Investigadores de la Universidad de Macquarie han desarrollado un enfoque revolucionario para la creación de sensores ultravioleta (UV), lo que permite dispositivos portátiles más eficientes y flexibles. Esta nueva tecnología, basada en el uso de vapor de ácido acético, representa un avance significativo en los sistemas de sensores, ofreciendo múltiples ventajas en comparación con los métodos tradicionales que requieren altas temperaturas.

El estudio, publicado en la revista Small, destaca cómo el vapor de ácido acético, básicamente vapor de vinagre, puede mejorar significativamente el rendimiento de los sensores basados en nanopartículas de óxido de zinc. Los métodos tradicionales para fabricar estos sensores requieren un tratamiento térmico prolongado, pero el equipo de investigación de la Universidad de Macquarie ha descubierto que efectos similares se pueden lograr con un simple proceso químico a temperatura ambiente.

Nueva tecnología que cambia las reglas del juego
El aspecto clave de esta innovación es la exposición de los sensores al vapor de vinagre, lo que provoca la unión de nanopartículas de óxido de zinc adyacentes en la superficie del sensor, creando puentes a través de los cuales puede fluir energía. Este proceso permite que los sensores se vuelvan increíblemente sensibles, hasta 128,000 veces más sensibles en comparación con los sensores no tratados. Los sensores también conservan la capacidad de detectar con precisión la luz UV sin interferencias, lo que los convierte en una solución fiable y duradera para numerosas aplicaciones.

La profesora asociada Noushin Nasiri, directora del Laboratorio de Nanotecnología en la Universidad de Macquarie, destaca que este proceso simple pero efectivo es transformador para la industria de los sensores. Los métodos tradicionales implican hornear los sensores a altas temperaturas, lo que limita las posibilidades de aplicación en materiales flexibles y sensibles. Sin embargo, la nueva técnica permite la creación de sensores que no solo son funcionales, sino también respetuosos con el medio ambiente.

Proceso detallado de fabricación
El proceso de fabricación de estos sensores avanzados comienza con la pulverización de una solución de zinc en una llama, lo que crea una fina neblina de nanopartículas de óxido de zinc que se depositan en los electrodos de platino. Esta fina película esponjosa se expone luego al vapor de vinagre durante un período de cinco a veinte minutos, dependiendo del nivel deseado de conexión entre las partículas. El vapor de vinagre induce cambios en la estructura de la película, permitiendo que las partículas se unan entre sí y así asegurar un flujo de electrones sin obstáculos a través del sensor. Además, las partículas permanecen lo suficientemente pequeñas como para detectar la luz de manera eficiente.

Los científicos llevaron a cabo extensas pruebas de diversas formulaciones antes de encontrar el equilibrio perfecto en el proceso. El agua por sí sola no era lo suficientemente fuerte como para unir las partículas, mientras que el vinagre puro era demasiado fuerte, destruyendo la estructura del sensor. Los resultados ideales se obtuvieron cuando los sensores se expusieron al vapor durante unos 15 minutos, mientras que una exposición más prolongada causaba cambios estructurales excesivos que deterioraban el rendimiento.

Aplicaciones amplias y potencial comercial
La nueva técnica de tratamiento con vapor a temperatura ambiente ofrece numerosas ventajas sobre los métodos actuales de tratamiento a altas temperaturas. Permite el uso de materiales sensibles al calor y sustratos flexibles, y también es más económica y respetuosa con el medio ambiente. El proceso puede ampliarse comercialmente de manera sencilla, lo que lo convierte en una solución ideal para la producción en masa de sensores UV portátiles.

Nasiri destaca que este método tiene el potencial de aplicarse en una variedad de tipos de sensores. Al utilizar tratamientos químicos simples con vapor en lugar de procesos a altas temperaturas, la tecnología puede aplicarse a varios materiales funcionales, nanostructuras y sustratos, abriendo la puerta al desarrollo de nuevas soluciones de sensores en diferentes industrias.

Esta innovación, que llega en un momento de creciente demanda de tecnologías flexibles y respetuosas con el medio ambiente, representa un paso importante en el desarrollo de sensores, especialmente para dispositivos portátiles que requieren alta sensibilidad y bajo consumo de energía.

Fuente: Universidad de Macquarie