Es una paradoja cruel que en un planeta con una superficie mayoritariamente cubierta por agua, cientos de millones de personas no tengan acceso a agua potable. En cuanto a la contaminación de las fuentes de agua potable y natural, uno de los principales culpables es el arsénico, elemento abundante y tóxico en la corteza terrestre. Actualmente se sabe que el arsénico es la causa de la contaminación de las aguas subterráneas en más de 100 países y puede producir enfermedades potencialmente mortales, especialmente para las poblaciones de los países en desarrollo. Tales circunstancias requieren métodos de detección de arsénico eficientes y confiables para el agua, los alimentos y el suelo.

En Journal of Applied Physics, de AIP Publishing, un equipo de científicos franceses fabricó superficies de plata nanoestructuradas sensibles para detectar arsénico, incluso en concentraciones muy bajas.

Los sensores utilizan la espectroscopia Raman mejorada en superficie (SERS). A medida que una molécula que contiene arsénico se adhiere a la superficie, también es golpeada por un láser. El compuesto de arsénico dispersa la luz láser, creando una firma identificable que indica su presencia.

« El arsénico existe en el agua en diferentes formas, por lo que es importante poder cuantificar las especies, además del contenido global », dijo el autor Dominique Vouagner. « Al usar SERS, podemos detectar y especificar contaminantes incluso en la concentración más baja. Esto incluye el arsénico, que no debe exceder las 10 ppb, según las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud ».

El equipo comparó los resultados de detección y especiación de dos sustratos SERS. Uno fue preparado por evaporación térmica convencional, donde el material se calienta hasta que se vaporiza. El otro fue creado con un proceso no electrolítico, en el que se deposita una capa sobre un material sumergiéndolo en un líquido e instigando una reacción química. Este último resultó ser mucho más sensible y relativamente fácil y seguro de producir, según Vouagner.

« Nuestra técnica para desarrollar este sustrato SERS simplifica la fabricación porque las películas sin electricidad se pueden depositar fácilmente en varios sustratos », dijo. « Además, los compuestos iniciales tienen una toxicidad ambiental baja, lo que es un beneficio para las mediciones de detección en agua natural y potable ».

La técnica es una desviación de los métodos de referencia existentes para la especiación de rastros de arsénico, que consumen mucho tiempo y son costosos. Los métodos convencionales también requieren un pretratamiento de la muestra en un laboratorio, por lo que no son ideales para los ensayos de campo in situ.

Además, el nuevo método emplea el uso de un sustrato sólido, que permite la interrogación óptica.

« Debido a que son menos ‘ruidosos’, los sistemas de detección óptica son mucho más sensibles que los sistemas electrónicos », dijo el autor Bernard Dussardier. « Al mismo tiempo, son menos sensibles a los campos electromagnéticos parásitos. Además, la técnica SERS permite mediciones directas de propiedades físico-químicas, mientras que los sistemas electrónicos y algunos otros sistemas ópticos son indirectos ».