Sensores mejorados de contaminantes del agua utilizando Au(111)

Nuevo investigación publicado en el Journal of the American Chemical Society, dirigido por el profesor Fernando Garzón, de la Universidad de Nuevo México, demuestra una novedosa estrategia para mejorar los sensores de contaminantes del agua. El nuevo enfoque consiste en utilizar una fina película de oro Au(111) altamente orientada sobre un electrodo para permitir rediseñar la superficie de detección y aumentar su sensibilidad.

El nuevo enfoque consiste en utilizar películas finas de Au(111) para aumentar la sensibilidad.

En el artículo, el profesor Garzón y su equipo describen técnicas de voltamperometría cíclica y voltamperometría de redisolución electroquímica para investigar la adsorción y desorción de arsénico acuoso, As(III), en la superficie de electrodos de oro.

La superficie Au(111) es plana y muy ordenada, lo que la ha convertido en una de las más estudiadas en la ciencia de los materiales. La estructura a escala atómica permite a los investigadores utilizar sus conocimientos de química y mecánica cuántica para entender cómo se mueven los electrones por la superficie, lo que les da una idea de cómo pueden mejorar sus propiedades para distintas aplicaciones.

Los investigadores compararon el rendimiento del oro altamente orientado, Au(111), de un solo cristal con las superficies de película fina fabricadas por Platypus Technologies. Descubrieron que estas superficies mejoran la capacidad de detección de arsénico en el agua.

Los sensores electroquímicos pueden utilizarse para detectar rápidamente contaminantes en las fuentes de agua.

Los sensores electroquímicos están compuestos por un electrodo, que actúa como conductor entre el agua y el dispositivo de medición, y un material sensor que reconoce los contaminantes presentes en la muestra. Estos sensores pueden utilizarse para detectar rápidamente contaminantes en las fuentes de agua. Este tipo de sensores son de bajo coste y compatibles con la electrónica portátil. También tienen muchas ventajas en comparación con otros tipos de sensores químicos:

• Su reacción es rápida y robusta. Cuando el analito objetivo (por ejemplo, el arsénico) entra en contacto con el oro, los electrodos producen una señal eléctrica. Esta señal puede medirse a lo largo del tiempo para determinar qué cantidad del analito diana hay en la muestra de agua.
• Fácilmente escalables. Los sensores electroquímicos pueden fabricarse en masa a gran escala mediante técnicas como la impresión, el moldeo y la microfabricación.
• Bajo coste. Los materiales necesarios para los sensores electroquímicos son baratos y están ampliamente disponibles, por lo que el coste de fabricación también es bajo. Además, su pequeño tamaño facilita que los usuarios puedan llevar varias unidades a la vez sin problemas y sin que abulten en sus bolsillos o bolsas.

Platypus Technologies ofrece superficies ultraplanas de Au(111)

Con unos métodos de fabricación estándar, Platypus Technologies fabrica superficies ultraplanas de Au(111) que son casi atómicamente planas, con una desviación de la superficie ideal inferior a 1 nm. Esto es importante para cualquier aplicación que requiera un control preciso de la orientación de moléculas o átomos en la superficie. Por ejemplo, estas superficies ultraplanas son idóneas para fabricar sensores que detecten contaminantes del agua, así como sensores ultrasensibles que detecten pequeñas cantidades de glucosa y otros compuestos orgánicos en fluidos corporales como la orina y el plasma sanguíneo.

Conclusión

En conclusión, los autores demuestran un diseño de sensores electroquímicos muy sensibles al arsénico, una de las toxinas más mortíferas de los recursos hídricos. La nueva plataforma debería permitir una detección más rápida y precisa de contaminantes en entornos reales. Para más información sobre este artículo, visite https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpcc.2c05541