ReSURF:un innovador sensor reciclable, ultrarrápido, extensible y autorreparable

Universidad Nacional de Singapur, Singapur

Desarrollado por investigadores de la Universidad Nacional de Singapur, el sensor ReSURF presenta un material versátil que forma una superficie autoensamblable y repelente al agua, un concepto inspirado en la capa protectora aceitosa de la piel humana. (Imagen:Facultad de Diseño e Ingeniería de NUS)

El agua limpia y segura es vital para la salud y el bienestar humanos. También desempeña un papel fundamental en nuestra seguridad alimentaria, respalda las industrias de alta tecnología y permite la urbanización sostenible. Sin embargo, detectar la contaminación de forma rápida y precisa sigue siendo un desafío importante en muchas partes del mundo. Un nuevo e innovador dispositivo desarrollado por investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) tiene el potencial de avanzar significativamente en el monitoreo y la gestión de la calidad del agua.

Inspirándose en la función biológica de la capa protectora aceitosa que se encuentra en la piel humana, un equipo de investigadores dirigido por el profesor asociado Benjamin Tee del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Facultad de Diseño e Ingeniería de NUS, tradujo este concepto en un material versátil, llamado ReSURF, capaz de formar espontáneamente una interfaz repelente al agua.

Este nuevo material, que puede prepararse mediante un método rápido de separación de microfases, se autocura de forma autónoma y puede reciclarse. Los investigadores incorporaron el material en un dispositivo conocido como nanogenerador triboeléctrico (TENG), que utiliza la energía del movimiento de las gotas de agua para crear una carga eléctrica. El dispositivo resultante (sensor ReSURF) se puede aplicar como monitor de calidad del agua.

"El sensor ReSURF puede detectar diversos contaminantes, como aceites y compuestos fluorados, lo que supone un desafío para muchos sensores existentes. Esta capacidad, junto con características únicas como autoalimentación, autorreparación, reutilización y reciclabilidad, posiciona a ReSURF como una solución sostenible para el monitoreo sostenible, in situ y en tiempo real de la calidad del agua", afirmó Tee.

El diseño del equipo del material ReSURF y el rendimiento del novedoso sensor de calidad del agua se publicaron en la revista científica Nature Communications. .

Las tecnologías existentes de monitoreo de la calidad del agua, como sensores electroquímicos, sistemas de detección óptica y biosensores, son efectivas en ciertas aplicaciones específicas, como la detección de metales pesados, fósforo y contaminación microbiana.

Sin embargo, estas tecnologías a menudo enfrentan limitaciones que incluyen una respuesta lenta, altos costos, dependencia de reactivos o fuentes de energía externos, reutilización limitada y la necesidad de equipos de laboratorio voluminosos o instrumentación especializada.

El sensor ReSURF desarrollado por el equipo de NUS supera eficazmente estos desafíos, particularmente en la detección de la calidad del agua en tiempo real in situ. El dispositivo autoalimentado ha demostrado su capacidad para detectar contaminantes en el agua en aproximadamente 6 milisegundos (es decir, alrededor de 40 veces más rápido que un abrir y cerrar de ojos).

Además, el sensor ReSURF está diseñado para ser autorreparable y reciclable, lo que lo convierte en una solución sostenible y de bajo mantenimiento. Al ser elástico y transparente, el material se puede integrar fácilmente en plataformas flexibles, incluida la robótica blanda y la electrónica portátil, lo que lo distingue de los materiales de detección convencionales.

Además, el material ReSURF aplicado como sensor ofrece una solución respetuosa con el medio ambiente ya que puede reciclarse fácilmente debido a su solubilidad en disolventes, lo que permite reutilizarlo en nuevos dispositivos sin sufrir una pérdida de rendimiento.

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