Desarrollan dispositivo para detectar en el aire, más de 100 compuestos orgánicos volátiles dañinos

Muchos de los productos que encontramos a diario, desde desodorantes hasta pesticidas y pintura, liberan moléculas que se mueven por el aire. Inhalar una cantidad suficiente de los productos incorrectos nos pueden causar graves problemas de salud que potencialmente a largo plazo. Sin embargo, resulta difícil estimar el nivel de exposición por las limitantes de los dispositivos. En la actualidad, los investigadores informan sobre el desarrollo de un nuevo sistema personal de muestreo de aire, que puede detectar una gama sin precedentes de estos compuestos a partir de una insignia o bolígrafo especial que se coloca en la camisa o un bolsillo.

Los investigadores presentaron sus resultados en la reunión de otoño de la American Chemical Society (ACS), la ACS Fall 2021, llevada a cabo del 22 al 26 de agosto de 2021.

En cada situación, hay un conjunto único de compuestos que podrían estar presentes en el aire, incluidos peligros potenciales que no conocemos“, dice el doctor Allen Apblett, investigador principal del proyecto, que presenta la investigación. “Utilizando un solo material, podemos capturar muchas clases de estos compuestos, llamados compuestos orgánicos volátiles (COV), y potencialmente ofrecer una imagen mucho más completa de las exposiciones“.

El ejército de los Estados Unidos se encuentra ansioso por comprender mejor las amenazas a la salud que enfrenta su personal y ha proporcionado una financiación considerable para el proyecto. Sin embargo, el nuevo dispositivo también podría usarse en lugares de trabajo y en el hogar, dice Apblett, que es profesor en la Universidad Estatal de Oklahoma y cofundador de Airotect, la compañía que desarrolla el muestreador.

Compuestos orgánicos volátiles

Los COV son una fuente importante de contaminación del aire. Los compuestos proceden de numerosos productos domésticos, así como de combustibles como la gasolina y de procesos industriales. Dependiendo de los compuestos orgánicos volátiles que alguien encuentre y su nivel de exposición, pueden surgir problemas que van desde irritación nasal, hasta el cáncer.

Debido a que la exposición de una persona puede variar a medida que se desplaza, los investigadores han buscado diseñar detectores simples y livianos que puedan viajar con la persona, que no necesiten electricidad. Las insignias que contienen sustancias que absorben gases ya se utilizan en algunos lugares de trabajo, pero estos materiales tienen un inconveniente: se adhieren a ciertas variedades de COV mejor que a otras. Si un entorno de trabajo se encuentra preocupado por los COV formaldehído, benceno y naftaleno en un lugar, probablemente necesitaría 2 o más tipos de estos dispositivos para probarlos, dice Apblett. “Lo evitamos con un material que puede absorber el espectro más amplio de compuestos orgánicos volátiles“.

Funcionamiento y características

Ese nuevo material es una sílice con poros a nanoescala contenida dentro de una insignia del tamaño de una tarjeta de crédito que se adhiere a la ropa. El equipo de Airotect también está experimentando con otras configuraciones para sujetar la sílice, como una que se asemeja a un bolígrafo que puede descansar dentro de un bolsillo o una insignia de tela que se puede coser. La sílice, conocida como OSU-6 y desarrollada por un estudiante de posgrado en el laboratorio de Apblett, une los COV en sus pequeños poros a través de atracciones eléctricas normalmente débiles, conocidas como fuerza de Van der Waals. La estrecha curvatura de los nanoporos de OSU-6 mejora significativamente estas fuerzas, lo que hace posible unir los COV con mucha más fuerza que el estándar de la industria. Debido a que estos enlaces son de naturaleza física, no química, permiten que el material se adhiera a una amplia gama de compuestos.

Cuando está en uso, la placa se abre para exponer al aire 3 tubos llenos de OSU-6. El tiempo que se lleva puesto depende en gran medida de las posibles exposiciones. Posteriormente, la insignia se envía a un laboratorio, en donde se calienta el material cargado de COV para liberar los compuestos para que los investigadores puedan identificarlos y cuantificarlos.

Detección de más de 100 compuestos

Apblett y sus colegas de Airotect han probado hasta ahora la capacidad del material para detectar más de 100 compuestos en experimentos de laboratorio. También han descubierto que OSU-6 estabiliza compuestos inestables o reactivos, lo que hace que sea más factible analizar compuestos reactivos tradicionalmente difíciles de controlar. El equipo ha comenzado a probar la capacidad del muestreador para recoger contaminantes comunes en:

  • Lugares de trabajo
  • Operaciones de fabricación a escala comercial
  • Instalaciones de producción agrícola

También han comenzado a usarlo en escenarios militares del mundo real, incluidos los despliegues militares y el dormitorio de un estudiante. Una vez lanzado, el muestreador de aire estará disponible para la industria y el público, con un costo por dispositivo y análisis de laboratorio a partir de US$ 75.

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