La guerra química es una de las formas de conflicto más pronunciadas. Utiliza productos químicos tóxicos para deshabilitar, dañar o matar sin ningún conflicto físico. En varios conflictos, decenas de miles de muerte también influyeron en un millón de personas a través de lesiones y consecuencias para la salud a largo plazo.
El gas mostaza es una clase química que no es un gas a temperatura ambiente: es un líquido grasiento marrón amarillo que puede evaporarse en una niebla tóxica. Viktor Meier es una forma más estable de refinar el sinth de la mostaza. El gas de mostaza ha ganado la noche internacional durante la Primera Guerra Mundial y se usa como arma muchas veces.
Los soldados alemanes liberan gas tóxico de los cilindros durante la Primera Guerra Mundial. Henry Guttmann Collection / Hulton Archive a través de Getty Images
Es casi imposible garantizar que en el futuro nunca usen gas mostaza, por lo que la mejor manera de prepararse para la oportunidad de desarrollar una forma muy simple de detectarlo para descubrirlo en el campo.
Mis colegas y yo, que somos químicos e investigadores científicos, queremos desarrollar una forma rápida, fácil y confiable de detectar productos químicos tóxicos en el área. Pero lo hará para superar varios desafíos tecnológicos.
Impacto en la salud y las comunidades de las personas
La mostaza está dañando el cuerpo a nivel celular. Cuando se pone en contacto con la piel o los ojos o se inhala, se disuelve fácilmente en grasas y tejidos y penetra rápidamente en el cuerpo. Una vez en el cuerpo, cambia a una forma muy reactiva que une y daña el ADN, las proteínas y otras partes esenciales de las células. Una vez que reacciona con el ADN, el daño no se puede deshacer; puede evitar que las células funcionen correctamente y matarlas.
La exposición a los gases mostaza puede funcionar grande, llenando el líquido sobre la piel. También puede irritar seriamente los ojos, lo que condujo al enrojecimiento, la hinchazón e incluso la ceguera permanente. Cuando se inhala, quema la cubierta de las vías respiratorias, lo que conduce a la tos, las dificultades y el daño pulmonar a largo plazo. Los síntomas a menudo no aparecen varias horas, lo que retrasa el tratamiento.
Los antebrazos de los sujetos probados expuestos a las estaciones de mostaza y levisites, productos químicos que causan líquidos grandes de la piel rellena. Laboratorio de investigación naval
Incluso la pequeña exposición puede causar graves problemas de salud. Con el tiempo, esto puede debilitar el sistema inmune y está conectado a un mayor riesgo de cáncer debido a sus efectos sobre el ADN.
El efecto de solo exposiciones únicas se transfiere a la próxima generación. Por ejemplo, los estudios informaron anormalidades físicas y trastornos en niños expuestos al gas mostaza, mientras que algunos hombres se volvieron infértiles.
La mejor manera de prevenir problemas de salud graves es la detección de gas mostaza temprano y retener a las personas de él.
Detección de gas mostaza temprano
Los métodos existentes para detectar gas mostaza se basan en técnicas de química sofisticadas. Estos requieren instrumentos costosos y delicados que son difíciles de llevar a un frente de guerra y son demasiado frágiles para almacenar en el campo como una herramienta para detectar productos químicos tóxicos. Estos instrumentos están diseñados convencionalmente para el laboratorio, donde permanecen en un lugar y se manejan cuidadosamente.
Muchos investigadores intentaron mejorar las técnicas de descubrimiento. Si bien cada uno ofrece una vista de esperanza, también vienen con interrupciones.
Algunos científicos trabajan en una biosensorial electroquímica de carga que podría detectar gas mostaza en líquido y vapor. Se las arreglaron para desarrollar pequeños dispositivos que proporcionen advertencias en tiempo real. Pero aquí la estabilidad se ha convertido en un problema. Las enzimas degradan y el ruido ambiental puede la señal de la nube. Debido a esta pregunta, estas cintas no se usaron con éxito en el campo.
Para simplificar la detección, otros han desarrollado polímeros impresos molecularmente tiras de prueba que se dirigen a tiodiglicol, un producto de gas mostaza. Estas cintas cambian de color cuando entran en contacto con el gas, y son baratas, portátiles y fáciles de usar en el campo. La principal preocupación es que descubren el presente químico recientemente el uso de mostaza, no solo un agente, que no es tan efectivo.
Uno de los avances más prometedores llegó 2023. Años en forma de sondas fluorescentes, que cambian el color cuando sienten un químico. Esta sonda es una pequeña herramienta de detective que detecta o mide los productos químicos objetivo y crea una señal. Pero estas sondas siguen siendo vulnerables al intervalo al medio ambiente, como la humedad y la temperatura, lo que significa que son menos confiables en las bocinas de campo.
Algunos otros ejemplos dentro del desarrollo incluyen un dispositivo de sensor químico para que las familias tengan en casa, o incluso un dispositivo de carga.
Sin embargo, los dispositivos más nuevos son difíciles, ya que necesitan ser pequeños. Los investigadores intentan integrar pequeños materiales nanomateriales en sensores. Otros equipos están observando cómo involucrar la inteligencia artificial. La inteligencia artificial podría ayudar al dispositivo a interpretar los datos más rápido y reaccionar rápidamente.
Los investigadores unen la brecha
Ahora en la Universidad de Washington de St Louis, Makenzie Valk y yo somos parte del equipo de investigadores que trabajan para descubrir estos productos químicos, dirigidos por Jennifer Heemstra y MG Finn. Otro miembro es Seth Taylor, investigador postdoctoral en Georgia Tech.
Nuestro equipo de investigadores espera usar lecciones aprendidas de sensores anteriores para desarrollar una forma barniz y confiable para detectar rápidamente estos productos químicos en el terreno. Nuestro enfoque incluirá probar varios diseños de sensores moleculares en compuestos modelados en algunas armas químicas. Los sensores iniciarían la cascada de reacciones que crean una señal fluorescente brillante y colorida en el laboratorio.
Creemos que los compuestos de este químico reaccionan mejor y que se puede hacer un buen candidato para su uso en el detector. Estas pruebas nos permiten determinar cuántos productos químicos deberán estar en el aire para comenzar la reacción que podemos descubrir, así como cuánto tiempo llevará estar en el aire antes de que podamos revelar.
Además, exploramos cómo funciona la estructura de los productos químicos con los impactos que reaccionan. Algunos reaccionan más rápido que otros, y comprender su comportamiento nos ayudará a elegir los compuestos adecuados para nuestro detector. Queremos que sean lo suficientemente sensibles como para descubrir rápidamente incluso pequeñas cantidades de mostaza, pero no tan sensibles que a menudo dan resultados falsamente positivos.
Eliminar el uso de estos productos químicos será el mejor enfoque para evitar futuras recurrencias. La Convención de Armas Químicas de 1997 prohíbe la producción, el uso y la acumulación de armas químicas. Pero países como Egipto, Corea del Norte y Sudán del Sur no firmaron ni adoptaron oficialmente un acuerdo internacional de control de armas.
Desalentar a los países que no firmen un contrato sobre el uso de esta arma, otros países pueden usar sanciones. Por ejemplo, ahora aprendieron que Sudán usó armas químicas 2024. Años durante el conflicto, y en respuesta puso sanciones al gobierno.
Incluso sin el uso permanente de estas armas químicas, algunos rastros químicos aún pueden permanecer en el medio ambiente. La tecnología que puede identificar rápidamente una amenaza química en el medio ambiente puede evitar que aparezcan más desastres.
Como los científicos y los líderes globales son colectivamente más difíciles para un mundo más seguro, la posibilidad de detección cuando está libre de un químico peligroso o está en tiempo real, mejorará la voluntad de la comunidad, la protección y la tranquilidad.
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