Cientistas da Universidade de São Paulo (USP) desenvolveram um sensor portátil feito de papel impregnado com nanopartículas de ouro criadas através de síntese a laser. Essa inovação visa simplificar e reduzir os custos na produção de dispositivos capazes de detectar compostos químicos em líquidos, mesmo fora de ambientes laboratoriais. Essa tecnologia é especialmente relevante para identificar substâncias que possam comprometer a qualidade da água que consumimos.

Os resultados desse estudo foram notados pela Royal Society of Chemistry, uma instituição sediada no Reino Unido, que divulgou os avanços por meio de sua conta oficial no Twitter. As descobertas foram publicadas na revista científica Sensors & Diagnostics.

O que torna esse sensor descartável notável é seu baixo custo individual, estimado em pouco mais de R$ 0,50. Além disso, sua maior vantagem reside na possibilidade de ser fabricado em larga escala em qualquer parte do mundo, eliminando a necessidade de etapas de produção complexas que frequentemente envolvem intervenção humana. Isso aborda uma das principais limitações da indústria, que é a dependência de processos manuais trabalhosos. Mas, a tecnologia ainda está em processo de patenteamento

“Conseguimos fabricar as nanopartículas do dispositivo por meio de uma síntese com laser, retirando do processo a manipulação humana, que eleva o custo de produção. Isso possibilita a fabricação em larga escala”, diz Thiago Regis Longo Cesar da Paixão. Ele é coordenador do Laboratório de Línguas Eletrônicas e Sensores Químicos do Instituto de Química da USP (IQ-USP). “O laser carboniza a superfície do papel, transformando a celulose em carbono e, com uma gota de solução de ouro, forma-se nanomaterial na superfície.”

Reação eletroquímica

As reações eletroquímicas que permitem a identificação de substâncias presentes em líquidos são viabilizadas pelas nanopartículas de ouro depositadas sobre o papel. De acordo com o investigador, essa abordagem também apresenta um notável avanço em relação a métodos convencionais, como serigrafia, impressão a jato de tinta, pulverização catódica e desenho a lápis.

Isso ocorre devido à maior especificidade que oferecem na detecção de espécies químicas, sobressaindo-se diante de outras presentes no mesmo ambiente. Além desse benefício, destaca-se sua característica sustentável.

O dispositivo é fabricado a partir de papelão, o que possibilita a incorporação de materiais reaproveitados e subutilizados. Uma vantagem adicional é a ausência de utilização de reagentes químicos tóxicos durante as reações, ao contrário dos métodos convencionais para a produção de sensores.

Desempenho

No estudo financiado pela FAPESP, foi comprovado um desempenho equiparável ao de dispositivos mais dispendiosos na detecção de hipoclorito. Essa substância é utilizada para assegurar a qualidade da água em torneiras e piscinas (presente, por exemplo, em produtos de limpeza), mas em quantidades elevadas pode ser prejudicial.

No entanto, de acordo com Paixão, sua aplicabilidade é versátil, permitindo também a monitorização de outras substâncias químicas relevantes. Isso abrange tanto aplicações na área da saúde para facilitar diagnósticos, como em questões ambientais para identificar poluentes em ambientes específicos.

“São dispositivos de uso simples, que podem ser distribuídos em escala governamental para que a população monitore a qualidade de água em sua própria casa e repasse as informações para especialistas, possibilitando a criação de um mapa e, consequentemente, de políticas públicas de controle de qualidade de água”, explica o cientista.

Impressão 3D

Um dos próximos passos dos pesquisadores envolve a integração de duas linhas de pesquisa com o objetivo de maximizar as vantagens inerentes a esse gênero de sensor. Além disso, eles têm planos de dar entrada em um pedido de patente, abordando especificamente a síntese de nanomateriais e a tecnologia de impressão 3D.

“Queremos criar um dispositivo para análises médicas feitas pelo sistema público de saúde, como medição de níveis de glicose, ou que possa ser usado por empresas de tecnologia como Google, Microsoft e Samsung em dispositivos vestíveis para monitoramento em tempo real”, revela Paixão.

Outros autores do estudo são Helton P. Nogueira, Iana Vitória Spadini Arantes, Jéssica S. G. Selva, Juliana L. M. Gongoni, Mauro Bertotti, Vanessa Neiva de Ataide e Wilson Akira Ameku.

*Este conteúdo está alinhado aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), na Agenda 2030 da Organização das Nações Unidas (ONU). ODS 06 – Água Potável e Saneamento; ODS 11 – Cidades e Comunidades Sustentáveis; ODS 12 – Consumo e Produção Responsáveis

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