Un equip investigador de la Universitat Jaume I (UJI) ha desenvolupat un nou procediment per fabricar una generació de polímers conductors més versàtils i fàcils de processar, un avanç que pot impulsar el desenvolupament de biosensors més precisos, dispositius electrònics intel·ligents i tecnologies energètiques més eficients.
La investigació ha estat liderada pel Grup d’Investigació en Materials i Sistemes Actius de l’Institut de Materials Avançats (INAM), dirigit pel professor Antonio Guerrero. La principal innovació consisteix a incorporar durant la síntesi del polímer unes molècules anomenades “agents de terminació”, que permeten controlar amb precisió la longitud de les cadenes del material i afegir-hi grups químics específics als extrems. Aquesta tècnica facilita adaptar el polímer a diferents aplicacions tecnològiques.
Els nous materials pertanyen a la família dels polímers amb conductivitat mixta iònica-electrònica de tipus n, capaços de transportar tant electrons com ions. Aquesta característica els fa especialment adequats per a dispositius que interactuen amb sistemes biològics, com ara els biosensors, com per a noves generacions de components electrònics.
Antonio Guerrero ha destacat que una de les propietats més rellevants d’aquests materials és la seua biocompatibilitat. “Es podrien utilitzar per a mesurar la resposta elèctrica del cos, com ara la del cervell o el cor”, ha explicat. A més, ha assenyalat que el grup investigador ja els ha emprat en biosensors combinats amb proteïnes per mesurar la glucosa. “Aquest tipus d’aplicacions ens poden ajudar en la detecció precoç de diverses malalties”, ha afegit.
Com funciona?
Per entendre la importància d’aquest avanç, es pot comparar amb les peces de Lego. Fins ara, aquests polímers es fabricaven amb una mida i una forma difícils d’adaptar a cada necessitat. Amb el nou mètode desenvolupat per l’UJI, els investigadors poden controlar millor la longitud de les cadenes del material i afegir-hi “enganxalls” químics als extrems, de manera que es poden unir amb més facilitat a proteïnes, metalls o altres components. Això permet fabricar biosensors més precisos, de la mateixa manera que una clau feta a mida encaixa molt millor en un pany que una de genèrica.
Un prototip de sensor de glucosa amb alta precisió
En col·laboració amb el Grup de Materials per a la Producció Avançada i Sostenible de l’INAM, dirigit pel professor Víctor Sans, els investigadors han desenvolupat un prototip de biosensor de glucosa per a mostres biològiques basat en aquest nou polímer.
Segons l’UJI, el dispositiu ha demostrat una elevada sensibilitat i especificitat davant substàncies que habitualment interfereixen en les mesures, com ara els àcids ascòrbic, úric i làctic. També ha mantingut una resposta estable durant més de tres setmanes d’emmagatzematge en condicions estàndard.
Aplicacions en medicina, electrònica i energia
La funcionalització del polímer aporta diversos avantatges, entre els quals destaca la millora en la fabricació de pel·lícules fines, homogènies i d’alta qualitat. Igualment, facilita l’ancoratge químic de receptors biològics i la unió del material a superfícies metàl·liques o de carboni.
Aquestes propietats obrin la porta al seu ús en camps molt diversos, des dels biosensors i el diagnòstic mèdic fins a la fabricació de gels, tintes conductores, dispositius optoelectrònics, memristors, supercondensadors o sistemes termoelèctrics. A més, els investigadors assenyalen que és compatible amb tecnologies avançades de fabricació com la impressió 3D.
La tecnologia ha estat protegida mitjançant una sol·licitud de patent espanyola i, després de validar-se amb èxit al laboratori, l’UJI busca ara acords de desenvolupament i llicències per adaptar-la a aplicacions industrials concretes.
La investigació ha comptat amb finançament de diversos projectes de l’Agència Estatal d’Investigació, de la Generalitat Valenciana i del programa de consolidació de la investigació, mentre que la Universitat Jaume I, a través del Servei de Gestió de la Investigació i la Transferència (SEGIT) i del Vicerectorat de Transferència, Innovació i Divulgació Científica, treballa per a facilitar la transferència dels resultats científics al teixit productiu i a la societat.
