Diseñan un sensor que puede encontrar alcohol hasta en las proporciones más bajas: tiene un sentido crucial
Los sensores tradicionales no son fiables por sus limitaciones de sensibilidad o selectividad al detectar las trazas de etanol
El etanol (alcohol etílico) es un líquido incoloro derivado de las plantas que se utiliza en una amplia variedad de industrias. Puede funcionar como biocombustible, disolvente, ingrediente en bebidas alcohólicas, productos de cuidado personal y farmacéuticos por su capacidad para arder y poder antiséptico. Sin embargo, al ser inflamable, presenta un alto riesgo y es muy importante monitorizarlo para evitar accidentes, además de ser potencialmente peligroso para la salud.
Los sensores de gas de óxido metálico son las herramientas que se han utilizado tradicionalmente para su monitorización debido a su bajo coste y simplicidad. No obstante, no son fiables: para que funcionen, deben calentarse, ya que la película de óxido metálico reacciona con el oxígeno superficial y los gases objetivos, pero tienen limitaciones de sensibilidad o selectividad al detectar las trazas de etanol.
Este inconveniente está siendo investigado con la esperanza de encontrar una solución a través de materiales avanzados que puedan potencias las reacciones de la superficie y las respuestas eléctricas, manteniendo bajo el consumo energético. El objetivo último es mejorar el rendimiento de detección del gas etanol, y parece que la Universidad de Yonsei lo ha conseguido.
Uno de los sensores de etanol quimiorresistivos más sensibles y fiables hasta la fecha
La Universidad de Yonsei es una de las universidades más prestigiosas de Corea del Sur. De carácter privado y especializada en investigación, destaca en los campos de la medicina, odontología, negocios, ingeniería y estudios coreanos. Un equipo de investigadores e instituciones asociadas ha desarrollado un nuevo sensor de gas de bajo consumo capaz de detectar etanol en concentraciones extremadamente bajas.
El sensor combina nanoláminas ultrafinas de dióxido de rutenio (compuesto inorgánico sólido, de color azul oscuro o negro, de alta conductividad eléctrica, estabilidad térmica y propiedades catalíticas) con una película delgada de dióxido de estaño (empleado como agente de pulido, catalizados o en recubrimientos conductores transparentes) para formar una estructura híbrida que logra una detección ultrasensible en concentraciones de hasta partes por billón.
Los investigadores han comprobado que no solo tiene un consumo energético bastante comedido, sino que funciona de manera muy eficiente con una amplia gama de niveles de etanol. Incluso llegó a detectar con éxito el alcohol en el aliento en tiempo real, por lo que se cree que podría tener grandes aplicaciones prácticas en el control de la salud y la seguridad.
Las nanoláminas ultrafinas tienen una superficie muy amplia y fuertes propiedades catalíticas, lo que ayuda a que las moléculas de etanol reaccionen con mayor rapidez en la superficie del sensor. Al mismo tiempo, las interacciones entre ambos materiales potencian la capa de depleción de electrones, lo que magnifica los cambios en la resistencia eléctrica cuando se detecta etanol, según Nanowerk.
Estos efectos triplican la capacidad de respuesta del sensor en comparación con un dispositivo convencional sin modificaciones. Las pruebas demostraron que podía detectar etanol con fiabilidad desde 10 partes por millón hasta aproximadamente 5 partes por mil millones, convirtiéndose en uno de los sensores de etanol quimiorresistivos más sensibles registrados hasta el momento. El sensor demostró una gran resistencia a la interferencia de gases comunes y mantuvo un rendimiento estable durante casi un mes.