Siguiendo los pasos de los rastreadores de actividad física, ha habido un impulso para desarrollar monitores de entorno personal, una nueva generación de tecnología portátil que recopila datos sobre toxinas transportadas por el aire y las comunica a los usuarios. Un grupo de investigadores de la Universidad RMIT en Australia ha dado un paso significativo en esta dirección, creando sensores delgados y flexibles que se pueden colocar en su piel o en su ropa para rastrear la exposición a gases peligrosos y rayos UV.
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"Estábamos interesados en hacer un dispositivo que pudiera detectar peligros que generalmente no son reconocidos por nuestros sentidos", dice Philipp Gutruf, autor principal de un estudio publicado recientemente. "Estos peligros a menudo no son realmente severos si se notan con suficiente antelación, pero se vuelven realmente peligrosos cuando se expone al peligro durante demasiado tiempo".
El truco consistía en hacer dispositivos electrónicos elásticos que pudieran doblarse sin romperse. Gutruf y su equipo primero profundizaron en la ciencia de los materiales, y luego trabajaron en incorporar los sensores ambientales. Imprimieron semiconductores en películas súper delgadas hechas de polidimetilsiloxano elastomérico barato y fácilmente disponible, un tipo de silicona con la que habían trabajado en estudios anteriores. Luego, apilaron estas películas en capas, de modo que si una sola capa se rompiera, todo no se rompería.
"Podemos hacer que los materiales frágiles se estiren y doblen usando una tecnología llamada micro-tectónica", dice Gutruf. "Este novedoso efecto se basa en la superposición de películas delgadas en un Moda muy similar a las placas tectónicas que forman la corteza terrestre. Esta tecnología nos permite llevar los ingredientes clave para la electrónica a una plataforma extensible ".
Una vez que determinaron el material, los investigadores analizaron cómo usar las películas para detectar gases peligrosos, como el hidrógeno y el dióxido de nitrógeno, y para reaccionar a los dañinos rayos UV. Insertaron capas delgadas de óxidos reactivos en la silicona, para que los sensores pudieran registrar los gases, pero aún así sean lo suficientemente flexibles y elásticos como para incorporarse a una prenda de vestir o un parche que se adhiere a la piel.
Por ejemplo, los investigadores recubrieron los sensores UV con óxido de zinc, el ingrediente activo del protector solar. Cuando se expone a la luz, el óxido de zinc carga los sensores. "Los sensores UV funcionan al absorber la radiación UV, como los rayos del sol, lo que hace que el dispositivo sea más conductor", dice Gutruf.
Los sensores de gas funcionan de manera similar. Están diseñados para gases específicos, y cuando están expuestos a altos niveles de un determinado gas (dióxido de nitrógeno, por ejemplo) llevan una carga. "La conductividad aumenta o disminuye en función del tipo de gas que está presente en la atmósfera circundante", dice.
En el futuro, los parches elásticos podrían usarse para prevenir quemaduras solares o para predecir ataques de asma, pero también tienen el potencial de salvar vidas en lugares como minas o plantas de energía a carbón donde los altos niveles de gases pueden ser tóxicos. La EPA está experimentando con tecnología similar. Los nanosensores se están convirtiendo en parte de los proyectos de remediación de minas de la agencia y otras limpiezas, porque pueden implementarse de manera económica, rápida y en muchos lugares.
"En los últimos años, la nanotecnología se ha elevado a la vanguardia y las nuevas propiedades y las reactividades mejoradas que ofrecen los nanomateriales pueden ofrecer un nuevo paradigma de bajo costo para resolver problemas ambientales y de ingeniería complejos", Madeleine Nawar, oficial de proyectos de la división de protección radiológica de la EPA. dijo en un informe.
Hasta ahora, los sensores de Gutruf solo se han probado en el laboratorio. Sospecha que pasarán cuatro años antes de que los sensores estén disponibles comercialmente, pero las posibilidades de rastrear contaminantes ambientales con ellos son infinitas.
"En principio, casi todas las sustancias conocidas se pueden detectar de alguna manera", dice.
