Identificación química por detección magnetoelástica (ChIMES)

Una tecnología de sensor de bajo costo, llamada Identificación química por detección magnetoelástica (ChIMES), utiliza materiales de respuesta objetivo (TRM) como actuadores en sensores magnetoelásticos (M-E) (Figura 1).

Los TRM pueden provenir de muchas clases de compuestos químicos y bioquímicos, con muchos grados de selectividad. Los TRM con fuertes afinidades por objetivos específicos se pueden usar individualmente, mientras que los TRM con selectividad distribuida se pueden formar en matrices con una red neuronal artificial u otras herramientas basadas en inteligencia artificial que se usan para el análisis y la interpretación. Los componentes magnetoelásticos son aleaciones ferromagnéticas amorfas con alta permeabilidad y muy baja coercitividad. Cuando un TRM encuentra un objetivo, impone fuerzas que cambian las propiedades magnéticas de la aleación de manera que se pueden detectar con un conjunto de bobinas de detección de excitación.

ChIMES incluye un metal ferromagnético y un reactivo de reconocimiento molecular acoplado al metal ferromagnético. El reactivo de reconocimiento molecular se puede operar para expandirse tras la exposición al vapor o líquido del material objetivo, de manera que el reactivo de reconocimiento molecular cambia la tensión de tracción sobre el metal ferromagnético. El material objetivo se detecta en función de los cambios en las características de conmutación magnética del metal ferromagnético provocados por los cambios en la tensión de tracción.

El sensor puede detectar cualquier cosa para la cual se puedan identificar o desarrollar TRM. Es capaz de comunicarse sin ataduras a través de una barrera metálica delgada o no metálica. CHIMES se puede miniaturizar y es lo suficientemente eficiente desde el punto de vista energético para funcionar con baterías integradas. La forma, el tamaño y la apariencia se pueden adaptar a una necesidad específica. ChIMES es adecuado tanto para aplicaciones abiertas como encubiertas, y puede detectar objetivos múltiples y variables simultáneamente con TRM modulares. El sensor es mucho menos costoso que técnicas como la cromatografía de gases.

Las aplicaciones de ChIMES incluyen explosivos o rotuladores; agentes de guerra química y biológica y precursores o subproductos de su fabricación; constituyentes de gases exhalados para diagnósticos de salud y detección de drogas; productos químicos y materiales industriales tóxicos; frescura y seguridad de los alimentos; compuestos orgánicos volátiles; y otros contaminantes transportados por el aire y el agua.