Los químicos de la Universidad de Texas en Austin han desarrollado un material que contiene la clave para Nuevos sensores rápidos y portátiles para una amplia gama de productos químicos cuya detección en este momento cuesta al gobierno y a la industria grandes sumas. La innovación podría conducir a importantes beneficios para la salud pública, ya que tiene el potencial de reducir drásticamente los costos asociados con la limpieza de derrames químicos accidentales, saneamiento de antiguos emplazamientos industriales, detectar contaminación radiactiva en el agua potable, y el funcionamiento de dispositivos de imágenes médicos y de investigación.

"Una empresa con una planta química abandonada que tiene barriles de disolventes sin etiquetar o una empresa de servicios públicos preocupada por que su suministro de agua se haya contaminado se enfrenta hoy a un engorroso proceso de identificación de los productos químicos antes de que puedan iniciar la limpieza, "dijo Simon Humphrey, profesor asociado de química que dirigió la investigación. "Es costoso y puede llevar dos o tres días. Ahora podemos hacerlo con una método in situ, y esa diferencia podría mejorar la salud de las personas y reducir la contaminación de manera mucho más eficiente ".

Humphrey imagina tiras reactivas de papel desechables recubiertas con el nuevo material. Un usuario sumergiría uno en una sustancia no caracterizada y lo introduciría en un lector ultravioleta (UV). Según los colores de la luz emitida, el dispositivo indicaría qué componentes, como disolventes orgánicos, fluoruro, mercurio y metales pesados, están en la sustancia.

El material, llamado PCM-22 y descrito en un artículo publicado hoy en la revista Chem , es un cristal hecho de iones lantánidos y trifenilfosfina. Cuando un químico se une al material y una luz ultravioleta lo ilumina, el material emite colores específicos de luz visible. Cada producto químico produce una firma única de color y brillo de ocho factores que se puede utilizar para identificarlo y cuantificarlo en una muestra no caracterizada.

Una vez que los científicos calibran el sensor en muestras conocidas para crear un catálogo de huellas dactilares que se puede utilizar para identificar los componentes de muestras no caracterizadas, los sensores tipo varilla de nivel serían relativamente simples de producir, Dijo Humphrey. Él y UT Austin comparten patentes conjuntas sobre el material del sensor y sobre el proceso de análisis de resultados, y la Oficina de Comercialización de Tecnología de UT Austin ya ha comenzado a trabajar para otorgar licencias de tecnología a las empresas.

Otra característica beneficiosa del PCM-22 es que puede distinguir entre dos tipos de agua:el agua ordinaria (H2O) que experimentamos en la vida cotidiana y la llamada agua pesada (D2O). utilizado en la operación de imágenes médicas y de investigación.

Con D2O, los átomos de hidrógeno son reemplazados por átomos de deuterio, pero los dos tipos de agua son muy difíciles de diferenciar porque se ven y, en la mayoría de los casos, se comportan de la misma manera químicamente. Normalmente requiere una prueba costosa con un sofisticado equipo de laboratorio llamado espectrómetro láser para diferenciarlos.

Debido a que el nuevo material simplifica la distinción entre los dos tipos de agua, Podría resultar mucho más fácil para las agencias gubernamentales detectar la presencia de contaminación radiactiva en el agua potable u otros cuerpos de agua como lagos y ríos. Cuando el agua ordinaria interactúa con material radiactivo, como el uranio, parte de ella se convierte en agua pesada, por lo que los niveles elevados de agua pesada dan una advertencia temprana de contaminación con material radiactivo.

La capacidad de detectar y cuantificar las dos formas de agua rápidamente, barato y en el punto de necesidad también allanaría el camino para obtener imágenes médicas y de investigación más asequibles y confiables, como la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN), que requiere agua pesada para funcionar. Para que la RMN funcione correctamente, esta agua pesada tiene que ser muy pura, pero se contamina fácilmente con agua corriente debido a la humedad de la atmósfera.

"Cuando compras agua pesada de un fabricante, comienza siendo ultrapura, "Dijo Humphrey." Pero tan pronto como desenrosque la botella, Los átomos de hidrógeno del aire comienzan a intercambiarse con átomos de deuterio. Una semana después, todas las H se han mezclado con las D y efectivamente arruina el agua pesada. Es un intercambio que no puedes detener ".

El nuevo material, que es lo suficientemente sensible para detectar concentraciones de agua ordinaria tan bajas como 10 partes por millón en una solución de agua pesada, podría abaratar y acelerar la verificación de la pureza de este importante reactivo.