Cómo la tecnología lab-on-a-chip está convirtiendo los teléfonos inteligentes en sensores de alimentos

Un laboratorio en un chip que cabe dentro de un teléfono inteligente está configurado para cambiar nuestra relación con los alimentos y los productos químicos que utilizamos para hacerlos.

En el London Restaurant Festival, Sebastian Valouch se ve un poco nervioso. “Sé que la tecnología funciona”, dice. “Pero las demostraciones siempre te hacen sentir un poco nervioso”.

Él está hablando de la última innovación de su empleador, la compañía subsidiaria de BASF, trinamiX GmbH.

Es un prototipo de espectrómetro de mano, un dispositivo de apuntar y hacer clic que puede ver, a través de la radiación infrarroja, cómo productos de consumo aparentemente idénticos pueden diferir en su composición química.

Esas preocupaciones resultan infundadas: la tecnología funciona perfectamente.

El presentador científico de la BBC, Michael Mosley, pone el dispositivo a prueba y la aplicación de teléfono inteligente conectada muestra los resultados.

El escáner diferencia correctamente entre los aceites de oliva y girasol, centeno y harina de trigo, el azúcar y el edulcorante eritritol, y la seda y el poliéster.

Otras personas también tienen una oportunidad, no se requiere entrenamiento.

Hertzstück es el nombre del sensor dentro de este “laboratorio para el bolsillo”.

Es el sensor que habilita toda la magia.

Cuando el dispositivo del espectrómetro llegue al mercado, proporcionará una forma rápida y fácil de probar una gran variedad de productos alimenticios para detectar posibles alérgenos o contaminantes no deseados, así como probar la pureza de los medicamentos y productos químicos y los cultivos para detectar signos de sequía o disponibilidad de la cosecha.

“Ya no necesita tener acceso a un enorme laboratorio”, dice Valouch, quien es el líder del grupo de trinamiX para el desarrollo de sensores.

“Además, puede usar este dispositivo mientras está en un restaurante o en una tienda, o incluso mientras se encuentra en un campo de maíz maduro”.

BASF creó trinamiX GmbH en 2015 como una empresa derivada para explotar el descubrimiento de su Director Gerente, Ingmar Bruder.

Descubrió que un material específico de celdas solares tenía potencial para su uso en la tecnología de escaneo 3D.

Parte del desarrollo consistió en miniaturizar los detectores de sulfuro de plomo de la radiación del infrarrojo cercano y protegerlos con una capa de encapsulación de un nanómetro de espesor para evitar la degradación del oxígeno y el agua.

La tecnología de escaneo 3D sigue avanzando a toda máquina, pero los investigadores de BASF se dieron cuenta de que en sus detectores en miniatura de infrarrojo cercano, habían desarrollado inadvertidamente la base perfecta para un espectrómetro de mano.

Los espectrómetros se utilizan en todo el mundo para analizar la composición química de una amplia gama de materiales.

Funcionan al excitar moléculas con radiación y luego examinar las emisiones resultantes.

Ya se encuentran disponibles grandes espectrómetros de infrarrojo cercano, pero la pequeña versión de trinamiX abre una nueva gama de aplicaciones, que incluyen ser colocado en un teléfono inteligente.

“El sensor Hertzstück con su encapsulación tiene un grosor de solo medio milímetro, y eso hace posible construir un espectrómetro que se adapte a un teléfono inteligente”, dice Valouch.

El prototipo del espectrómetro utiliza cuatro pequeñas lámparas incandescentes para disparar radiación infrarroja de baja intensidad, con longitudes de onda entre 1 y 3 micrómetros, en el producto investigado.

Las diferentes moléculas responden a la radiación infrarroja al vibrar a diferentes frecuencias y con diferentes armónicos.

Eso significa que cada tipo de molécula en la muestra tiene una huella digital infrarroja individual.

El dispositivo Hertzstück envía la huella digital detectada a una computadora, que busca materiales en la base de datos con la misma firma.

La primera aplicación comercial de Hertzstück será probablemente en agricultura y le dará a los agricultores la capacidad de tomar mejores decisiones, por ejemplo, sobre el momento adecuado para la cosecha o los productos que están utilizando.

“Hay una necesidad real de determinar si los herbicidas que compran son verdaderos o falsificaciones inferiores”, dice Bruder.

“Las empresas europeas pierden mil millones de euros al año por herbicidas falsificados, y los agricultores pueden arruinar sus cultivos por eso”.

Y eso es solo el comienzo: los productos alimenticios también son una fuente común de fraude.

Sin embargo, no se trata solo de luchar contra el crimen.

Dentro de unos años, trinamiX piensa que estará apuntando su teléfono equipado con Hertzstück a la comida del supermercado para ver si contiene ingredientes no veganos, por ejemplo.

Incluso podría usar el teléfono para ver si la nueva crema hidratante que compró realmente contiene humedad.

Antes de eso, los supermercados utilizarán Hertzstück para verificar la frescura de los productos en los estantes.

Esto ya está funcionando e impresionó a Mosley en el London Restaurant Festival.

“Eso significa que puede medir el contenido de grasa o agua de un queso sin abrir el empaque, y hacer el análisis allí mismo en el supermercado”, dijo.

De hecho, los sensores Hertzstück ya se utilizan para aplicaciones industriales que dependen de la detección confiable de luz infrarroja, como la detección de llama.

Fuente: New Scientist