Hasta más recientemente de lo que podría pensar, a mediados de la década de 1980, los mineros usaban canarios enjaulados como un sistema de alerta temprana para el monóxido de carbono. Las aves son ultrasensibles a los efectos de los gases tóxicos, por lo que cuando uno se rinde, los mineros sabían que era hora de tomar aire fresco. Los canarios fueron finalmente reemplazados por una tecnología más humana: sensores digitales similares a los detectores de monóxido de carbono que muchos de nosotros tenemos ahora en nuestros hogares.
Pero imagínese si, en cambio, los mineros —o los soldados, o los trabajadores de rescate— pudieran simplemente ponerse una camisa que cambiaría de color en presencia de gases peligrosos.
Esa es la tecnología que se está desarrollando actualmente en la Universidad de Tufts, donde los investigadores han creado hilos teñidos que cambian de color en presencia de monóxido de carbono y otros peligros. Esperan que los hilos puedan entrelazarse con ropa inteligente para beneficiar a los trabajadores en una variedad de campos. Según los investigadores, esta ropa podría ser aún más asequible y fácil de usar que los métodos actuales de detección de gases.
"Queríamos desarrollar una solución para el monitoreo ambiental, en la que no tenías que acordarte de llevar el sensor contigo", dice Rachel Owyeung, una estudiante graduada en ingeniería química y biológica en Tufts. "Con nuestros hilos lavables con detección de gas, el sensor puede integrarse en algo que ya estaría usando, como una camisa".
Owyeung fue el autor principal de un artículo sobre la tecnología, publicado recientemente en la revista Scientific Reports .
Los investigadores estudiaron tres tipos de colorantes: MnTPP, rojo de metilo y azul de bromotimol. El MnTPP y el azul de bromotimol detectan el amoníaco, mientras que el rojo de metilo detecta el cloruro de hidrógeno, que pueden dañar los ojos, la piel y las vías respiratorias. Utilizaron un proceso especial para unir el tinte al hilo al tratarlo con ácido acético, lo que hace que el hilo sea más grueso y permite una unión más firme. Luego aplicaron un polímero al hilo para crear un sello repelente al agua. De esta manera, la prenda resultante se puede lavar sin que el tinte se filtre.
El cambio de color que ocurre cuando los hilos están expuestos al gas se puede ver a simple vista o con la cámara de un teléfono inteligente. La cámara permite una detección aún más sensible, leyendo cambios sutiles de color que ocurren cuando las sustancias peligrosas son tan bajas como 50 partes por millón.
La ropa o los materiales hechos con hilos de cambio de color podrían tener una amplia variedad de aplicaciones. Podría ser utilizado por trabajadores que se ocupan de productos de limpieza, fertilizantes o fabricación de productos químicos, materiales que pueden emitir gases peligrosos. Podría ayudar al personal militar a evitar las armas químicas. Incluso podría usarse bajo el agua: los sensores de gas son estables en el agua, lo que les permite detectar gases disueltos. Esto podría ser útil en la industria de exploración de petróleo y gas. También podría tener usos médicos, al detectar niveles de gases en la sangre u otros fluidos biológicos como una forma de diagnosticar enfermedades. El equipo espera que la ropa de detección de gases pueda ser especialmente útil en entornos de bajos recursos, donde los trabajadores podrían no tener acceso o capacitación en dispositivos digitales.
"Mi aplicación favorita, como alguien que trabaja en un laboratorio de investigación todos los días, es incrustar nuestros hilos en batas de laboratorio", dice Owyeung. “Estoy obligado a usar la bata de laboratorio en todo momento, y si el parche de mi bata de laboratorio cambiara de color, sabría que hay algunos compuestos volátiles en mi área de trabajo. Esto me permite monitorear en tiempo real mi área inmediata, por lo que puede acelerar mi tiempo de respuesta para garantizar mi seguridad y la seguridad de los demás ".
Los próximos pasos del equipo serán investigar más a fondo cómo podrían usar los hilos para detectar gases disueltos en el agua.
"La aplicación de colorantes sensibles al pH a los textiles no es nueva, pero la aplicación específica de los autores, la detección de gases, me parece nueva y es interesante", dice Harold Freeman, profesor de química textil en la Universidad Estatal de Carolina del Norte.
Freeman dice que la tecnología encaja con la investigación actual sobre textiles electrónicos con sensores integrados para monitorear las funciones corporales.
"Parece lógico extender la tecnología actual a la detección de gases atmosféricos nocivos", dice.
Los canarios en todas partes seguramente lo aprobarán.
