La tecnología de pantalla táctil utilizada en miles de millones de teléfonos inteligentes y tabletas también podría usarse como un sensor potente, sin necesidad de modificaciones.
Investigadores de la Universidad de Cambridge han demostrado cómo se puede usar una pantalla táctil típica para identificar contaminantes iónicos comunes en el suelo o el agua potable al dejar caer muestras líquidas en la pantalla, la primera vez que esto se logra. La sensibilidad del sensor de la pantalla táctil escomparable al equipo típico de laboratorio, lo que lo haría útil en entornos de bajos recursos.
Los investigadores dicen que su prueba de concepto algún día podría ampliarse para una amplia gama de aplicaciones de detección, incluso para la biosección o el diagnóstico médico, directamente desde el teléfono que lleva en el bolsillo. Los resultados se publican en la revista. Sensores y actuadores B .
La tecnología de pantalla táctil es omnipresente en nuestra vida cotidiana: la pantalla de un teléfono inteligente típico está cubierta por una cuadrícula de electrodos, y cuando un dedo interrumpe el campo eléctrico local de estos electrodos, el teléfono interpreta la señal.
Otros equipos han utilizado la potencia computacional de un teléfono inteligente para detectar aplicaciones, pero se han basado en la cámara o los dispositivos periféricos, o han requerido cambios significativos en la pantalla.
"Queríamos saber si podíamos interactuar con la tecnología de una manera diferente, sin tener que cambiar fundamentalmente la pantalla", dijo el Dr. Ronan Daly del Instituto de Fabricación de Cambridge, quien codirigió la investigación. "En lugar de interpretar unseñal de su dedo, ¿qué pasaría si pudiéramos obtener una pantalla táctil para leer electrolitos, ya que estos iones también interactúan con los campos eléctricos? "
Los investigadores comenzaron con simulaciones por computadora y luego validaron sus simulaciones utilizando una pantalla táctil independiente y simplificada, proporcionada por dos fabricantes del Reino Unido, similar a las que se usan en teléfonos y tabletas.
Los investigadores pipetearon diferentes líquidos en la pantalla para medir un cambio en la capacitancia y registraron las mediciones de cada gota utilizando el software de prueba de pantalla táctil estándar. Los iones en los fluidos interactúan con los campos eléctricos de la pantalla de manera diferente dependiendo de la concentración de iones y sucargar.
"Nuestras simulaciones mostraron dónde interactúa el campo eléctrico con la gota de fluido. En nuestros experimentos, encontramos una tendencia lineal para un rango de electrolitos medidos en la pantalla táctil", dijo el primer autor Sebastian Horstmann, candidato a doctorado en IfM.El sensor se satura a una concentración de aniones de alrededor de 500 micromolar, que puede correlacionarse con la conductividad medida. Esta ventana de detección es ideal para detectar la contaminación iónica en el agua potable ".
Una aplicación temprana de la tecnología podría ser la detección de contaminación por arsénico en el agua potable. El arsénico es otro contaminante común que se encuentra en el agua subterránea en muchas partes del mundo, pero la mayoría de los sistemas de agua municipales lo detectan y filtran antes de que llegue a un hogar.grifo. Sin embargo, en partes del mundo sin plantas de tratamiento de agua, la contaminación por arsénico es un problema grave.
"En teoría, podría agregar una gota de agua a su teléfono antes de beberlo, para verificar que sea seguro", dijo Daly.
Por el momento, la sensibilidad de las pantallas de teléfonos y tabletas está ajustada para los dedos, pero los investigadores dicen que la sensibilidad podría cambiarse en cierta parte de la pantalla modificando el diseño del electrodo para optimizar la detección.
"El software del teléfono necesitaría comunicarse con esa parte de la pantalla para entregar el campo eléctrico óptimo y ser más sensible para el ion objetivo, pero esto se puede lograr", dijo la profesora Lisa Hall del Departamento de Ingeniería Química y Biotecnología de Cambridge.quien codirigió la investigación. "Estamos ansiosos por hacer mucho más en esto, es solo el primer paso".
Si bien ahora es posible detectar iones usando una pantalla táctil, los investigadores esperan desarrollar aún más la tecnología para que pueda detectar una amplia gama de moléculas. Esto podría abrir una amplia gama de posibles aplicaciones para la salud.
"Por ejemplo, si pudiéramos llevar la sensibilidad a un punto en el que la pantalla táctil pudiera detectar metales pesados, podría usarse para realizar pruebas como el plomo en el agua potable. También esperamos en el futuro entregar sensores para el monitoreo de la salud en el hogar", dijo Daly.
"Este es un punto de partida para una exploración más amplia del uso de la detección de pantalla táctil en tecnologías móviles y la creación de herramientas que sean accesibles para todos, que permitan mediciones rápidas y comunicación de datos", dijo Hall.
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