Las nanopartículas dan lugar a un color.

OneForAll/iStock

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Un equipo de investigadores en China ha creado un material que cambia de color que, cuando se coloca en la tapa de un vial de vacuna, puede rastrear el cambio de temperatura y su efecto en la vacuna.

Además de las vacunas, muchos alimentos y suministros medicinales requieren una cierta temperatura para seguir usándose. El nuevo material puede ayudarnos a comprobar la seguridad y la facilidad de uso de todos estos productos.

Por ejemplo, imagine que en un caluroso día de verano, un camión frigorífico está entregando vacunas contra el COVID desde una instalación remota a hospitales y clínicas en el centro de la ciudad. El sistema de refrigeración del camión deja de funcionar durante unas horas durante el viaje sin previo aviso y luego se reinicia automáticamente.

Ahora bien, si las tapas de los viales de la vacuna tienen el material que cambia de color propuesto, el color de esas tapas cambiará en caso de que la calidad y la seguridad de la vacuna se vean comprometidas. De lo contrario, nadie, incluidos los médicos, se enteraría nunca del cambio en la calidad de la vacuna.

Algunas opciones, como sensores electrónicos inalámbricos y tintes de color, ya pueden monitorear la temperatura de alimentos y medicamentos. Sin embargo, estas soluciones existentes tienen varias limitaciones.

Por ejemplo, elementos como las vacunas se almacenan a temperaturas bajo cero: los tonos de los tintes tradicionales se desvanecen y los sensores inalámbricos requieren un mantenimiento continuo en tales condiciones.

Además, si cada producto tiene un sensor inalámbrico, probablemente generará millones de toneladas de desechos electrónicos adicionales cada año. Para superar tales limitaciones, los investigadores utilizaron colores estructurales para su estudio.

Puede agregar color a un objeto mediante el uso de materiales a base de pigmentos, como tintes o colores estructurales que emplean nanopartículas incoloras para cambiar la forma en que una superficie refleja la luz. Recientemente, científicos de la Universidad de Florida Central crearon la pintura más clara del mundo basada en colores estructurales.

Cuando la luz cae sobre un objeto recubierto con colores estructurales, la disposición de las nanopartículas en la superficie del objeto hace que la luz se doble en ciertos ángulos y, eventualmente, decide la longitud de onda de la luz reflejada.

Entonces, por ejemplo, si los científicos quieren que un objeto parezca rojo, acomodarán las nanopartículas para que el objeto refleje la luz con una longitud de onda de color rojo. Los autores del estudio actual utilizaron colores estructurales para crear un material indicador de temperatura autodestructible que cambia de color.

Adaptado de ACS Nano 2023

El material que cambia de color comprende dos componentes; nanopartículas de dióxido de silicio recubiertas de glicerol y una solución hecha mezclando etilenglicol, agua y polietilenglicol. Las partículas de SiO2 podían reflejar luces de color rojo y verde brillante, mientras que la solución era sensible a diferentes puntos de fusión.

Combinaron los dos componentes y crearon un material capaz de controlar los cambios de temperatura que oscilan entre -70 °C y 37,2 °C (-94 °F y 99 °F). Probaron el material colocándolo en una tapa de vial.

Cuando el vial se mantuvo en un ambiente helado, el material de su tapa era de color verde. Sin embargo, cuando se cambió a un clima cálido, los microcristales en el material se desmoronaron cuando su componente de solución se derritió. Después de un tiempo, el material se volvió incoloro, lo que indica que la temperatura superó los niveles recomendados.

Los investigadores señalan: "Estos sistemas fueron muy sensibles e indicaron con éxito cuando los materiales se calentaron demasiado". Actualmente, el trabajo de investigación es solo una prueba de concepto, pero creen que su enfoque podría surgir como una forma prometedora de mantener la calidad de los productos en las cadenas de suministro en frío en el futuro.

El estudio se publica en la revista ACS Nano.