Novo material desenvolvido no IFSC otimiza função de língua eletrônica – USP – Universidade de São Paulo
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Novo material desenvolvido no IFSC otimiza função de língua eletrônica
18/março/2015 18/03/2015 Publicado em: Tecnologia, USP Online Destaque
A pesquisa foi desenvolvida pelo Grupo de Polímeros Bernhard Gross do IPq e coordenada pelo professor Osvaldo Oliveira Júnior.
Pesquisa do Grupo de Polímeros Bernhard Gross, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP, coordenada pelo professor Osvaldo Novais de Oliveira Junior, apresentou um novo material com propriedades otimizadas para utilização no sensor conhecido como língua eletrônica. No trabalho, otimizou-se a propriedade de condutividade elétrica, fundamental para o funcionamento do sensor, de um polímero condutor, a polianilina (PANI), combinando-a em nanocompósitos com cloreto de prata (AgCl). Um artigo sobre o estudo foi publicado na revista Physical Chemistry Chemical Physics (Inglaterra) em outubro do ano passado, em colaboração com pesquisadores da Embrapa Instrumentação (CNPDIA), de São Carlos.
A polianilina é excelente para distinguir dois líquidos cuja acidez tem pouca variação, pois pequenas alterações de acidez geram grandes diferenças nas suas propriedades elétricas. Por outro lado, essa característica traz uma limitação à PANI: ela não é adequada para uso em língua eletrônica que precise analisar líquidos com grande variação de pH.
Tal limitação foi vencida no artigo de Osvaldo e colaboradores, pois a condutividade elétrica dos nanocompósitos de PANI/AgCl não foi afetada pelo pH, mesmo quando se passou de um líquido ácido para um básico. "Isso permitiu construir uma língua eletrônica contendo PANI capaz de distinguir sabores ácidos de básicos", explica Oliveira Junior. A contribuição científica consistiu na descoberta de um processo para controlar as propriedades elétricas da PANI, empregando-se o artifício de produzir nanocompósitos híbridos.
A implicação imediata e já comentada é permitir que a PANI seja usada em mais aplicações de uma língua eletrônica. Há, também, perspectivas de mais longo prazo para explorar a descoberta do artigo publicado na PCCP. A PANI é hoje um dos polímeros condutores mais usados para potenciais aplicações em processos e produtos. Exemplos são seu uso em recobrimentos para evitar corrosão, supercapacitores, sensores e biossensores, exemplifica o docente. A partir de agora, a condutividade da PANI poderá também ser explorada em casos em que o material é submetido a pHs altos, o que pode ampliar enormemente o leque de aplicações desse polímero, finaliza Osvaldo.
Um dos principais desafios em física e ciência dos materiais é controlar as propriedades de materiais com grande precisão, o que é perseguido por pesquisadores de todo o mundo, incluindo-se os do Grupo de Polímeros do IFSC, sendo que o professor Oliveira Junior, é entusiasta dessa linha de pesquisa, na qual atua com a colaboração de estudantes e pesquisadores de diversas instituições do Brasil e exterior.
Um dos nortes para estudos nessa área é a busca por sinergia nas propriedades de diferentes materiais. Muito da tecnologia da qual dispomos atualmente nasceu do desenvolvimento de novos materiais ou melhora de materiais existentes. Há várias maneiras de se obter tal desenvolvimento, desde o emprego de modelagem teórica, que permite prever propriedades de materiais, até o planejamento de experimentos com base nas propriedades conhecidas de materiais, explica o professor do IFSC.
Imagine que certo material tenha uma propriedade A e outro tenha uma propriedade B. Em muitos casos, a junção dos dois materiais resultará na propriedade C, mais interessante para determinadas aplicações. Esse exemplo se aplica às línguas eletrônicas, que se utilizam do tripé inteligência artificial, sensores supersensíveis e capacidade de reconhecimento de moléculas para aplicações industriais e na área médica (clique aqui para saber mais).
Numa língua eletrônica, combinamos vários sensores, usados simultaneamente para medir propriedades elétricas de um líquido, sendo que as respostas elétricas são combinadas para se ter uma espécie de 'impressão digital' do líquido analisado, elucida o docente.
Os sensores das línguas eletrônicas são obtidos de nanofilmes, organizados em camadas empilhadas. As características desses filmes podem ser modificadas alterando-se o material de cada camada, e combinando-se diferentes materiais no mesmo filme. Para línguas eletrônicas, normalmente empregamos polímeros [macromoléculas como as que compõem um plástico], quitosanas, nanopartículas e outros materiais naturais, em geral na forma de nanoestruturas. Não há, entretanto, uma fórmula para indicar qual é o melhor material para uma aplicação, e isso tem sido buscado com muita pesquisa, conta Oliveira Junior.