Se ha seleccionado un dispositivo que puede identificar instantáneamente líquidos desconocidos en función de su tensión superficial para recibir el premio R&D 100 2013, conocido como "el Oscar a la innovación", de la revista R&D Magazine.

Inventado en 2011 por un equipo de científicos de materiales y físicos aplicados en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard (SEAS) y el Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica en Harvard, el dispositivo "Tinta de marca de agua" (W-INK) ofrece un rápido, y forma portátil para realizar pruebas de control de calidad y detectar contaminantes líquidos.

W-INK cabe en la palma de la mano y no requiere fuente de alimentación. Aprovecha las propiedades químicas y ópticas de materiales precisamente nanoestructurados para distinguir líquidos por su tensión superficial.

Los ganadores de los premios R&D 100 Awards son seleccionados por un jurado independiente y por los editores de R&D Magazine. que cubre tecnologías e innovaciones de vanguardia para científicos de investigación, ingenieros y expertos técnicos de todo el mundo.

Ahora en su año 51, Los premios R&D 100 han sido durante mucho tiempo un referente de excelencia para sectores industriales tan diversos como las telecomunicaciones, física de altas energías, software, fabricación, y biotecnología. Los premios R&D 100 han identificado nuevas tecnologías pioneras como el flashcube (1965), el cajero automático (1973), la lámpara halógena (1974), la máquina de fax (1975), la pantalla de cristal líquido (1980), el parche antitabaco Nicoderm (1992), Medicamento contra el cáncer Taxol (1993), laboratorio en un chip (1996), y HDTV (1998).

"Indicadores colorimétricos visuales, como papel de pH o pruebas de embarazo, han disfrutado de un gran éxito comercial porque son económicos y excepcionalmente fáciles de usar, "dice Joanna Aizenberg, quien es la profesora Amy Smith Berylson de Ciencia de Materiales en Harvard SEAS y miembro de la Facultad Central del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica en la Universidad de Harvard. "Nuestra tecnología W-INK amplía enormemente este concepto porque puede detectar cualquier líquido a través de un diseño inteligente, ópalos codificados químicamente que revelan fáciles de reconocer, patrones de color estructural macroscópicamente distintos al absorber el líquido ".

Aizenberg dice que prevé una amplia gama de aplicaciones industriales y de consumo, por ejemplo, detectar toxinas en un derrame químico; probar los niveles de alcohol o la calidad de la gasolina, azúcar o cafeína; o la creación de juguetes y juegos didácticos sencillos.

El proyecto fue una colaboración entre Aizenberg y Marko Lon? Ar, Tiantsai Lin Profesor de Ingeniería Eléctrica en SEAS.

Esta es la segunda vez consecutiva que el equipo de Aizenberg gana un premio R&D 100. En 2012, su grupo de investigación fue reconocido por su invención de un material de muy baja fricción llamado SLIPS, por "resbaladizo, superficies porosas con infusión de líquido. "Inspirado en la planta de jarra, SLIPS resiste líquidos, hielo, y suciedad y podría incorporarse a una amplia gama de productos, desde dispositivos médicos hasta refrigeradores.

"Estos premios R&D 100 son un testimonio del papel del pensamiento científico audaz y la investigación aplicada en la solución de los desafíos cotidianos; en el caso de W-INK, mejorar el control de calidad y la seguridad, "dice Cherry A. Murray, Decano de Harvard SEAS, Profesor de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. y Elizabeth S. Armstrong, y Catedrático de Física. "La tecnología W-INK se basa en conocimientos de la química, ciencia de los Materiales, óptica, autoensamblaje, y nanotecnología para crear un chip engañosamente simple con el potencial de causar un gran impacto ".

El concepto W-INK se basa en un material fabricado con precisión llamado ópalo inverso, una estructura de vidrio en capas con una red interna de orden, poros de aire interconectados. Similar al papel tornasol que se usa en los laboratorios de química de todo el mundo para detectar el pH de un líquido, el dispositivo W-INK cambia de color cuando encuentra un líquido con una tensión superficial particular. Un solo chip puede reaccionar de manera diferente a una amplia gama de sustancias; también es lo suficientemente sensible para distinguir entre dos líquidos muy relacionados.

El tratamiento selectivo de partes del ópalo inverso con productos químicos vaporizados y plasma de oxígeno crea variaciones en las propiedades reactivas de los poros y canales. permitiendo que un líquido pase mientras se excluyen otros. Cuando el líquido correcto entra en un poro, el chip refleja la luz de manera diferente, produciendo un cambio de color revelador.

"Es fantástico ver a Joanna y su equipo reconocidos una vez más por su dominio del diseño bioinspirado, "dice el director fundador de Wyss, Donald Ingber, quien también es profesor de bioingeniería en Harvard SEAS. "Los efectos de luz iridiscente de los ópalos inversos se encuentran en toda la naturaleza, desde alas de mariposa hasta conchas de ostras, y W-INK aprovecha estos principios de diseño en un forma innovadora con relevancia inmediata para la sociedad ".

Aizenberg y Lon? Ar se unieron en la investigación inicial por Ian B. Burgess (quien era un estudiante de doctorado en Harvard SEAS en ese momento y ahora un becario postdoctoral en el Instituto Wyss), Lidiya Mishchenko (estudiante de posgrado en SEAS), Matthias Kolle (investigador postdoctoral en SEAS), y Benjamin D. Hatton (un investigador designado en SEAS y un becario de desarrollo tecnológico en el Instituto Wyss).

Los ganadores de los premios R&D 100 Awards serán reconocidos en una ceremonia en noviembre de 2013.