Pesquisadores brasileiros desenvolveram um novo modelo de língua eletrônica capaz de identificar metais pesados em amostras de água, utilizando um resíduo pouco aproveitado do refino de petróleo: o enxofre. Transformado em polissulfetos, esses polímeros servem como base para os sensores do dispositivo, que demonstrou alta capacidade de detectar íons de mercúrio, prata e ferro, mesmo em baixas concentrações.
A inovação, que pode ser crucial para o monitoramento da qualidade e contaminação hídrica, foi detalhada no artigo “Polysulfides From Inverse Vulcanization Used in Electronic Tongues for Heavy Metal Sensing”, publicado no Journal of Applied Polymer Science.
O que é uma “língua eletrônica”?
Segundo Osvaldo Novais de Oliveira Junior, professor do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP e membro da equipe de pesquisa, uma língua eletrônica é composta por um conjunto de sensores que geram respostas elétricas únicas para cada líquido analisado, funcionando como uma espécie de “impressão digital”. Os sensores não são seletivos para uma única substância; a detecção de um metal, por exemplo, ocorre pela identificação de seu padrão específico de resposta elétrica.
A Inovação Sustentável: Polissulfetos do Refino de Petróleo
O grande diferencial da pesquisa reside no uso dos polissulfetos, polímeros com alto teor de enxofre. Eles são obtidos por meio da vulcanização inversa, um processo sustentável e livre de solventes que transforma o excesso de enxofre resultante do refino de petróleo em materiais de valor agregado. “O principal objetivo do estudo foi explorar as propriedades dos polissulfetos – polímeros conhecidos por interagir com metais pesados – como materiais com potencial aplicação em sua detecção”, explica Oliveira Junior. A interação desses polímeros com os metais demonstrou um desempenho excepcional para a língua eletrônica.
Precisão na Detecção de Metais
O dispositivo, que utiliza um analisador de impedância para medir a resposta elétrica de soluções aquosas, conseguiu identificar íons metálicos de mercúrio, prata e ferro. Os testes foram realizados tanto em soluções contendo cada metal separadamente, em diferentes concentrações, quanto em amostras de água de torneira contaminadas artificialmente e com possíveis interferentes, como íons de chumbo e cromo. A equipe empregou algoritmos de aprendizado de máquina para processar os dados de impedância elétrica, alcançando alta performance na detecção.
“Os resultados confirmaram que os polissulfetos podem ser usados como materiais ativos para a detecção de metais pesados em uma língua eletrônica, com a capacidade de distinguir com alta precisão não apenas uma ampla gama de metais, mas também diferentes concentrações simultaneamente, mesmo em níveis muito baixos”, afirma o pesquisador.
O Caminho para o Mercado
Apesar do sucesso do protótipo, ainda há etapas significativas antes que o dispositivo possa chegar ao mercado. O professor Oliveira Junior aponta a necessidade de desenvolver métodos para a produção dos sensores em larga escala e a baixo custo, seguida por testes exaustivos para garantir a reprodutibilidade e repetibilidade do equipamento. “Essas duas etapas são muito custosas em termos de tempo e recursos financeiros, e só fazem sentido se houver empresas interessadas na comercialização da língua eletrônica”, observa. Ele estima que, com interesse e investimento corporativo, dois anos seriam suficientes para o lançamento.
A pesquisa contou com a participação de Stella Valle (atualmente na Escola de Engenharia de Lorena – EEL da USP), Andrey Coatrini Soares e Osvaldo Novais de Oliveira Junior, do IFSC-USP. Também colaboraram Mario Popolin Neto, do Instituto Federal de São Paulo (IFSP) – campus Araraquara; e Cauê Ribeiro e Luiz Henrique Capparelli Mattoso, da Embrapa Instrumentação, em São Carlos.
Fonte: jornal.usp.br
