleculares
Los sensores que han desarrollado Gregory y Ricci han sido probados y mejorados durante un largo período de tiempo. La investigación del profesor fue financiada originalmente hace 20 años por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), una agencia de investigación y desarrollo del Departamento de Defensa de los Estados Unidos que es responsable del desarrollo de tecnologías emergentes para uso militar.
En marzo de 2021, el Laboratorio de Investigación Naval llevó su unidad de prueba móvil al campus W. Alton Jones de URI para poner a prueba los sensores de explosivos de Gregory y otros. Instalaron una prueba de campo en el exterior utilizando su banco de pruebas de vapor. Pudieron seleccionar una molécula explosiva y enviarla al sistema de sensores. Sabiendo cuál era el nivel, querían ver cómo respondería su sensor. Una de las pruebas fue a nivel de parte por cuatrillón.
Los sensores podrían ser usados con drones
Ahora que los sensores son muy pequeños y livianos, podrían conectarse a drones, lo que da lugar a muchas aplicaciones nuevas.
“Esta es una tecnología de vanguardia”, dijo Silevitch. «El trabajo de Otto en detectores químicos ha evolucionado hasta el punto de estar listo para su uso en muchas aplicaciones, incluido el despliegue de sus sensores en una plataforma basada en drones para ayudar a proteger objetivos sensibles como escuelas, centros comerciales o lugares de culto».
En el siguiente vídeo el profesor Otto Gregory de la Universidad de Rhode Island y el estudiante de doctorado de la URI Peter Ricci demuestran y explican cómo los sensores desarrollados en el Laboratorio de Sensores de Película Delgada de la URI pueden usarse en drones para identificar amenazas a la seguridad y la salud a nivel molecular.
Listo para usar esperando el cliente que lo use en su aplicación
Ahora que los sensores han demostrado ser efectivos, implementarlos en situaciones del mundo real es solo una cuestión de financiación.
“Nuestro sensor aún no es un producto comercial estándar, pero tenemos un socio potencial”, dijo Gregory. «Solo necesitamos que un cliente se acerque al plato y diga que aquí hay un pedido de 1000 de estos, ¿pueden entregarlos?»
Fuente: URI
