Miércoles, 12 diciembre 2012
Ingeniería

Medir masas tan pequeñas como la de un virus

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En la última década, ha habido un interés creciente en el desarrollo de resonadores para medición de masas muy pequeñas. Sin embargo, las reacciones que experimentan estos sensores ante las variaciones de temperatura han impedido usarlos fuera del laboratorio.

Los nuevos sensores desarrollados por investigadores en la Universidad de Cambridge, Reino Unido, anulan los efectos de la temperatura, de modo que pueden ser usados en sectores como el de la salud, el de las telecomunicaciones y el de la vigilancia medioambiental. Ello resuelve el problema principal al que se enfrentaban los sensores previos del mismo tipo pero de diseño más primitivo.

Los sensores fabricados con resonadores BAW constan de una capa piezoeléctrica colocada entre dos electrodos, a los cuales se les aplica una señal de frecuencia variable. El resonador vibra a una frecuencia determinada, y las propiedades de la onda acústica resultante permiten a los investigadores determinar qué está ocurriendo en el entorno.

La principal aplicación de estos sensores nanométricos es medir masas. Realizando el seguimiento de cambios en la onda acústica, en los sensores es factible detectar cambios de masa muy sutiles. Los resonadores pueden ser modificados para detectar cosas distintas, desde partículas biológicas hasta contaminantes medioambientales.

El mayor obstáculo para el uso de estos resonadores en aplicaciones comerciales de sensores ha sido su respuesta no deseada a la temperatura. Cuando cambia la temperatura, también lo hace la onda acústica, por lo que a menudo es casi imposible determinar si el cambio es provocado por lo que el resonador está intentando detectar o por un cambio en la temperatura. Debido a ello, estos resonadores sólo han sido usados en laboratorios donde se pueden controlar de manera estricta las condiciones ambientales.

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Ahora, el equipo de Luis García Gancedo, del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Cambridge, ha diseñado un resonador que permite medir simultáneamente la masa y la temperatura en un solo dispositivo. El resonador está diseñado de modo que tenga dos resonancias que reaccionen de manera diferente a los cambios de masa y a los de temperatura.

Esto tiene dos consecuencias. En primer lugar, ya es posible eliminar por completo los efectos engañosos de la temperatura. En segundo lugar, ahora se cuenta con la capacidad de medir la masa y la temperatura con una sensibilidad muy alta y en el mismo sitio.

Los resonadores se podrían usar para aplicaciones tales como la detección de virus en entornos clínicos, o de agentes contaminantes en el agua potable. Otras aplicaciones potenciales incluyen la vigilancia de la presión mecánica o de la calidad del aire.

Cambridge Enterprise Limited, empresa filial de la Universidad de Cambridge dedicada a comercializar los hallazgos hechos en esta institución, está ahora buscando socios comerciales para la nueva fase de desarrollo de esta tecnología de sensores.

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