L’UJI desenvolupa un nou material conductor que obri la porta a biosensors més precisos i dispositius electrònics més eficients
El Grup d’Investigació en Materials i Sistemes Actius de l’Institut de Materials Avançats (INAM) de la Universitat Jaume I de Castelló, dirigit per l’investigador Antonio Guerrero, ha creat un nou procediment per a fabricar una generació de polímers conductors més versàtils i fàcils de processar, un avanç que podria impulsar el desenvolupament de biosensors, dispositius electrònics intel·ligents i tecnologies energètiques més eficients.
La innovació consisteix a incorporar durant la síntesi del polímer unes molècules denominades «agents de terminació», que permeten controlar amb precisió la grandària de les cadenes del material i dotar-les de grups químics específics en els seus extrems. D’aquesta manera, el polímer pot adaptar-se amb major facilitat 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 combinació resulta especialment interessant per a dispositius que han d’interactuar amb sistemes biològics, com els biosensors, o per a noves generacions de components electrònics.
«Una de les propietats més importants d’aquests materials és que són biocompatibles, es podrien utilitzar per mesurar la resposta elèctrica del cos, com la resposta elèctrica del cervell o del cor. Nosaltres els hem utilitzat com a biosensors, que hem barrejat amb algunes proteïnes per poder mesurar la glucosa. Aquest tipus d’aplicacions ens poden ajudar a detectar de manera prematura diverses malalties», explica l’investigador Antonio Guerrero.
L’equip investigador, en col·laboració amb el Grup de Materials per a la Producció Avançada i Sostenible (INAM), dirigit pel professor Víctor Sans, ha fabricat un prototip de biosensor de glucosa en mostres biològiques utilitzant el polímer funcionalitzat amb sensors electroquímics. Aquest sensor ha demostrat una excel·lent sensibilitat, especificitat enfront d’interferents (àcid ascòrbic, úric i làctic) i una estabilitat de resposta de més de tres setmanes emmagatzemat en condicions estàndard.
La funcionalització del polímer presenta diversos avantatges com la millora en la processabilitat en la formació de pel·lícules fines, homogènies i d’alta qualitat. A més, la introducció de grups funcionals afavoreix l’ancoratge químic de receptors biològics o la unió del polímer a superfícies metàl·liques i de carboni. Això permetrà la utilització d’aquests materials en nombroses aplicacions a causa de les seues propietats elèctriques modulables i a la compatibilitat amb suports tradicionals i avançats com la impressió en 3D.
La tecnologia, protegida per sol·licitud de patent espanyola, és aplicable en sectors com el químic i de materials (gels, polímers o negres); biosensors i diagnòstic (biomarcadors); optoelectrònica i computació (dispositius electrocròmics o memristors, entre altres) o energètic (supercondensadors o dispositius termoelèctrics). Aquest mètode, validat amb èxit en laboratori, cerca el seu desenvolupament i adaptació a aplicacions concretes mitjançant acords específics i amb llicència.
La investigació ha sigut finançada per dos projectes de l’Agència Estatal d’Investigació (PID2022-141850OB-C21 i PID2023-152771OB-I00) dins del programa de generació del coneixement 2022 i 2023, pel projecte de consolidació CNS2023-144752 i pel projecte postdoctoral de Cristiane Kalinke (CIAPOS/2023/037) de la Generalitat Valenciana.
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, facilita la transferència científica i tecnològica del seu personal investigador amb la finalitat d’avançar en la seua vocació de transmissió i difusió del coneixement científic, tècnic, social i humanístic.
Imágenes: Grupo (David Franco, Antonio Guerrero e Ignacio Sanjuán)