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Novo nanosensor detecta contaminantes microscópicos na água

Nanotecnologia utilizada em sensor pode detectar organofosfatos em níveis 40 vezes menores do que as recomendações da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA)

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A pesquisa financiada pela National Institute of Food and Agriculture (NIFA), produziu este nanosensor conectado a um potenciostato portátil, para monitorar pesticidas em amostra de fluido. (Imagem: U.S. DEPARTMENT OF AGRICULTURE)

Liderados pelo Dr. Jonathan Claussen, os pesquisadores da Universidade de Iowa (ISU) nos Estados Unidos, usaram a nanotecnologia para desenvolver um sensor, que pode detectar organofosfatos em níveis 40 vezes menores do que as recomendações da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA). Os organofosfatos, são classes de inseticidas usados ​​em culturas em todo o mundo para matar insetos.

“É importante quantificar o escoamento e a distribuição de inseticidas, para que possamos caracterizar seus efeitos a longo prazo e encontrar maneiras de minimizar esses efeitos”, afirmou.

O Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, está apoiando esta pesquisa através de subsídios da Iniciativa de Pesquisa em Agricultura e Alimentos, totalizando US$ 573 mil.

Claussen usou as doações para desenvolver a Salt Impregnated Inkjet Maskless Lithography (SIIML), que usa uma impressora a jato de tinta para criar circuitos de grafeno com alta condutividade elétrica. Ele adiciona sais à tinta, que depois é lavada para deixar detritos ou crateras microssaturadas na superfície. Essa superfície texturizada de grafeno impresso é capaz de se ligar a enzimas sensíveis a pesticidas para aumentar a sensibilidade durante o biosensoriamento a pesticidas.


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Detecção de contaminantes de até 0,6 nanômetros

Esses sensores podem detectar contaminantes tão pequenos de até 0,6 nanômetros (nM) de comprimento, bem abaixo do padrão EPA de 24 nM e padrão do Canadá de 170 nM.

Claussen comparou os sensores de grafeno, às tiras de teste de glicose que os diabéticos usam para monitorar seu sangue. Tanto a tira de teste de glicose, quanto a tira de teste de pesticidas de grafeno, monitoram compostos selecionados por meios eletroquímicos. Esta tecnologia, pode ser adaptada para o uso em campo para detectar uma ampla variedade de amostras, incluindo patógenos em alimentos e fertilizante no solo e água. A tecnologia é tão barata, segundo Claussen, que os sensores poderiam ser usados em toda a extensão de um campo agrícola, para monitorar pesticidas e fertilizantes para que os agricultores possam limitar seu uso e aplicar somente o que é realmente necessário.

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O grafeno, como material, possui um potencial surpreendente, devido às suas propriedades únicas, capaz de revolucionar indústrias inteiras. Desde aplicações em eletrônica, geração de energia, baterias, sensores e muito mais.

Além de aperfeiçoar o ecossistema ambiental, Claussen disse que a SIIML poderia melhorar a segurança alimentar, desde o cultivo nas fazendas até a mesa dos consumidores.

“Os sensores podem ser projetados, para detectar patógenos em instalações de processamento de alimentos para evitar a contaminação dos mesmos. Esses equipamentos também podem ser usados para monitorar doenças do gado, por exemplo, antes que os sintomas físicos estejam presentes. Essa técnica pode de fato, mudar a realidade de várias aplicações de detecção em campo, que exigem biossensores de baixo custo, mas altamente sensíveis, ”concluiu.

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Referência: U.S. DEPARTMENT OF AGRICULTURE

Adaptado por Portal Tratamento de Água

Traduzido por Gheorge Patrick Iwaki