Un detector innovador ha sido desarrollado para la detección de residuos de piperidina. Investigadores de la Universidad de Bar Ilán, en Israel, han desarrollado un estudio que ha permitido crear un detector de base plasmónica que ofrece una alta sensibilidad ante la presencia de piperidina en el agua residual. De esta forma, se avanza hacia un agua potable más segura en el contexto de una creciente presencia de derivados farmacéuticos en el agua residual.
La importancia de detectar piperidina: riesgos y desafíos
Los investigadores pusieron su objetivo sobre la piperidina. Este compuesto orgánico se encuentra presente en productos farmacéuticos pero, también, en aditivos de uso alimentario. Sin embargo, este elemento puede representar un potencial riesgo para la salud tanto de las personas, como la de los animales. Por lo tanto, ante el perjuicio que puede suponer, es de gran importancia la detección de este elemento, incluso en bajas concentraciones.
En la investigación se ha desarrollado un sistema de alta sensibilidad a la piperidina. Como resultado del trabajo de los investigadores, se ha creado un sustrato plasmónico compuesto por cavidades triangulares que se encuentran protegidas por una capa de dióxido de silicio de 5 nanómetros. De esta forma, se ha logrado una excelente capacidad de sensibilidad.
El sistema sensible a la piperidina contiene cavidades plasmónicas protegidas por dióxido de silicio
El dispositivo diseñado, tiene un tamaño reducido. Con unas dimensiones aproximadas a las de una moneda de diez centavos de dólar. Para lograr realizar perforaciones, Mohamed Hamode y Elad Segal, miembros del equipo investigador, utilizaron un microscopio de iones. De esta forma se pudieron realizar agujeros nanométricos en la cobertura metálica que dispone. Para realizar la perforación, se empleó un sistema informático, lo cual permitió programar que los agujeros creados, se llevaran a cabo con distintas formas.
Avances tecnológicos en sustratos plasmónicos para mejorar la espectroscopía
El tamaño de los agujeros es un aspecto relevante para el éxito del proyecto. Sus dimensiones son inferiores a la longitud de onda de la luz visible. Por lo tanto, mejoran el campo eléctrico de la superficie del dispositivo. De esta forma, se logra focalizar la luz en áreas concretas y pequeñas. En consecuencia, la amplificación que se produce da paso a la ampliación de los fenómenos ópticos y permitiendo realizar la detección en casos que, con el uso de alternativas de sondas ópticas, no podían ser detectados.
El sustrato creado, ofrece una alternativa a otros tipos de sustratos. El diseño por parte de los investigadores de un sustrato plasmónico, abre la puerta a una alternativa con una eficacia significativa a los que se utilizan convencionalmente en espectroscopía raman mejorada en superficie. De esta forma, la innovación que ha facilitado la investigación indica que, en un futuro, podría ser posible el uso de equipos raman portátiles que permitan una operación de análisis rápida y económica.
El nuevo sustrato plasmónico ofrece una alternativa eficaz para espectroscopía Raman mejorada, permitiendo futuros equipos portátiles y económicos.
La investigación muestra cómo la detección de piperidina puede llegar a ser rentable. Como señala Adi Salomon, investigador principal del estudio, utilizar superficies metálicas con nanodiseños, les ha permitido comprobar que existen fórmulas ópticas con un coste menor para la detección de piperidina. Por lo tanto, indica el líder de la investigación, el trabajo realizado por el equipo supone un paso hacia delante en la monitorización ambiental.
Conclusión
El estudio podría ser un punto de inflexión en la monitorización ambiental. Como resultado, la investigación muestra un gran potencial para que los detectores con base en sustratos plasmónicos impulsen un avance en la monitorización ambiental. Concretamente, esta innovación y mejora de la monitorización sería aplicable a los derivados farmacéuticos.
Innovar hacia nuevas fórmulas de eficiencia, también puede conducir hacia la rentabilidad. Como se observa en el trabajo de los investigadores, el diseño propuesto, no sólo ofrece una gran sensibilidad en la detección de piperidina si no que, además, abre la puerta a alternativas rentables.
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