Um sensor químico pulverizável para melhor monitoramento ambiental

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Um sensor químico pulverizável para melhor monitoramento
ambiental
Um design de sensor químico inovador poderia tornar o monitoramento ambiental no campo mais
eficiente e eficaz.
A detecção de substâncias químicas nocivas no meio ambiente é importante para a manutenção da
saúde ecológica e pública. Embora testes vitais, regulares e rigorosos possam se tornar caros e
demorados, colocando um fardo sobre as indústrias e municípios locais, diz uma equipe de
pesquisadores da Universidade de Nova Gales do Sul, da Universidade de Queensland e da
Universidade de Adelaide.
Mas e se o processo pudesse ser simplificado com um sensor químico portátil?
“Nos últimos 8 anos, o professor Abel Santos e eu temos trabalhado no desenvolvimento de produtos
químicos e biossensores, e a maioria dos que você vê no mercado é [eletricamente] alimentada ou não é
tão facilmente implementada no mundo real em um local onde a coleção de amostras pode ser difícil ”,
disse Tushar Kumeria, professor sênior de ciência e engenharia de materiais na Universidade de Nova
Gales do Sul. “Isso nos fez pensar em como poderíamos projetar uma tecnologia de detecção que é
facilmente transportada, aplicada diretamente na amostra ou local de contaminação e poderia ser usada
com nossos telefones.”
Eles tiveram uma ideia inovadora para um novo sensor químico colormétrico, que muda de cor na
presença de substâncias específicas. O que é diferente é que seu sensor não requer nenhum
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equipamento sofisticado para funcionar, pois é baseado em nanofibras “sprayable” que contêm etiquetas
específicas de produtos químicos. Seus operadores simplesmente pulverizam em qualquer superfície –
luvas de plástico, papel, papelão, plástico, metal – e executam o teste.
Sensores químicos pulverizáveis aderentes a uma luva nitrílica
“O polímero – policaprolactona neste caso – que faz com que as nanofibras sejam dopadas com uma
sonda de corante que muda de cor ou intensidade de fluorescência na presença de um produto químico
alvo”, explicou Kumeria. “Podemos adaptá-los rapidamente para detectar uma variedade de produtos
químicos simplesmente alternando a sonda de corante”.
Sensores químicos baseados em nanofibra foram explorados no passado, mas geralmente são
preparados usando uma técnica de fabricação chamada eletrofiação. “Com eletrospiada, as nanofibras
só podem ser pulverizadas em superfícies condutoras e requerem tensão ultra-alta (10 000 V), o que
não é adequado para aplicação em campo”, escreveu a equipe em seu artigo, que foi recentemente
publicado na Advanced Functional Materials.
a) Fotografia digital de “UQ” impressa em
Phen-PCLnf usando o bloco FeCl 2 sólido. b)
Fotografia digital de “UQ” impressa em
Phen-PCLnf usando bloco sólido FeCl 3.
Em vez disso, Santos e Kumeria criam suas nanofibras através da formação de aerossol (também
chamada de nebulização) usando um gás comprimido para produzir uma névoa fina – semelhante a uma
lata de spray. A “aderência” do sensor vem de sua morfologia emaranhada, semelhante a uma rede e
estrutura em nanoescala, acrescentou Kumeria.
“As nanofibras Spray-n-Sense podem ser usadas para monitorar o conteúdo de vazamentos de redes de
esgoto ou máquinas industriais”, disse Kumeria. “[Eles também podem ser] aplicados para detecção
https://www.advancedsciencenews.com/building-complex-nanostructures-using-electrospinning/
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precoce e fácil de ameaças no campo – incluindo explosivos ou perigos químicos, biológicos,
radiológicos e nucleares (CBRNE) – pulverizando as nanofibras na superfície do alvo e realizando a
detecção através de uma mudança de cor, enquanto tudo isso é feito remotamente sem expor o pessoal
a possíveis ameaças CBRNE. ”
No estudo, como prova de conceito, a equipe demonstrou a capacidade de detectar e quantificar íons de
ferro (Fe(II) e Fe(III)) e amônia líquida usando um aplicativo de telefone inteligente feito sob medida.
Kumeria diz que a equipe está procurando expandir o alcance de detecção do sensor e está procurando
levá-lo para o campo para a coleta de dados do mundo real.
“Estamos trabalhando com um químico – e procurando outros que ficariam felizes em colaborar – para
desenvolver sondas específicas para expandir as capacidades de nossas nanofibras Spray-n-Sense
além das sondas de corantes comercialmente disponíveis”, acrescentou.
Referência: Shrishty Bakshi, et al., Spray-n-Sense: Nanofibras pulverizáveis para detecção química
noite, Materiais funcionais avançados (2021). DOI: 10.1002/adfm.202103496
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202103496