Sensores ópticos para detectar gases peligrosos instantáneamente

El futuro de los detectores de gas puede encontrarse dentro de una nueva generación de sensores ópticos, que aparentemente son capaces de detectar con facilidad trazas de sustancias químicas nocivas en el aire.  Los diseñadores de estos nuevos sistemas dicen que podrían ser empleado en un futuro próximo en una amplia gama de aplicaciones, que van desde la lucha contra el terrorismo y la seguridad a los usos en la industria química, o para probar la pureza de los materiales avanzados.  Los detectores se desarrollaron como parte de un proyecto financiado por Nemis-UE.

Hasta el siglo 20, había pocos medios para detectar peligrosas acumulaciones de gases tóxicos, como el dióxido de carbono, y los detectores biológicos, como los canarios, eran la última moda en dicha investigación.  Es cierto que las aves salvaron la vida de miles de mineros trabajando bajo tierra, pero sus habilidades son limitadas.  Las aves fueron reemplazadas por sensores electro-químicos, que siguieron siendo la norma durante muchos años.  A pesar de los avances en su diseño, todavía están plagados de numerosos fallos, y uno de las más importantes es que necesitan mucho tiempo para producir buenos resultados.

Los nuevos detectores de Nemis se basan en los avances más recientes en tecnología láser y la fotónica, que le permitan ser robustos, duraderos, y veloces al mismo tiempo.  Los sensores fotónicos son impulsados por lo que los científicos llaman la cavidad vertical, diodos laser semiconductores láser de emisión de superficie (VCSEL).  La ventaja de la utilización de VCSEL en lugar de los láseres convencionales, además de la rentabilidad, es que se puede ajustar la longitud de onda más ampliamente.  Por lo general, un único láser se puede ajustar en menos de un nanómetro, cambiando la corriente eléctrica, pero un VCSEL tiene la capacidad de sintonizar más de cinco nanómetros.

Esto permite que el sistema sea más flexible, y se puedan producir sensores sellados y auto-contenidos.  En estudios experimentales, los investigadores buscaron trazas de monóxido de carbono en muestras de aire.  Al ajustar la longitud de onda del láser, fueron capaces de conseguir un golpe casi instantáneo de los detectores.  Tal vez el mayor desafío fue la longitud de onda.  Ningún es láser capaz de realizar estas operaciones en el rango de longitud de onda de 2 a 3,5 micras (micrómetros).  Así que uno de los principales logros del proyecto fue desarrollar láseres que son adecuados para la detección óptica del gas.

Bibliografía: Optical sensors can detect dangerous gases instantantly. Softpedia December 7th, 2009