El práctico bolígrafo se ilumina cuando se expone al gas nervioso o a los vapores de los alimentos en mal estado

15.02.2021 - Estados Unidos

La exposición a algunos gases inodoros, incoloros e insípidos, como los agentes nerviosos, puede ser tóxica o incluso mortal. Y tener la capacidad de detectar otros tipos de vapores podría salvar a la gente de comer alimentos estropeados o podridos. Por tanto, los dispositivos portátiles de fácil uso podrían contribuir en gran medida a la protección del público. Ahora, unos investigadores que publican en ACS Materials Letters han creado un sensor similar a un bolígrafo que cambia de color cuando se expone a gases nocivos.

Los seres humanos no pueden detectar muchos vapores tóxicos, como los agentes nerviosos venenosos o las aminas volátiles que se desprenden de los alimentos en mal estado, por lo que sería útil un sensor capaz de advertir las concentraciones mínimas de estos gases. Los sensores basados en la fluorescencia son una solución potencial porque son baratos y pueden revelar trazas de compuestos. Sin embargo, algunos compuestos fluorescentes se agrupan una vez que reaccionan con los gases, reduciendo su intensidad, y pueden requerir complejos procesos de fabricación. Sin embargo, otros fluoróforos producen una luz más intensa cuando se agrupan: los fluorógenos de emisión inducida por agregación (AIEgens). La mayoría de los métodos de detección actuales que utilizan AIEgens se basan en líquidos, lo que requiere que los gases se disuelvan en una solución antes del análisis, y no son fáciles de transportar. Por ello, Zhe Jiao, Pengfei Zhang, Haitao Feng, Ben Zhong Tang y sus colegas quisieron adaptar los AIEgens para integrarlos en una fibra fina como una aguja, creando un dispositivo portátil cuya punta se "enciende" en presencia de un gas determinado.

Los investigadores desarrollaron dos "bolígrafos de mano" basados en AIEgens, uno para identificar el agente nervioso dietil clorofosfito (DCP) y el otro para las aminas producidas por los alimentos en descomposición. En primer lugar, recubrieron fibras de polímero de dióxido de silicio con una fina capa de sol-gel para inmovilizar los AIEgens. A continuación, añadieron un AIEgen que cambia de color cuando reacciona con el DCP en un conjunto de fibras, y un AIEgen que reacciona con las aminas en otro conjunto. A continuación, colocaron las fibras recubiertas en el extremo de un dispositivo similar a un bolígrafo con una fuente de luz UV en su interior. La punta del sensor de DCP pasó de una fluorescencia amarilla a una azul en 30 minutos de exposición al DCP. La punta del sensor de amina tenía inicialmente un color gris azulado suave, pero generó una luz de color amarillo vibrante en cinco minutos cuando se expuso a los vapores volátiles de la amina. Ambos sensores volvieron a su tono original cuando se expusieron a vapores neutralizantes, demostrando que eran reversibles. Por último, el equipo utilizó el bolígrafo sensible a las aminas para distinguir entre una muestra de salmón que había sido refrigerada y otra que se había dejado a temperatura ambiente durante 48 horas. Los investigadores afirman que podrían desarrollarse fácilmente otros bolígrafos de mano utilizando distintos antígenos sensibles al vapor, que podrían aplicarse a la seguridad alimentaria, la vigilancia del medio ambiente o las aplicaciones de seguridad pública.

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