Uma equipa de investigadores da Universidade de Aveiro (UA) e das University of Glasgow e Leipzig University of Applied Sciences criaram um sensor impresso em 3D, revestido com nanopartículas metálicas de ouro e prata que permite detetar a presença de pesticidas em concentrações muito reduzidas, em amostras de águas.

O revestimento com nanopartículas de ouro e prata é o que o diferencia dos já existentes, uma vez que, após testes com outros materiais, apenas os sensores revestidos a ouro e prata conseguiram detetar poluentes em concentrações muito reduzidas e em amostras de água diminutas.

A criação deste dispositivo foi notícia na revista "Macromolecular Materials and Engineering" e mereceu também destaque no site "Advanced Science News".

Monitorizar poluentes em amostras de águas é de extrema importância para manter os ecossistemas, salvaguardar a saúde humana e garantir o uso sustentável dos recursos hídricos. “No entanto, para fazer isso de forma eficaz, são necessárias tecnologias avançadas de sensores portáteis capazes de detetar até mesmo os menores vestígios de contaminantes”, explica a investigadora Sara Fateixa, do Instituto de Materiais de Aveiro (CICECO), do Departamento de Química e a responsável por este projeto na UA.

Foi por este motivo que se criou este sensor portátil, impresso em 3D, que é bastante mais económico que outros existentes no mercado e apresenta uma alta sensibilidade e eficácia devido ao seu revestimento com nanopartículas metálicas.

Os testes efetuados pela equipa de investigadores mostraram que, mesmo com concentrações muito baixas de poluentes, este sensor consegue dar resultados fiáveis, o que não acontece com sensores revestidos por outros nanomateriais.

Assim, o aparelho utiliza a técnica de SERS, uma técnica vibracional, não destrutiva, que utiliza nanopartículas de ouro ou prata para intensificar o sinal dos pesticidas adsorvidos na sua superfície, fazendo com que seja possível detetar quantidades vestigiais de poluentes e efetuar a sua análise.

Deste modo, o sensor agora desenvolvido “pode vir a ter impacto no mundo da monitorização ambiental, na medida em que estes sensores óticos podem tornar a monitorização da qualidade da água mais rápida, fácil e acessível”, acrescenta.

O processo de fabricação deste aparelho começou com a impressão em 3D dos sensores por filamento fundido (um tipo comum de impressão 3D). De seguida, estas estruturas celulares 3D, compostas por polipropileno e nanotubos de carbono, foram revestidas com nanopartículas de prata. Depois, através de um processo intitulado “Espectroscopia de Raman por Intensificação de Superfície” (SERS), adicionaram-se corantes poluentes, como o azul de metileno, para se efetuarem testes com água. Posteriormente foram impressas tiras de testes (“test strips”) para serem utilizadas num equipamento portátil (intitulado de Raman) para a deteção de pesticidas ou herbicidas adicionados deliberadamente em amostras de águas mais complexas, tais como a água salgada da Ria de Aveiro, explicou a investigadora.

O resultado deste trabalho de investigação foi publicado na revista “Macromolecular Materials and Engineering”, onde também vai ser capa interior (alguns artigos científicos são evidenciados no interior da revista com uma nova capa com uma imagem relacionada com o trabalho e um pequeno resumo sobre a investigação) e foi agora também destacado na área ambiental do Advanced Science News, um canal online da editora Wiley, que divulga ciência ao publicar entrevistas sobre trabalhos relevantes em diversas áreas científicas. “Depois do trabalho publicado na revista “Macromolecular Materials and Engineering”, fomos contactados pela “Advanced Science News” para uma entrevista, que se encontra entre as mais lidas da primeira semana de julho”, frisa Sara Fateixa.

Antes de poder ser comercializado, este sensor 3D vai ainda ser sujeito a mais testes com materiais específicos para se verificar a sua durabilidade.

Esta investigação resulta de uma parceria entre três universidades: UA, com a investigadora Sara Fateixa, University of Glasgow e Leipzig University of Applied Sciences (HTWK Leipzig), com o apoio da European Cooperation in Science and Technology (COST), uma organização da União Europeia que financia a criação de redes de investigação interuniversitárias.

Sara Fateixa doutorou-se em Nanociências e Nanotecnologia na Universidade de Aveiro, em 2013. É investigadora contratada no CICECO – Instituto de Materiais de Aveiro, efetuando trabalho que combina síntese química de nanomateriais e espectroscopia de Raman aplicada a nanotecnologias sustentáveis. Em 2017 o seu trabalho foi reconhecido internacionalmente ao ser galardoada com o prémio WITec Silver Award. Em 2022 recebeu 20 mil euros do Fundo para Jovens Investigadores do CICECO. Os seus interesses incluem técnicas de espectroscopia de imagem, materiais híbridos que contêm materiais 2D e nanopartículas metálicas para aplicações na saúde e no ambiente.