Una nanoespuma en antenas de langosta mejora la detección química

La antena de una langosta está a punto de convertirse en un sensor. En el laboratorio de Barani Raman, en la Universidad de Washington en San Luis, se aplica a las antenas o las alas del insecto una fina espuma de colágeno cargada de nanomateriales, capaz de detectar y recoger firmas químicas en trazas. Según el equipo, la espuma no interfiere con las demás funciones del insecto.

Desde hace tiempo se imagina a los insectos como agentes de campo en lugares a los que las personas no pueden acceder. El obstáculo es que su sentido del olfato es extraordinario, pero limitado. Cada antena alberga 50.000 neuronas receptoras olfativas, las células nerviosas que captan las moléculas de olor, y detectan olores tenues que guían el comportamiento de la langosta. Aun así, el insecto no logra identificar una gama suficientemente amplia de compuestos. Los sensores sintéticos ofrecen el compromiso contrario: son muy precisos con moléculas concretas, pero no igualan la agilidad de un animal vivo.

La solución se basa en una técnica llamada SERS, por sus siglas en inglés de dispersión Raman mejorada en superficie, que amplifica la señal de las moléculas situadas sobre superficies metálicas nanoestructuradas o cerca de ellas. Resulta especialmente útil para las trazas químicas. El laboratorio de Singamaneni diseña estos nanomateriales, y el de Raman cartografía los circuitos sensoriales de la langosta. La espuma de colágeno es ultraligera y muy porosa, y recoge moléculas del cuerpo del insecto. La biología se encarga de la amplia gama de olores, mientras que el nanomaterial ayuda a identificar especies químicas concretas, una dificultad clave, ya que los investigadores a menudo no saben qué moléculas buscan.

En una serie de pruebas publicadas en Advanced Materials, las langostas equipadas con la espuma superaron tanto a las langostas sin ella como a los sensores químicos sintéticos. La detección de olores mejoró para todos los compuestos probados, incluida la firma química del TNT. La información disponible no indica cuánto mejora la detección, y todos estos resultados proceden del laboratorio.

Para los equipos de búsqueda y rescate o para las tropas en una zona de guerra, el atractivo está en un sensor que entre primero. En principio, un sistema híbrido podría enviar langostas por delante para señalar vapores químicos antes de que los equipos de intervención entren en un lugar. Eso sigue siendo la visión del equipo y no un dispositivo: el estudio es un resultado de laboratorio, y ni el equipo ni la universidad han dado un calendario para su uso en el terreno.