Sensores que pueden "oler"

Para que una máquina pudiera imitar el sentido del olfato de una persona (o mejor, de un perro), tendría que poder determinar la presencia de un cierto vapor químico en pequeñas cantidades, así como qué sustancia química es. Los nanotubos de carbono y otros nanomateriales son capaces de hacer la primera parte. Su pequeño tamaño hace que la presencia de sólo unas pocas moléculas de gas sea suficiente para cambiar sus propiedades eléctricas. Pero, distinguir entre diferentes moléculas es ya algo más difícil.

Ya en el 2005 un grupo de investigadores descubrieron que sensores rodeados de diferentes hebras sencillas de ADN mostraban diferentes respuestas (medidas a través de la conductividad del nanotubo) a las mismas sustancias químicas de los aromas. Los sensores respondían a los olores en segundos, recobraban su conductividad de equilibrio cuando el aroma desaparecía y mantenían una respuesta reproducible durante docenas de ciclos.

Y ahora tratan de resolver el problema de distinguir entre moléculas muy similares. Con secuencias de ADN adecuadamente escogidas, se pueden crear sensores que distinguen entre moléculas orgánicas que difieren en un simple átomo de carbono e, incluso, entre moléculas que son enantiómeros. Aunque es algo fácil para el sentido olfatorio humano, no lo es tanto para los sensores electrónicos.

Los triángulos negros y de rayas representan enlaces
químicos que se extienden por encima y por debajo
del plano de la página, respectivamente.

La figura muestra un par de enantiómeros: d-limoneno y l-limoneno. Uno huele a limón y el otro huele a pino. Con una secuencia de ADN concreta, la conductividad a través del nanotubo de los sensores aumentaba (hasta un 40%) en presencia de d-limoneno y disminuía igualmente en presencia del l-limoneno. El mismo sensor también podía distinguir, aunque no tan bien, entre los dos enantiómeros de la carvona: uno huele a menta y el otro a comino.

El siguiente paso sería probar los sensores fuera del laboratorio, en diferentes condiciones atmosféricas (humedad, por ejemplo) y en presencia de olores de fondo. Por otro lado, y a pesar del buen resultado de los sensores, aún no se sabe exactamente por qué los sensores con nanotubos rodeados de ADN funcionan. Comprender el proceso permitiría simular las respuestas cuantitativamente.
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Fuente:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v65/i6/p22_s1