La pandemia de COVID-19 en curso ha demostrado que el mundo necesita tecnología que pueda identificar de forma rápida y precisa los peligros invisibles. incluyendo sustancias nocivas o contaminantes ambientales transportados por el aire. Los sensores colorimétricos, dispositivos que revelan intuitivamente información sobre su entorno a través de cambios de color, son una opción atractiva en este sentido. Pero, para que más personas se beneficien de estos sensores, deben ser fáciles de producir a gran escala. Esta es una limitación importante con los sensores colorimétricos disponibles actualmente, que requieren estructuras complejas con intrincados procedimientos de fabricación. Otros problemas con los dispositivos existentes incluyen tiempos de respuesta lentos y colores insaturados.

Ahora, en un nuevo estudio publicado en Ciencia avanzada , científicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju, Corea, han intentado abordar estas limitaciones desarrollando un nuevo tipo de sensor colorimétrico compuesto por una fina capa de virus denominados bacteriófagos M13. Usaron este tipo de virus porque puede cambiar su estructura, y por lo tanto sus propiedades ópticas, en respuesta a cambios en el entorno circundante. como la presencia de compuestos nocivos. Profesor Young Min Song, quien dirigió el estudio, explica, "En nuestro estudio, introdujimos el bacteriófago M13, que es un virus filamentoso de tamaño nanométrico, como una capa sensora debido a sus propiedades de expansión volumétrica ".

Los científicos diseñaron genéticamente los bacteriófagos M13 combinándolos con una "capa promotora de resonancia ultrafina con muchas pérdidas" (HLRP) como sustrato. Luego, maximizaron la resonancia de la capa de recubrimiento de los virus optimizando el sustrato de modo que el bacteriófago se volvió extremadamente sensible a sustancias específicas transportadas por el aire. Esto hizo posible que los 'virus' detectaran sustancias químicas en concentraciones muy bajas, tan bajas como decenas de partes por mil millones. El profesor Song explica la técnica, "Específicamente, mediante la optimización de la deposición de la capa de virus, la capa de virus estaba cubierta con una dimensión ultrafina, lo que mejoró la tasa de detección. Se aplicó el HLRP con mejora de resonancia para obtener un color distinto incluso con un cambio de espesor a escala nanométrica en la capa del virus del bacteriófago M13. Como consecuencia, el cambio de color se maximizó mediante condiciones de resonancia optimizadas ".

Los científicos probaron el nuevo sensor con variables ambientales, como cambios de humedad, y con compuestos como químicos orgánicos volátiles y químicos disruptores endocrinos. En ambos casos, Los cambios en estos estímulos podrían observarse con éxito a través de distintos cambios de color en el sensor, mostrando así su aplicabilidad práctica.

Este nuevo diseño de sensor colorimétrico altamente efectivo y de producción masiva es muy prometedor para una variedad de aplicaciones de la vida real, como la detección de productos químicos industriales nocivos o la evaluación de la calidad del aire. Para colmo, estos sensores podrían convertirse en herramientas invaluables en entornos clínicos, como comenta el profesor Song, "En el futuro, Los avances en ingeniería genética mejorarán la sensibilidad de los sensores y extenderán su aplicabilidad a la industria médica. donde podrían usarse como kits de diagnóstico para detectar virus y patógenos específicos ".

Con más investigación, Se espera que esta tecnología funcione como un medio poderoso para mostrar los verdaderos colores de las amenazas aéreas invisibles.