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Nuevo Sensor Químico Basado en un Avance de la
Física
27 de Diciembre de 2001.
 Por primera vez, científicos americanos han encontrado evidencias de las corrientes eléctricas producidas cuando las moléculas interactúan con superficies metálicas. Este descubrimiento permitirá el desarrollo de una nueva generación de detectores químicos y revelar detalles de los procesos catalíticos utilizados para producir más de la mitad de las sustancias químicas fabricadas en todo el mundo.
Los responsables de este avance son científicos de la University of California en Santa Barbara. Su trabajo consistía en investigar lo que ellos llaman "quimiocorriente", electrones excitados por reacciones químicas de baja energía. Para ello incorporaron un dispositivo ya existente denominado "diodo Schottky" en un nuevo sensor químico.
Según Brian Gergen, un estudiante de doctorado, el diodo Schottky consiste en una película metálica delgada (casi una cien-millonésima de metro), hecha de plata, oro, platino y otro metal, rociada sobre una placa de silicio. Bajo esta configuración, los científicos descubrieron que el detector podía actuar como detector de especies específicas de gases. La razón es que diferentes tipos de moléculas producirán señales distintas, con lo que ciertos metales serán mejores que otros para detectar determinadas moléculas.
Dado que cada sustancia química detectable produce una señal característica, el sensor puede diferenciar entre contaminantes comunes (como el agua) y gases útiles en un ambiente de fabricación. Varios sensores trabajando al mismo tiempo podrán detectar una gran variedad de especies y actuar como "sistemas olfativos artificiales".
Hasta ahora, los investigadores creían que la energía liberada cuando ciertas sustancias interactúan sobre una superficie metálica lo era en forma de calor, al menos bajo condiciones comunes de reacción. Pero algunos expertos opinaban que la mayor parte de la energía podía estar siendo transferida a electrones, de la misma manera que los rayos de luz excitan a los electrones en un proceso fotoeléctrico.
Los trabajos de Gergen y sus colegas muestran que esta última teoría es la correcta: casi todas las interacciones entre moléculas y superficies metálicas sólidas producen electrones energizados. El sensor Schottky puede capturar a estos últimos, produciendo una señal eléctrica mensurable. Por otro lado, ya que los electrones se mantienen libres durante un cierto tiempo, pueden interactuar con las sustancias que se adhieren a la superficie metálica, produciendo nuevas reacciones.
Hay muchas sustancias (como el amoníaco, el ácido sulfúrico y varios hidrocarburos, incluida la gasolina) que se fabrican sobre superficies sólidas catalizadoras, así que el reciente descubrimiento ayudará a comprender mejor estas importantes reacciones.
El sensor Schottky puede operar en un amplio rango de temperaturas (entre 23 y 150 grados C), y es barato. Además, puede ser reactivado simplemente calentando su superficie.
Información adicional en:
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