Científicos reciclan CD para convertirlos en biosensores

Tecnología

Una nueva investigación de la Universidad de Binghamton, Universidad Estatal de Nueva York, ofrece una segunda vida para los CD: convertirlos en biosensores flexibles que sean económicos y fáciles de fabricar. En un artículo publicado este mes en Nature Communications, Matthew Brown, Ph.D., y el profesor asistente Ahyeon Koh del Departamento de Ingeniería Biomédica muestran cómo la capa metálica delgada de un CD dorado puede separarse del plástico rígido y convertirse en sensores para monitorear la actividad eléctrica en los corazones y músculos humanos, así como el lactato, la glucosa, el pH y los niveles de oxígeno. Los sensores pueden comunicarse con un teléfono inteligente a través de Bluetooth.

La fabricación se completa en 20 a 30 minutos sin liberar productos químicos tóxicos ni necesitar equipo costoso, y cuesta alrededor de $1,50 por dispositivo. Según el documento, “este enfoque sostenible para reciclar desechos electrónicos proporciona un flujo de desechos ventajoso basado en la investigación que no requiere instalaciones de microfabricación de vanguardia, materiales costosos o habilidades de ingeniería de alto calibre”.

Biosensor flexible. Crédito: Matthew Brown

También contribuyen a la investigación la profesora de BME Gretchen Mahler; Melissa Mendoza, Ph.D. y Louis Somma, MS. así como el Profesor Asistente Yeonsik Noh de la Universidad de Massachusetts—Amherst. Nature Communications ha destacado el artículo entre sus Editors’ Highlights, mostrando los 50 mejores artículos publicados recientemente en un área de investigación. Koh dijo que primero consideró la idea de convertir los CD en sensores mientras realizaba una investigación posdoctoral en la Universidad de Illinois.

“Tuve una idea: tal vez podríamos recolectar el material crítico del CD y luego reciclarlo a los sistemas de detección”, dijo. “Hablé con Matt sobre mi idea durante la etapa inicial de la investigación de su tesis y él quería continuar con esta investigación”.

Brown investigó investigaciones previas sobre biosensores hechos de CD, pero descubrió que esos sensores retenían una estructura rígida y tenían un número de aplicaciones más limitado de lo que él y Koh esperaban lograr. El primer paso es quitar la capa metálica del plástico que se encuentra debajo mediante un proceso químico y cinta adhesiva.

“Cuando te recoges el cabello en la ropa con cinta adhesiva, ese es esencialmente el mismo mecanismo”, dijo Koh. “Aflojamos la capa de metal del CD y luego levantamos esa capa de metal con cinta adhesiva, así que simplemente la despegamos. Esa capa delgada luego se procesa y se vuelve flexible”.

Para crear los sensores, los investigadores de Binghamton utilizaron una cortadora Cricut, una máquina estándar para artesanos que generalmente corta diseños de materiales como papel, vinilo, cartulina y transferencias térmicas. Luego, los circuitos flexibles se quitarían y se pegarían a una persona. Con la ayuda de una aplicación para teléfonos inteligentes, los profesionales médicos o los pacientes pueden obtener lecturas y realizar un seguimiento del progreso a lo largo del tiempo. Como asesora de Brown, Koh está encantada de ver que algo que ella especuló que podría ser posible hace casi una década ahora es una realidad.

“Tuve mucha suerte de tener a Matt en el laboratorio, porque de lo contrario no habría sido una idea de mi investigación de postdoctorado”, dijo. “Algunos de mis colegas postdoctorales recuerdan que les hablé de esta idea y están muy emocionados”.

Brown se dirige a San Diego para trabajar en Dexcom, que fabrica monitores continuos de glucosa, pero tiene ideas sobre cómo se podría mejorar la tecnología de CD al sensor: “Usamos CD dorados y queremos explorar CD basados ​​en plata, que creo que son más comunes. ¿Cómo podemos reciclar esos tipos de CD con el mismo tipo de proceso? También queremos ver si podemos utilizar el grabado láser en lugar de usar el cortador basado en tela para mejorar aún más la velocidad de reciclaje”.

Al igual que su antiguo alumno, a Koh también le gustaría expandir la investigación de CD a sensor, posiblemente con la ayuda de la comunidad del campus.

“Tal vez podamos crear una caja en el campus donde podamos recolectar CD”, dijo. “También podríamos tener instrucciones paso a paso más generalizadas sobre cómo hacerlos en un día, sin ninguna habilidad de ingeniería. Todos pueden crear ese tipo de sensores para sus usuarios. Queremos que sean más accesibles y asequibles, y más fácilmente distribuido al público”.

Fuente: Tech Xplore.

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