Brasileiros aumentam sensibilidade de narizes eletrônicos e sensores de gases

Com informações da Agência Fapesp - 26/12/2012

As nanopartículas aumentam a área disponível para contato entre os gases monitorados e o material de detecção.
[Imagem: Rorivaldo Camargo/Ricardo Tranquilin/CMDMC]

Nanotecnologia dos cheiros

Uma parceria entre o Instituto de Química da Universidade Estadual Paulista (Unesp), em Araraquara, e o Departamento de Ciências de Materiais e Engenharia do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) está rendendo os primeiros frutos.

O acordo entre Unesp e MIT para intercâmbio em nanotecnologia tem como principal objetivo o desenvolvimento de sensores, também conhecidos como "narizes eletrônicos".

O grupo está trabalhando especialmente com dois materiais, o óxido de estanho e o óxido de cobre, materiais semicondutores de alta sensibilidade e grande seletividade, permitindo seu uso para o monitoramento ambiental e industrial.

Na Unesp, os pesquisadores envolvidos, sob coordenação do professor José Arana Varela, têm a missão de sintetizar esses materiais e preparar amostras, cujas análises são feitas por pesquisadores do Departamento de Ciências de Materiais e Engenharia do MIT, sob coordenação do professor Harry Tuller.

"A interação entre os dois grupos tem sido extremamente importante, porque conseguimos acelerar os resultados obtidos pelas pesquisas nas duas instituições", disse Varela.

Nanocompósitos

Materiais desenvolvidos a partir de nanocompósitos apresentam alterações em sua estrutura e suas superfícies se tornam mais sensíveis e seletivas, fator de extrema importância no caso da detecção de gases presentes na atmosfera.

"Esse é o melhor exemplo de um tipo de aplicação para esses materiais nanoestruturados. Estamos estudando como melhorar sua sensibilidade, para que tenham respostas mais rápidas e precisas, afinal o sensor em questão deverá ser voltado para a detecção, na atmosfera, de gases maléficos à saúde", disse Varela.

A pesquisa já demonstrou a sensibilidade desses materiais - semióxidos e semicondutores - e também a importância de se obter uma superfície maior, que apresente mais contato com o gás que está sendo medido.

"Quando o gás entra em contato com a superfície, muda a resistência elétrica do material, e com base nessa alteração física podemos identificar a quantidade de gás presente durante a análise", explicou Varela.

Sensores sensíveis

O parâmetro usado para aferir a medição é obtido usando-se um gás neutro e estabelecendo um nível de condutividade.

Outro tipo de gás, ao passar pelo dispositivo, modifica as condições sensíveis e seletivas do sensor, permitindo verificar se há aumento ou diminuição do tipo de gás que está sendo medido.

"Obtivemos um fator de sensibilidade de até mil vezes a capacidade do material, mas precisamos controlar todas as suas condições para que possa haver reprodutibilidade dos resultados das pesquisas. O passo seguinte será o desenvolvimento de um dispositivo que mantenha a sensibilidade e a seletividade apontadas em laboratório", disse Varela.

O material deverá ser objeto de patente internacional, com créditos divididos entre a Unesp e o MIT. "Há demanda para esse tipo de aplicação na indústria, pois os sensores atualmente disponíveis não apresentam sensibilidade tão alta", disse.