COLLEGE PARK, MARYLAND, 12 de marzo de 2009: un grupo de investigadores de Tennessee y Dinamarca descubrió una forma de detectar con sensibilidad los explosivos basándose en las propiedades físicas de sus vapores. Su tecnología, que actualmente se está desarrollando en prototipos de dispositivos para pruebas de campo, se describe en el último número de la revista Review of Scientific Instruments, publicada por el American Institute of Physics (AIP).

"Ciertas clases de explosivos tienen características térmicas únicas que ayudan a identificar los vapores explosivos en presencia de otros vapores", dice Thomas Thundat, investigador del Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) y la Universidad de Tennessee que realizó la investigación con sus colegas en ORNL y la Universidad Técnica de Dinamarca.

En su artículo, los científicos muestran que su tecnología es capaz de detectar rastros de explosivos. También muestran que es capaz de distinguir entre sustancias químicas explosivas y no explosivas y de diferenciar entre explosivos individuales, como TNT, PETN y RDX.

Thundat y otros han estado trabajando en sensores de explosivos durante años. Los sensores típicos utilizan espectrómetros de movilidad de iones, que ionizan pequeñas cantidades de productos químicos y miden qué tan rápido se mueven a través de un campo eléctrico. Si bien estos instrumentos son rápidos, sensibles y confiables, también son caros y voluminosos, lo que lleva a muchos investigadores en los últimos años a tratar de encontrar un dispositivo más barato y portátil para detectar explosivos.

Gran parte de esta investigación se centra en dispositivos "micromecánicos": pequeños sensores que tienen sondas microscópicas en las que se depositan los vapores químicos en el aire. Cuando los productos químicos adecuados encuentran la superficie de los sensores, inducen pequeños movimientos mecánicos, y esos movimientos crean señales electrónicas que se pueden medir.

Estos dispositivos son relativamente baratos de fabricar y pueden detectar explosivos de manera sensible, pero a menudo tienen el inconveniente de que no pueden discriminar entre productos quĂ­micos similares: el peligroso y el benigno. Pueden detectar una cantidad traza de TNT, por ejemplo, pero tal vez no puedan distinguirla de una cantidad traza de gasolina.

Al tratar de hacer un mejor sensor micromecánico, Thundat y sus colegas se dieron cuenta de que podían detectar explosivos de manera selectiva y con una sensibilidad extremadamente alta al construir sensores que sondaban las firmas térmicas de los vapores químicos.

Comenzaron con sensores micromecánicos estándar: dispositivos con vigas en voladizo microscópicas soportadas en un extremo. Modificaron los voladizos para que pudieran calentarse electrónicamente pasando una corriente a través de ellos. Luego permitieron que el aire fluyera sobre los sensores. Si hubiera vapores explosivos en el aire, podrían detectarse cuando las moléculas en el vapor se aferraban a los voladizos.

Luego, al calentar los voladizos en una fracción de segundo, podrían discriminar entre explosivos y no explosivos. Todos los explosivos que probaron respondieron con patrones de respuesta térmica únicos y reproducibles dentro de una fracción de segundo de calentamiento. En su artículo, Thundat y sus colegas demostraron que podían detectar cantidades muy pequeñas de explosivos adsorbidos, con un límite de 600 picogramos (un picograma es la billonésima parte de un gramo). Ahora están mejorando la sensibilidad y haciendo un prototipo de dispositivo, que esperan estar listos para pruebas de campo a finales de este año.