Ingeniería

Nuevo sensor detecta sucedaneos gaseosos de armas químicas en 45 segundos

(NC&T) El PNNL ha demostrado la capacidad de la técnica QPAS para detectar a sucedáneos de varios gases que atacan al sistema nervioso. En una prueba, los investigadores emplearon el DIMP, compuesto químico similar al gas sarín. Mediante QPAS, se detectó al DIMP en niveles inferiores a una parte por cada mil millones en menos de un minuto. El minúsculo nivel resulta similar al producido por la evaporación de una gota de DIMP líquido en un volumen de aire que llenaría más de dos piscinas de dimensiones olímpicas.

"La técnica QPAS es sumamente sensible y selectiva, puede ser miniaturizada y resulta útil para trabajar sobre el terreno", explica Michael Wojcik, científico investigador del PNNL. "El láser, los diapasones y otras tecnologías necesarias para la QPAS, son tan simples, y sin embargo tan robustos, que el desarrollo ulterior es una inversión de bajo riesgo y estamos ansiosos por llevarla al próximo nivel".

El instrumento se basa en el Láser Sensor Foto-Acústico (o LPAS por sus siglas en inglés), y en los láseres infrarrojos de cascada cuántica (o QCLs). La LPAS es una forma muy sensible de espectroscopia de absorción óptica, donde un haz láser pulsado crea una breve absorción en una muestra de gas, que a su vez produce una señal acústica muy pequeña. Un diminuto diapasón de cuarzo funciona como un "micrófono" para grabar la onda de sonido resultante.

Los investigadores del PNNL emparejaron múltiples QCLs con diapasones, permitiendo el examen simultáneo de una sola muestra a muchas longitudes de onda infrarrojas. Casi cada molécula tiene propiedades ópticas únicas en las longitudes de onda infrarrojas de entre tres y doce micrómetros, y los QCLs dan acceso a cualquier longitud de onda en esta región.

Detector sucedáneos armas químicas
Una parte del sensor, junto a una moneda para demostrar su pequeño tamaño. (Foto: PNNL)
Debido a esta facilidad de acceso y al hecho de que el QPAS es casi inmune a la interferencia acústica, el nuevo sistema tiene el potencial para ofrecer una sensibilidad y una selectividad químicas extraordinarias.

Parte de la investigación se realizó en colaboración con la Universidad Rice, de Houston, Texas, donde se originó una parte de la tecnología QPAS.


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