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Crean una nariz electrónica para detectar armas químicas con smartphones

malavida malavida 05/07/2016 Sergio Agudo
Máscara de gas © Proporcionado por malavida Máscara de gas

Los investigadores de la Universidad KU Leuven han conseguido crear una nariz electrónica capaz de detectar pesticidas y gases nerviosos a niveles muy bajos. Los teléfonos móviles son su principal campo de aplicación

El gas nervioso es un arma química que se ha usado tanto en la guerra como en el control de revueltas. Algunos episodios de su uso han sido tan trágicamente famosos como los del atentado con gas sarín del metro de Tokio en 1995 -que dejaría 13 muertos y más de 6.000 heridos-, perpetrado por un miembro de una secta japonesa que no se entregaría a las autoridades hasta 2012. Los efectos que tiene dicho gas son la destrucción de los mecanismos por los que los nervios se comunican con los órganos. Está catalogado como arma de destrucción masiva por la ONU.

Ahora mismo el gas nervioso vuelve a ser actualidad, aunque no por sucesos cruentos o por guerras. La ciencia ha vuelto a dar un paso más en la prevención del uso de armas químicas con el desarrollo de una nariz electrónica que puede detectar el gas nervioso con gran precisión según podemos leer en la web de la Universidad KU Leuven.

¿Qué es una nariz electrónica?

Una nariz electrónica es un sistema electrónico con capacidad analítica que se utiliza para detectar compuestos orgánicos volátiles que forman parte de una muestra olorosa. Lo que estos sistemas hacen es imitar el olfato de los mamíferos.

Además, una nariz electrónica se compone de los siguientes bloques:

  • Un bloque de transducción formado por una matriz de sensores químicos o de gas.
  • Un bloque de adquisición de señal y conversión a un formato digital en el que se incluye circuitería de adquisición de datos.
  • Un bloque de procesado que funciona como una suerte de elemento de machine learning o deep learning.
  • Un bloque de presentación de resultados, que podría ser una pantalla LCD.

Hasta ahora habían aparecido distintos tipos de narices electrónicas, que prometían ser capaces de oler desde pequeñas infecciones a distintos tipos de cáncer.

Usar una nariz electrónica para detectar gas

Es cierto que la preocupación por la salud es parte de la razón de ser en el mundo de las narices electrónicas, pero hay que tener en cuenta la utilidad que pueden tener en la prevención de accidentes o ataques con armas químicas. Esa es la visión de un equipo de científicos belgas que han desarrollado la que se está vendiendo como "la nariz electrónica más sensible hasta la fecha", con un diseño que apunta a la interacción en dispositivos móviles.

Este sistema, en concreto, es capaz de prevenir contra pesticidas y gas nervioso. En 2012 se desarrolló un prototipo en la Universidad de Riverside que usaba nanotubos de carbono 100.000 veces más delgados que un cabello humano, con una sensibilidad para detectar toxinas a niveles prácticamente ínfimos, de partes por billón.

Sin embargo, la propuesta de los científicos de KU Leuven todavía podría detectar concentraciones aún más pequeñas. Estamos hablando de detección a partes por trillón. La base para esta altísima sensibilidad es el tipo de material que ha usado el equipo y que han dado en llamar metal-organic frameworks o MOFs.

El gas nervioso se usa en la guerra química © Proporcionado por malavida El gas nervioso se usa en la guerra química

Para que nos entendamos, un MOF es una especie de "esponja electrónica". Es una estructura porosa con una gran área superficial que se puede personalizar para ser usada en un buen número de propósitos. Estos pueden ir desde la purificación de agua al almacenamiento de gases.

El equipo de KU Leuven ha creado un MOF usando moléculas orgánicas e iones metálicos que se empapan de los fosfatos que se encuentran en los pesticidas y en los gases nerviosos. Funcionan de forma similar a los aparatos de alcoholemia, aunque en este caso el sensor puede detectar trazas de ciertas moléculas a niveles muy bajos y complejos.

Esto significa que el sensor se puede utilizar para encontrar trazas de armas químicas como el gas sarín o los pesticidas de la comida. Este MOF es el sensor de gas más sensible hasta la fecha para estas sustancias peligrosas. Nuestras medidas se llevaron a cabo en colaboración con IMEC, el centro de nanotecnología de Leuven. Las concentraciones con las que estamos tratando son extremadamente bajas: partes por billón -una gota de agua en una piscina olímpica- y partes por trillón (Ivo Stassen, investigador de KU Leuven)

Convertir smartphones en narices electrónicas

El equipo dice que el sensor químico se puede usar como un circuito eléctrico en un smartphone o como una película fina colocada sobre una superficie. El colocarlo en un dispositivo móvil es, por ahora, la aplicación física que más interesa al equipo.

Con un mayor tiempo desarrollo se podría usar para monitorizar el aliento humano de forma que se pudieran detectar enfermedades, como por ejemplo las primeras etapas del cáncer o la esclerosis múltiple.

Podríamos usar el olor característico de un producto para determinar si la comida se ha estropeado o para distinguir una imitación de un vino caro del auténtico. Esta tecnología, en otras palabras, ofrece un amplio espectro de perspectivas (Ivo Stassen, investigador de KU Leuven)

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