Investigadores de la Universidad de Turku, en Finlandia, han logrado desarrollar sensores a partir de nanotubos de carbono de pared simple que podrían revolucionar el monitoreo continuo de la salud. Estos nanotubos son nanomateriales compuestos por una sola capa atómica de grafeno, cuyas propiedades eléctricas y químicas dependen en gran medida de su quiralidad, es decir, de la forma en que se enrolla la capa de grafeno para formar la estructura cilíndrica del nanotubo.
Uno de los principales retos en la fabricación de estos nanotubos ha sido la obtención de un material homogéneo, ya que el proceso de producción genera una mezcla de nanotubos conductores y semiconductores, que presentan diferentes propiedades en función de su quiralidad. Han Li, investigador del Collegium de Ingeniería de Materiales en la Universidad de Turku, ha desarrollado métodos para separar nanotubos con distintas quiralidades, permitiendo así un estudio más detallado de sus características electroquímicas.
Avances en sensores de alta precisión
Gracias a la purificación y separación de los nanotubos, los investigadores han podido comparar su rendimiento como materiales para sensores. En lugar de combinarlos con otro surfactante, como es habitual, en este estudio se fabricaron sensores completamente a partir de nanotubos. Este enfoque ha permitido un control preciso sobre la concentración de nanotubos, facilitando la comparación de sus propiedades.
Los resultados indican que un tipo de nanotubo (6.5) muestra una eficiencia superior en la adsorción de dopamina en comparación con otro (6.6). La capacidad de adsorción es crucial, especialmente cuando las concentraciones de las sustancias a detectar son muy bajas. Como señala la investigadora Ju-Yeon Seo, «aunque la diferencia en la quiralidad de los nanotubos es muy sutil, sus propiedades son notablemente distintas».
Los sensores actuales permiten medir, por ejemplo, los niveles de glucosa en sangre. Sin embargo, el objetivo de los investigadores de la Universidad de Turku es desarrollar materiales de sensor más precisos y sensibles que puedan detectar concentraciones significativamente más bajas. Esto es especialmente relevante en el caso de hormonas femeninas, que se encuentran en el organismo en concentraciones millones de veces inferiores a la glucosa. La profesora asociada de Ingeniería de Materiales, Emilia Peltola, enfatiza que «para estudiar las fluctuaciones hormonales, es necesario mejorar considerablemente la precisión de los biosensores».
Los recientes hallazgos representan la primera demostración de que la respuesta electroquímica de un sensor puede verse afectada por la quiralidad. En futuras investigaciones, se podrían utilizar modelos computacionales para identificar la quiralidad óptima para cada molécula que se desee medir. El grupo de Materiales en Tecnología de la Salud en la Universidad de Turku se centra en la comprensión de las superficies de implantes de diferentes materiales en aplicaciones biomédicas, con un enfoque en el desarrollo de tecnologías de sensores más sensibles y precisas que mantengan su funcionalidad en ambientes biológicos.
