Sensores de papel

Meio ambiente

Sensores de papel feitos no Brasil dão resultados em smartphones

Com informações da Agência Fapesp - 26/03/2014

Outra novidade é a integração dos sensores com aplicativos que rodam em smartphones, reduzindo ainda mais o custo operacional e facilitando o uso dos novos sensores.[Imagem: Maiara Oliveira Salles]

Pesquisadores do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (USP) desenvolveram dois novos tipos de sensores que podem ajudar detectar drogas e substâncias perigosas, monitorar o meio ambiente e, no futuro, ajudar a rastrear doenças.

A grande vantagem do trabalho é substituir métodos caros e materiais especiais de laboratório por papel simples, como folhas de sulfite e filtro de papel similar ao usado para coar café.

O primeiro é um sensor eletroquímico, baseado em reações químicas que produzem energia. O segundo sensor é colorimétrico, fundamentado na quantificação de uma substância pela percepção da cor.

"Tivemos a ideia de desenvolver dispositivos usando folha de sulfite ou outros tipos de papel utilizados em impressoras convencionais porque são materiais abundantes e fáceis de serem conseguidos em qualquer lugar do mundo", disse Thiago Régis da Paixão, coordenador do projeto.

Outra novidade foi introduzida pela pesquisadora Maiara Oliveira Salles, que integrou os sensores a aplicativos que rodam em smartphones, reduzindo ainda mais o custo operacional e facilitando o uso da plataforma.

Isso permitirá o rastreamento de substâncias e o monitoramento de doenças "em locais remotos, sem a necessidade da infraestrutura de um laboratório de análise e pessoas treinadas para usá-los," afirmou Paixão.

Sensores de papel

Os pesquisadores utilizam uma impressora de cera para imprimir na superfície de uma folha de papel sulfite círculos brancos, com diâmetro de 1,6 centímetro e separados um do outro, onde são colocadas soluções ou amostras do material que se pretende analisar.

As folhas impressas são colocadas em uma estufa ou prensa térmica por três minutos e a 120 ºC. O processo de aquecimento faz com que a cera derreta e penetre todas as camadas do papel, formando uma barreira hidrofóbica (impermeável) que possibilita que a solução só penetre e fique confinada nos círculos brancos, que não receberam a impressão da cera.

Por meio de uma transparência com desenhos vazados, os pesquisadores pintam eletrodos na folha de sulfite impressa, utilizando uma tinta com condutividade elétrica (condutora) de prata.

Após a secagem da tinta, cada célula eletroquímica é recortada com uma tesoura, de modo a formar um dispositivo eletroquímico descartável com três eletrodos.

Ao ser conectado a um potenciostato (equipamento usado para aplicar um potencial e medir a corrente elétrica de uma solução condutora), o sensor eletroquímico à base de papel pode detectar ácido pícrico - um explosivo - e chumbo, que é um componente de resíduos de pólvora, afirmou Paixão.

O sensor colorimétrico inclui nos círculos brancos - desta vez impressos em papel de filtro - compostos químicos que reagem que as substâncias que se deseja monitorar.

Aplicações

Além de detectar explosivos, os sensores têm sensibilidade para íons cloreto e metais pesados, o que possibilita a sua utilização para monitoramento ambiental.

O projeto dos pesquisadores inclui o aprimoramento dos sensores também para uso na área de saúde e na detecção de drogas.

O mesmo princípio tecnológico dos sensores poderá dar origem a uma alternativa mais barata para as tiras de teste glicosímetro, usadas para monitorar os níveis de glicose em pacientes com diabetes.

"A fita utilizada no teste do glicosímetro talvez seja substituída, no futuro, por uma folha de papel," estimou Paixão.

Bibliografia:

Fabrication of disposable electrochemical devices using silver ink and office paper
William Araújo, Thiago Régis Longo César Paixão
Analyst
Vol.: First published online
DOI: 10.1039/C4AN00097H

Explosive colorimetric discrimination using a smartphone, paper device and chemometrical approach
M. O. Salles, G. N. Meloni, W. R. de Araújo, T. R. L. C. Paixão
Analytical Methods
Vol.: First published online
DOI: 10.1039/c3ay41727a

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