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La URV dissenya nous sensors òptics que poden detectar contaminants a l'aigua amb alta precisió

La URV diseña nuevos sensores ópticos que pueden detectar contaminantes en el agua con alta precisión

Nous sensors òptics permeten detectar contaminants a l'aigua amb alta precisió

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La URV diseña nuevos sensores ópticos que pueden detectar contaminantes en el agua con alta precisión

Se trata de un prototipo que mejora el sensor patentado por el mismo grupo que permite detectar el hielo en las alas de los aviones
  • Redacció

Actualizada 08/06/2016 a las 13:37

Investigadores del grupo de Física y Cristalografía de los Materiales de la URV han diseñado un nuevo tipo de sensor fotónico ultrasensible que puede detectar concentraciones de sustancias contaminantes en el agua en volúmenes micro. Se trata de un prototipo que mejora el sensor patentado por el mismo grupo, que permite detectar el hielo en las alas de los aviones en ambientes extremos y puede soportar la erosión sin dejar de funcionar.

Este nuevo tipo de sensor fotónico se ha fabricado sobre una superficie transparente de vidrio y se basa en la excitación infrarroja de polaritons plasmònics de superficie (un tipo de onda electromagnética) que permite detectar pequeñas concentraciones de sustancias contaminantes en el agua. El sensor aprovecha la existencia de resonancias moleculares en la región espectral infrarroja para diferenciar sustancias contaminantes del agua. Es decir, la luz infrarroja utilizada en este trabajo es absorbida por las moléculas de la sustancia que entra en contacto. Una misma sustancia puede absorber radiación con longitudes de onda diversas —de acuerdo con su composición molecular— y cada porción del espectro que se captura se debe a una composición molecular específica. El hecho de que varias sustancias tengan resonancias diferentes sirve para detectar concentraciones de sustancias determinadas trabara de diferentes técnicas, como la del sensor que ahora han desarrollado. En el trabajo, cuyo resultado se acaba de publicar en la revista Optics Letters, se demuestra experimentalmente, por ejemplo, la detección de un mínimo de 0,02% de volumen de alcohol en agua pura.

Este es uno de los resultados del prototipo actual, pero las simulaciones que ha hecho el grupo de investigación Física y Cristalografía de Materiales de la URV prevén que la sensibilidad del sensor aumente todavía más. Este nivel de precisión en la detección óptica de contaminantes en el agua sobre una superficie de dimensiones milimétricas puede tener un gran interés tecnológico, ya que este sensor, conectado mediante fibras ópticas, puede incorporarse a cualquier elemento hecho de vidrio como probetas, puertas de microscopio o incluso sobre pantallas de teléfonos inteligentes porque está diseñado en una plataforma transparente y, por lo tanto, se puede aplicar allí donde se necesite implantar un sensor químico, también en un vidrio. La novedad del trabajo se encuentra tanto en el mecanismo de detección como en la integrabilidad.

La tecnología de fabricación consta de escritura láser 3D de femtosegons (10-15 según = 0,000 000 000 000 001 según) sobre vidrio para realizar los elementos que guían la luz, las guías de onda, junto con la conexión de fibras ópticas comerciales. Eso facilita que esta tecnología se pueda trasladar a escala industrial. El efecto plasmònic se consigue depositando una capa nanométrica de un material transparente conductor sobre la superficie del vidrio.
 
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