El sensor podría ser producido de forma barata e incorporado a un instrumento portátil para la detección de minas terrestres enterradas o de explosivos ocultos en los controles de seguridad, según Fe ando Patolsky, profesor de química quien dirigió el trabajo que fue publicado la semana pasada en la revista Angewandte Chemie. Los investigadores están desarrollando un instrumento portátil basado en su tecnología. Su primer prototipo tiene aproximadamente el tamaño de un ladrillo. "Podríamos poner sensores en todas las zonas de un aeropuerto, y en cada rincón de un centro comercial", indica Patolsky.
Históricamente se han usado perros entrenados para olfatear bombas y minas terrestres, ya que pueden oler explosivos en concentraciones de tan sólo unas pocas partes por billón. Sin embargo, se necesitan decenas de miles de dólares para entrenar y mantener un perro rastreador, de forma que los detectores de mano prometen ser una solución más barata y más portátil.
La matriz de nanocables no es el primer dispositivo que alcanza el nivel de sensibilidad de los caninos entrenados para detectar explosivos. Un sistema desarrollado por ICx Technologies, con sede en Arlington, Virginia, puede detectar los vapores emitidos por los explosivos con una sensibilidad equivalente a la de la nariz canina. En vez de nanocables, el sistema de ICx utiliza polímeros que brillan o dejan de brillar en cuestión de segundos en respuesta a las trazas de explosivos presentes en un vapor. Este dispositivo se está utilizando en los campos de batalla de Irak y Afganistán, y la administración de seguridad del transporte de EE.UU. comenzó recientemente a utilizarlo en los aeropuertos, pero la mayoría de ellos siguen confiando en unos instrumentos del tamaño de un microondas, que tarda minutos en lugar de segundos para detectar los explosivos en muestras tomadas del equipaje o de la piel de los pasajeros.
El nuevo dispositivo de la Universidad de Tel Aviv es mil veces más sensible que los detectores existentes, incluido el dispositivo de ICx. Los investigadores lo han utilizado para detectar TNT y los explosivos plásticos RDX y PETN en pocos segundos a concentraciones menores de una parte por billón.
El dispositivo consiste en un chip que contiene una matriz de nanocables de silicio recubiertos con un compuesto de amínico orgánico que se une a los explosivos, modificando la conductancia de los cables. Patolsky destaca que el truco es hacer crecer los nanocables en los puntos deseados y a lo largo de una dirección definida sobre el chip. Una vez que la matriz ha crecido, los investigadores recubren los nanocables y depositan los electrodos. En las pruebas de laboratorio, el chip fue expuesto a soluciones que contenían explosivos líquidos, así como a vapores de TNT mezclados con el aire. Los investigadores están trabajando en el envasado del chip mediante bombas y dispositivos electrónicos de microfluidos para obtener un detector portátil de bajo consumo.
Aimee Rose, investigadora de ICx Technologies, afirma que el uso de matrices de nanocables para la detección es muy prometedor porque el método es muy sensible, permitiendo a los desarrolladores potenciales "poner muchos sensores en un espacio reducido". No obstante, el método tendrá que demostrar su valía con muestras de vapor del mundo real.
El profesor de química del MIT, Timothy Swager, está de acuerdo, destacando que en la actualidad la matriz sólo funciona de manera convincente al detectar explosivos en una solución. Es menos efectiva determinando los vapores de los explosivos de la piel de una persona o de sus pertenencias, destaca él, señalando que la matriz funciona mejor cuando las muestras de aire que contienen el vapor de TNT se enfocan directamente a los nanocables.
El profesor de química de la Universidad de Harvard, Charles Lieber, afirma que el enfoque mediante un sensor de nanocables es mucho más sensible que la tecnología de polímeros de ICx, que fue desarrollada en el laboratorio de Swager, pero que aún no ha demostrado su valor de la misma forma que lo ha hecho la tecnología ha ICx. Lieber, que se centra en las aplicaciones biomédicas de los transistores de nanocables, indica que la investigación israelí muestra que los sensores de nanocables se podrían aplicar para la detección de explosivos y que podrían ser comercializados con facilidad. "Des de mi punto de vista no hay limitaciones en la metodología... tiene el potencial de revolucionar la detección de explosivos".
Actualmente, Patolsky y sus colegas están desarrollando unas nuevas y más grandes matrices de nanocables recubiertos con diferentes moléculas para detectar otros tipos de explosivos.