Investigadores australianos han desarrollado una versión más eficiente y de tamaño molecular de un sensor electrónico ampliamente utilizado, en un avance que podría aportar beneficios generalizados.
Los piezoresistores se utilizan comúnmente para detectar vibraciones en dispositivos electrónicos y automóviles, como en teléfonos inteligentes para contar pasos y para desplegar bolsas de aire en automóviles. También se utilizan en dispositivos médicos como sensores de presión implantables, así como en la aviación y los viajes espaciales.
En una iniciativa a nivel nacional, investigadores dirigidos por el Dr. Nadim Darwish de la Universidad Curtin, el Profesor Jeffrey Reimers de la Universidad Tecnológica de Sydney, el Profesor Asociado Daniel Kosov de la Universidad James Cook y el Dr. Thomas Fallon de la Universidad de Newcastle, han desarrollado una piezoresistor. eso es aproximadamente 500.000 veces más pequeño que el ancho de un cabello humano.
Publicado en Comunicaciones de la Naturaleza , el trabajo de investigación se titula "Control de la piezorresistencia en moléculas individuales mediante la isomerización de bullvalenos".
El Dr. Darwish dijo que habían desarrollado un tipo miniaturizado y más sensible de este componente electrónico clave, que transforma la fuerza o la presión en una señal eléctrica y se utiliza en muchas aplicaciones cotidianas.
"Debido a su tamaño y naturaleza química, este nuevo tipo de piezoresistor abrirá un nuevo ámbito de oportunidades para biosensores y químicos, interfaces hombre-máquina y dispositivos de monitoreo de la salud", afirmó el Dr. Darwish.
"Como tienen una base molecular, nuestros nuevos sensores se pueden utilizar para detectar otras sustancias químicas o biomoléculas como proteínas y enzimas, lo que podría cambiar las reglas del juego en la detección de enfermedades".
El Dr. Fallon dijo que el nuevo piezorresistor se fabricó a partir de una única molécula de bullvaleno que, cuando se somete a tensión mecánica, reacciona para formar una nueva molécula de forma diferente, alterando el flujo de electricidad al cambiar la resistencia.
"Las diferentes formas químicas se conocen como isómeros, y esta es la primera vez que se utilizan reacciones entre ellas para desarrollar piezorresistores", dijo el Dr. Fallon.
"Hemos podido modelar la compleja serie de reacciones que tienen lugar y comprender cómo las moléculas individuales pueden reaccionar y transformarse en tiempo real".
El profesor Reimers dijo que la importancia de esto era la capacidad de detectar eléctricamente el cambio en la forma de una molécula que reacciona, de un lado a otro, aproximadamente una vez cada milisegundo.
"La detección de formas moleculares a partir de su conductancia eléctrica es un concepto completamente nuevo de detección química", afirmó el profesor Reimers.
El profesor asociado Kosov dijo que comprender la relación entre la forma molecular y la conductividad permitirá determinar las propiedades básicas de las uniones entre moléculas y conductores metálicos conectados.
"Esta nueva capacidad es fundamental para el desarrollo futuro de todos los dispositivos de electrónica molecular", afirmó el profesor asociado Kosov.
Más información: Jeffrey R. Reimers et al, Control de la piezorresistencia en moléculas individuales mediante la isomerización de bullvalenos, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-41674-z
Información de la revista: Comunicaciones sobre la naturaleza
Proporcionado por la Universidad de Curtin
