Investigadores de KU Louven han desarrollado una innovadora plataforma de sensores flexibles que puede detectar gases y medir su velocidad de movimiento, relacionada con la función de una cámara de velocidad. Esta tecnología se detalla en una publicación reciente en Comunicación de la naturaleza y ya ha recibido protección de patentes.
Los sensores químicos tradicionales generalmente evalúan la concentración de sustancias específicas que se adhieren a las superficies. Sin embargo, la complejidad surge como resultado de la presencia de cientos de compuestos orgánicos volátiles (Fox) en el aire, a menudo mezclados a bajas concentraciones y en gran medida. El vapor de agua, considerablemente más común que los objetivos, forma desafíos adicionales que pueden poner en peligro la precisión de muchos sensores actuales. Como resultado, faltaban confiabilidad y precisión en las mediciones.
El nuevo sensor desarrollado por Ku Louven utiliza marcos de metal-orgánicos (MOF), que consisten en una red de nanoporias de formato idénticas. Estos poros sirven como ubicaciones para que las moléculas de gas cruzen. Al exponer temperaturas un poco mayores, diferentes gases atraviesan los poros con diferentes velocidades, funcionando como signos de velocidad únicos. Esta capacidad, descrita como selectividad cinética, permite a los investigadores distinguir entre diferentes gases, incluso en las condiciones difíciles donde los sensores tradicionales a menudo fallan.
Margot Verleeken, un ingeniero cinematográfico e investigador postdoctoral dentro del Grupo de Investigación Ameloot en KU Louven, describió este progreso y explicó: «No solo miramos cuántas moléculas se mueven a través de los nanoporos, sino también en las diferencias en la velocidad. Esa información extra hace la diferencia».
La tecnología se destaca por su escalabilidad. Al cambiar el marco orgánico de metal, el sensor se puede ajustar para gases específicos sin cambiar el sistema central, manteniendo así la compacidad, la eficiencia energética y el alto rendimiento. Esta adaptabilidad permite que el sensor sobresalga en entornos húmedos o al tratar con mezclas complejas a bajas concentraciones, de modo que se superen las narices electrónicas comerciales existentes.
Se espera una amplia gama de aplicaciones para esta tecnología de sensores avanzados, incluidas las pruebas de aliento para diagnósticos de diabetes tempranos, detección de fugas en el sector químico, monitoreando la frescura de los productos perecederos y la mejora de la detección de explosivos o medicamentos ocultos. El diseño modular significa que el sensor se puede ajustar para diferentes tareas seleccionando MOF adecuados, lo que lo hace muy versátil en sectores como la atención médica y la seguridad.
La investigación innovadora de Verleeken ha recibido reconocimiento; Recientemente ganó la edición belga de la competencia Falling Walls, que se centra en la comunicación científica. En noviembre representará a Bélgica en las Finales Globales en Berlín y compite contra investigadores jóvenes de más de cien países.
Este avance en la tecnología de sensores posiblemente podría transformar varias industrias, lo que garantiza una detección y monitoreo más precisos en entornos gaseosos complejos.
