Crean un sensor que detecta etileno a 15 ppb para fruta y otras aplicaciones

Cuando las flores florecen y las frutas maduran, emiten un gas incoloro y dulzón llamado etileno. Los químicos del MIT han creado un pequeño sensor que puede detectar este gas en concentraciones tan bajas como 15 partes por billón, lo que creen que podría ser útil para prevenir el desperdicio alimentario.

Un sensor hecho con nanotubos de carbono que podría usarse para control en frutas y verduras a medida que se envían y almacenan, y saber si deben tomar medidas para mantener bajo el nivel de etileno.

En 2012 se desarrolló un sensor de etileno que contiene matrices de decenas de miles de nanotubos de carbono. Estos cilindros de carbono permiten que los electrones fluyan a lo largo de ellos, pero los investigadores agregaron átomos de cobre que ralentizan el flujo de electrones. Cuando hay etileno presente, se une a los átomos de cobre y ralentiza los electrones aún más. Medir esta ralentización puede revelar cuánto etileno está presente. Sin embargo, este sensor solo puede detectar niveles de etileno de hasta 500 partes por mil millones, y debido a que los sensores contienen cobre, es probable que eventualmente se corroan por el oxígeno y dejen de funcionar.

Los investigadores han creado un nuevo tipo de sensor de etileno que también se basa en nanotubos de carbono pero funciona por un mecanismo completamente diferente, conocido como oxidación Wacker. En lugar de incorporar un metal como el cobre que se une directamente al etileno, utilizan un catalizador metálico de paladio que agrega oxígeno al etileno durante el proceso de la oxidación.

A medida que el catalizador de paladio realiza esta oxidación, el catalizador gana electrones temporalmente. El paladio luego pasa estos electrones adicionales a los nanotubos de carbono, haciéndolos más conductores. Al medir el cambio resultante en el flujo de corriente, los investigadores pueden detectar la presencia de etileno.

El sensor responde al etileno a los pocos segundos de exposición, y una vez que el gas desaparece, el sensor vuelve a su conductividad de referencia en unos pocos minutos.