Celular poderá detectar pesticidas e armas químicas

Redação do Site Inovação Tecnológica -  05/07/2016

A estrutura metal-orgânica (MOF) consiste de moléculas orgânicas (em cinza e preto) e íons metálicos (zircônio, em roxo). Entre essas moléculas estão pequenos buracos que podem absorver os fosfonatos (em amarelo).[Imagem: KU Leuven/Centre for Surface Chemistry & Catalysis]

Sensor para pesticidas e agrotóxicos

Uma nova categoria de nariz eletrônico - um sensor de gás muito preciso e muito eficiente - promete finalmente viabilizar a detecção de pesticidas e outros contaminantes presentes no ambiente em concentrações muito baixas.

O nariz eletrônico mais conhecido é o bafômetro. Quando o hálito do motorista entra no aparelho, um sensor químico mede a quantidade de álcool no ar e converte a reação química em um sinal eletrônico, permitindo que o policial leia o resultado.

Ocorre que o álcool é muito fácil de detectar, porque a reação química é específica e a concentração do álcool volatilizado na expiração de uma pessoa alcoolizada é bastante elevada.

Muitos outros gases que podem contaminar o meio ambiente e prejudicar a saúde humana, porém, como pesticidas e agrotóxicos, são misturas complexas de moléculas em concentrações muito baixas. Por isso, construir narizes eletrônicos para detectá-los tem sido um desafio difícil de superar.

Celular com sensor de gás

Ivo Stassen e Rob Ameloot, da Universidade Católica de Leuven, na Bélgica, venceram o desafio usando nanoesponjas conhecidas como estruturas metal-orgânicas, ou MOFs (metal-organic frameworks), materiais com um número enorme de poros minúsculos, que permitem absorver e analisar uma quantidade enorme de gás, o que por sua vez viabiliza a detecção de quantidades-traço de moléculas.

"Nós criamos uma MOF que absorve os fosfatos encontrados em pesticidas e gases neurotóxicos. Isso significa que você pode usá-la para encontrar vestígios de armas químicas como sarin ou para identificar resíduos de pesticidas em alimentos. Esta MOF é o sensor de gás mais sensível já feito até hoje para essas substâncias perigosas," explicou Stassen.

O sensor foi incorporado em uma espécie de transístor, que simplifica a conversão dos sinais químicos em sinais elétricos para a leitura dos resultados. [Imagem: Ivo Stassen et. al. - 10.1039/C6SC00987E]

Os experimentos mostraram uma capacidade para detectar moléculas em concentrações na faixa de partes por bilhão - uma gota de água em uma piscina olímpica - e agora a equipe pretende aprimorar o material para alcançar a meta de partes por trilhão.

Stassen já incorporou a nanoesponja em uma estrutura parecida com um transístor, que simplifica largamente a leitura dos resultados: "Será extremamente simples equipar um celular com um sensor de gás para pesticidas e gases que afetam o sistema nervoso."

Bibliografia:

Towards metal-organic framework based field effect chemical sensors: UiO-66-NH2 for nerve agent detection
Ivo Stassen, B. Bueken, H. Reinsch, J. F. M. Oudenhoven, D. Wouters, J. Hajek, V. Van Speybroeck, N. Stock, P. M. Vereecken, R. Van Schaijk, D. De Vosa, R. Ameloot
Chemical Science
DOI: 10.1039/C6SC00987E