(Phys.org) —Los científicos del Imperial College de Londres han desarrollado un sistema para detectar rápidamente trazas de sustancias químicas como contaminantes, explosivos o drogas ilegales.

El nuevo sistema puede seleccionar una sola molécula objetivo de entre 10000 billones de moléculas de agua en milisegundos. atrapándolo en una sola capa autoensamblada de nanopartículas de oro.

El equipo de científicos, todos del Departamento de Química de Imperial, dicen que esta tecnología abre el camino para desarrollar dispositivos que son compactos, reutilizable y fácil de montar, y podría tener una variedad de usos, incluida la detección de drogas ilegales, explosivos contaminantes en los ríos o gases nerviosos liberados al aire. Los resultados de la investigación se publican esta semana en Materiales de la naturaleza .

En un uso potencial, un dispositivo de este tipo podría detectar pequeños rastros de explosivos u otras sustancias ilegales dejados por los delincuentes en las superficies que tocan. Los avances realizados por este equipo ayudarían a los encargados de hacer cumplir la ley a identificar y hacer frente a esas actividades que involucran sustancias ilegales.

Coautor de la investigación, Michael Cecchini, dijo:"Nuestro sistema podría resolver un problema clave de pruebas químicas confiables y portátiles para su uso en el mundo exterior. Es muy sensible y bien podría usarse para buscar cantidades muy pequeñas de una molécula específica incluso en lugares ocupados, áreas públicas."

Las moléculas objetivo se identifican mediante un efecto de luz llamado dispersión Raman mejorada en la superficie (SERS). Esta tecnica, que ha existido desde finales de la década de 1970, funciona porque cada molécula dispersa la luz de una manera única. Investigaciones anteriores han demostrado que la señal se puede amplificar atrapando moléculas de una manera particular en una capa de nanopartículas metálicas. Sin embargo, estas láminas son complejas de fabricar.

Los científicos superaron este problema tratando con interfaces de dos líquidos que no se mezclan, como agua y aceite, o interfaz agua y aire. Manipulando la carga eléctrica de las nanopartículas de oro y la composición de la solución, Pudieron crear una situación en la que las partículas se alinean en la interfaz entre los dos líquidos no mezclables, o entre un líquido y el aire.

"El truco para lograr la sensibilidad de este sistema a las moléculas objetivo fue encontrar las condiciones en las que las nanopartículas se asentarían en la interfaz a distancias cercanas entre sí sin fusionarse", comentó otro coautor, Jack Paget.

Si se alteran las nanopartículas, espontáneamente se arreglan de nuevo de la manera correcta hacen que el dispositivo sea más robusto que los hechos de partículas rígidamente dispuestas. Coautor de la investigación, Vladimir Turek, dijo:"El sistema es realmente prometedor para los detectores para su uso en aplicaciones ambientales y de defensa al aire libre difíciles, ya que los líquidos y las nanopartículas se pueden reemplazar fácilmente para regenerar el dispositivo ".