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Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas
(CSIC) han desarrollado pilas de combustible microfluídicas en papel que
permiten que dispositivos de diagnóstico como las tiras de flujo
lateral, usadas por ejemplo en los test de embarazo o los test de
glucosa, funcionen sin necesidad de baterías externas.
El uso de las tiras de flujo lateral se ha extendido en el campo del
diagnóstico debido a su bajo coste, ligereza, portabilidad y capacidad
de proporcionar una respuesta rápida y fácil de leer. En ocasiones,
estos dispositivos necesitan de un lector con baterías para cuantificar
el resultado. Sin embargo, esto se evita con las pilas de combustible
desarrolladas por el Instituto de Microelectrónica de Barcelona, en
colaboración con el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, -ambos del
CSIC-ya que pueden proporcionar suficiente potencia eléctrica para
alimentar los sensores ópticos o electroquímicos de un ensayo y mostrar
los resultados sin fuentes de energía externas.
El papel es un material barato, biodegradable, delgado, flexible y,
además, tiene la capacidad de transportar fluidos por capilaridad.
Basándose en esta capacidad, los investigadores han incorporado
elementos al papel que reaccionan al entrar en contacto con una muestra
líquida –agua en el caso del estudio-, y de este modo se produce la
reacción que genera la electricidad para la puesta en marcha del
dispositivo de diagnóstico.
Un hallazgo con múltiples aplicaciones
Hasta el momento los ensayos se han realizado con metanol como
combustible pero los investigadores trabajan ya en la optimización de
los dispositivos para que puedan proporcionar energía a partir de
moléculas que están presentes en fluidos biológicos, como son la glucosa
en sangre o la urea, en el caso de la orina.
Y las aplicaciones de este hallazgo no se limitan al ámbito biomédico
sino que también se pueden extender a otros campos en los que las tiras
de ensayo desechables son ampliamente utilizadas, como ocurre en el
sector medioambiental, en el veterinario, el agro-alimentario y
seguridad, entre otros.
Las investigaciones continúan hacia la integración de las pilas de
combustible con la tecnología de electrónica orgánica. De esta forma,
todos los componentes necesarios: sensores, fuente de energía,
electrónica, pantalla, podrían fabricarse en un mismo proceso de
impresión roll-to-roll, una técnica por la que se depositan capas de
materiales aislantes y conductores en sustratos flexibles que pasan de
un rollo a otro.
Es de destacar que este tipo de elementos se comprueba en condiciones
extremas mediante las cámaras climáticas.
Fuente: CSIC 14/04/2014
J. P. Esquivel, F. J. Del Campo, J. L. Gómez de la Fuente S. Rojas y N.
Sabaté. Microfluidic fuel cells on paper: meeting the power needs of
next generation lateral flow devices. Energy and Environmental Science.
DOI: 10.1039/ C3EE44044C
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