Sensores que se pueden fabricar dibujándolos con un lápiz y un papel especiales

Los nanotubos de carbono ofrecen una nueva y versátil vía de detectar gases nocivos en el entorno. Sin embargo, los métodos usados normalmente para construir sensores de nanotubos de carbono son peligrosos y no resultan adecuados para la producción a gran escala.

Un nuevo método de fabricación creado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, que es tan simple de usar como dibujar una línea en una hoja de papel, podría superar esos obstáculos.

El equipo de Katherine Mirica y Timothy Swager ha diseñado un nuevo tipo de mina de lápiz en la cual se reemplaza al grafito por un polvo comprimido de nanotubos de carbono. La mina, que puede ser usada con un lápiz mecánico corriente, puede incorporar sensores a cualquier superficie de papel. Añadiendo al papel los componentes necesarios, el sensor funciona.

Un sensor de esta clase, ya comprobado, detecta cantidades minúsculas de gas amoniaco. Los escapes de amoniaco son un riesgo que debe ser vigilado cuidadosamente en varios sectores industriales.

En principio, es factible adaptar los sensores de esta clase para que detecten casi cualquier tipo de gas.

Para crear sensores usando un lápiz con la singular mina, los investigadores trazan una línea de nanotubos de carbono sobre una hoja de papel impresa con pequeños electrodos de oro. A continuación, aplican una corriente eléctrica y miden la corriente que fluye a través de la franja de nanotubos de carbono, la cual actúa como una resistencia eléctrica. Si la corriente se altera es porque moléculas de gas se han enlazado a los nanotubos de carbono.


Los investigadores pusieron a prueba su dispositivo con varios tipos de papel, y encontraron que la mejor respuesta se obtenía con sensores dibujados en los papeles más lisos. También constataron que los sensores dan resultados válidos sin distorsiones aún cuando los trazos del lápiz no sean uniformes.

Dos ventajas importantes de esta técnica son que es barata y que la "mina del lápiz" es muy estable.

Los sensores fabricados de este modo tan singular podrían resultar útiles para una multitud de aplicaciones.

En este estudio, los investigadores se centraron en los nanotubos de carbono puros, pero ahora están trabajando en adaptar los sensores para que detecten una amplia gama de gases.

Un gas en el que los investigadores están especialmente interesados es el etileno, ya que medir su presencia sería útil para monitorizar el grado de maduración de la fruta mientras es transportada o está almacenada. El equipo de Mirica y Swager también quiere desarrollar sensores para compuestos de azufre, que podrían resultar útiles para detectar fugas de gas natural.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han intervenido Jonathan Weis, Jan Schnorr y Birgit Esser.

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