En una colorida solución a un problema peligroso, Los científicos australianos están adaptando un componente de células solares de última generación para diseñar un sistema de detección basado en luz para toxinas mortales.

Si bien el uso de agentes de guerra química como la mostaza de azufre, más conocido como gas mostaza, está prohibido internacionalmente, confiamos en otros productos químicos estrictamente controlados para la agricultura, industria y a lo largo de nuestra vida diaria, incluyendo fumigantes como el yoduro de metilo, que se utiliza para controlar insectos y hongos. Las cantidades incorrectas o el uso incorrecto de estos fumigantes pueden ser perjudiciales para las personas y degradar la capa de ozono.

Porque es invisible y no huele es difícil saber si hay presentes cantidades peligrosas de yoduro de metilo, y hasta ahora, la mejor manera de probarlo era en un laboratorio usando costosos, equipo complicado, lo cual no es práctico en muchos entornos del mundo real. Algunos más baratos se han probado métodos de detección ligeros, pero no tenían suficiente sensibilidad y tardaron demasiado en producir resultados.

Ahora, La investigación dirigida por el Centro de Excelencia ARC en Exciton Science ha encontrado una manera de detectar el yoduro de metilo a través de cambios de color, con, por primera vez, la precisión, flexibilidad y velocidad necesarias para un uso práctico. En tono rimbombante, este nuevo mecanismo de detección es lo suficientemente versátil para su uso en la detección de una amplia gama de fumigantes y agentes de guerra química.

Trabajando con la agencia científica nacional de Australia CSIRO y el Departamento de Defensa, los investigadores tomaron prestada una nueva tecnología que se está utilizando para mejorar la energía solar (nanocristales sintéticos basados ​​en una estructura de perovskita) y la convirtieron en un método de detección.

Su enfoque se basa en el hecho de que estos nanocristales altamente fluorescentes reaccionan con el fumigante provocando un cambio en el color de la luz que emiten. La presencia de yoduro de metilo hace que la emisión de nanocristales cambie de verde a amarillo, y luego a naranja, rojo, y finalmente rojo intenso, dependiendo de la cantidad de fumigante presente.

"Los nanocristales de perovskita han demostrado ser un emisor de luz muy eficiente, ", dijo el autor principal, el Dr. Wenping Yin de la Universidad de Monash.

"Aquí mostramos que el yoduro de metilo puede reaccionar con tales perovskitas, y hágalo muy rápidamente siguiendo un simple paso de activación química. Críticamente, este paso de activación reduce el tiempo de respuesta del sensor de unas pocas horas a unos pocos segundos ".

En este proceso, los iones que forman los nanocristales cambian rápidamente cuando se exponen al yoduro de metilo provocado por una reacción química.

La reacción implica el intercambio de bromuro con yoduro dentro del propio nanocristal, lo que da como resultado el cambio de color.

Por último, Los investigadores han podido demostrar que el cambio de color depende de las concentraciones de nanocristales de perovskita y yoduro de metilo.

"Aunque el mecanismo químico es muy complicado, el resultado es solo un cambio de color de la luz producida por los nanocristales, que es muy fácil de detectar, ", Dijo Wenping.

El nuevo mecanismo tiene la gama más amplia, la mayor sensibilidad y la respuesta más rápida jamás lograda para una técnica que no depende de costosos instrumentos de laboratorio, produciendo sus resultados en unos cinco segundos a temperatura ambiente.

Los investigadores ahora esperan que sus hallazgos proporcionen una plataforma para construir un dispositivo de prueba que pueda usarse en aplicaciones del mundo real.

El autor principal, el profesor Jacek Jasieniak, dijo:"Hemos entendido el mecanismo fundamental de lo que se necesita para someterse a esta detección colorimétrica. Ahora se trata de construir un prototipo de dispositivo de detección.

"Necesita un mayor desarrollo para darse cuenta de su verdadero potencial para una detección más amplia de diferentes tipos de especies de haluro de metilo, así como plaguicidas y agentes de guerra química, como gas lacrimógeno, y gas mostaza, pero el escenario está listo ".

Científico de defensa e investigador asociado de la industria, La Dra. Genevieve Dennison dijo:"Estamos muy entusiasmados con el potencial demostrado por este trabajo y estamos ansiosos por aplicar la tecnología para proteger a nuestros militares y personal de primera respuesta".