Uso de nanotecnologia aumenta sensibilidade e seletividade de sensores de gases
Uma pesquisa sobre o uso de óxido de estanho e óxido de cobre, materiais semicondutores de alta sensibilidade e grande seletividade, bem como de sua aplicação no desenvolvimento de dispositivos para a medição de gases poluentes, foi apresentada durante o Fronteras de la Ciencia Brasil y España en los 50 años de la FAPESP, evento que reuniu na semana passada na Espanha pesquisadores do Estado de São Paulo e de algumas das principais instituições espanholas de ensino e pesquisa.
O estudo, que resulta de 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), busca desenvolver materiais nanométricos para a fabricação de sensores voltados ao monitoramento ambiental e industrial.
Os resultados apresentados fazem parte do projeto "Avanços em óxidos semicondutores nanoestruturados para sensores de gás" , conduzido no Centro Multidisciplinar para o Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP.
O estudo é coordenado pelo professor José Arana Varela, que também é diretor-presidente do Conselho Técnico-Administrativo da FAPESP e falou ao público na Universidade de Salamanca e também na Casa do Brasil, em Madri.
Na Unesp, os pesquisadores envolvidos, sob coordenação de 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 à Agência FAPESP.
De acordo com a pesquisa, 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.
O parâmetro para essa medida 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.
Agência Fapesp
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