'Laboratorio en un Chip' allana el camino para uso de un espectrómetro portátil en el análisis biomédico

Los científicos han desarrollado una mejor herramienta para medir la luz, lo que contribuye a un campo conocido como espectrometría óptica y da como resultado un espectrómetro ultrapequeño y potente que cabe en un microchip y funciona con inteligencia artificial (IA). Los espectrómetros tradicionales requieren componentes ópticos y mecánicos voluminosos, mientras que el nuevo dispositivo podría caber en la punta de un cabello humano. La investigación involucró una clase relativamente nueva de materiales súper delgados conocidos como semiconductores bidimensionales, y el resultado es una prueba de concepto para un espectrómetro que podría incorporarse fácilmente a una variedad de tecnologías, incluidos los analizadores biomédicos, entre otros.

La nueva investigación realizada por científicos de la Universidad Estatal de Oregón (Corvallis, Oregón, EUA) y la Universidad Aalto (Espoo, Finlandia) sugiere que esos componentes se pueden reemplazar con nuevos materiales semiconductores e IA, lo que permite que los espectrómetros se reduzcan drásticamente en tamaño desde el tamaño más pequeño actual, los cuales son del tamaño de una uva. El dispositivo es 100% controlable eléctricamente con respecto a los colores de la luz que absorbe, lo que le otorga un gran potencial de escalabilidad y usabilidad generalizada, dicen los investigadores. En medicina, los espectrómetros ya están siendo probados por su capacidad para identificar cambios sutiles en el tejido humano, como la diferencia entre tumores y tejido sano.

Imagen: 'Laboratorio en un chip' analizador de luz abre la puerta para el uso generalizado de espectrómetros portátiles (Fotografía cortesía de la Universidad Estatal de Oregón)

“Hemos demostrado una forma de construir espectrómetros que son mucho más pequeños que los que se usan normalmente en la actualidad”, dijo Ethan Minot, profesor de física en la Facultad de Ciencias de la OSU. “Los espectrómetros miden la fuerza de la luz en diferentes longitudes de onda y son muy útiles en muchas industrias y todos los campos de la ciencia para identificar muestras y caracterizar materiales. Es emocionante que nuestro espectrómetro abra posibilidades para todo tipo de nuevos dispositivos cotidianos e instrumentos para hacer nueva ciencia también”.

“Nuestro espectrómetro no requiere ensamblar componentes ópticos y mecánicos separados o diseños de matrices para dispersar y filtrar la luz”, dijo Hoon Hahn Yoon, de la Universidad Aalto. “Además, puede lograr una alta resolución comparable a los sistemas de sobremesa, pero en un paquete mucho más pequeño”.

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Universidad Estatal de Oregon
Universidad Aalto