No final do ano de 2013, o Grupo de Pesquisa Crescimento de Cristais e Materiais Cerâmicos (CCMC) um dos grupos que faz parte do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF-CEPID/FAPESP) deu início a uma nova pesquisa envolvendo sensores de gás – o objetivo dos pesquisadores era conhecer as potencialidades do composto tungstato de prata e para quais gases o material apresentaria sensibilidade.
Os estudos, então, tiveram início, e passaram a ser desenvolvidos pelos pesquisadores do CCMC/IFSC/USP Dr. Luís Fernando da Silva, a doutoranda Ariadne Catto e Prof. Valmor Roberto Mastelaro em parceria com Prof. Elson Longo, Prof. Waldir Avansi Jr, Prof. Laecio Cavalcante, Prof. Juan Andrés (Espanha) bem como o Prof. Khalifa Aguir (França), equipe atuante nas pesquisas do CDMF e do Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica (LIEC), do IQ/Unesp.
Na primeira etapa dos estudos envolvendo o tungstato de prata, os pesquisadores verificaram a potencialidade do material como sensor de gás ozônio, o que rendeu à equipe uma publicação na revista científica Nanoscale[1]. As investigações que mostraram que este material apresentava comportamentos bastante peculiares teve início quando o ainda estudante de doutorado orientado pelo Prof. Elson Longo, Laécio Cavalcante, após realizar testes com nanobastões de Ag2WO4, observou que a partir da irradiação de um feixe de elétrons sobre a amostra, nanopartículas de prata passavam a crescer sobre estes nanobastões. A partir de então, o material passou a ser estudado em conjunto com a equipe do CCMC, que, sob a coordenação do Prof. Valmor Mastelaro, realiza há vários anos testes de detecção de gás, com know how nesta linha de pesquisa envolvendo sensores obtidos a partir de um projeto de colaboração entre os Professores Sergio C. Zilio do IFSC e Khalifa Aguir da Universidade de Marselha, na França.
Após o estudo do material mostrar o potencial para sua aplicação como sensor de gás ozônio, a sensibilidade a outros tipos de gases tóxicos e compostos voláteis passou a ser testada pelos pesquisadores, como, por exemplo, a acetona. O que surpreendeu a equipe é que o material proporcionou a detecção de pequenas concentrações de acetona (da ordem de 0.5 ppm), indicando uma grande sensibilidade a este composto. Mas a potencialidade do material como sensor deste composto, não para por aí – atualmente, são utilizados biomarcadores para realizar monitoramento de diabetes em seres humanos, que são sensores de acetona. Isto justifica a necessidade destes tipos de sensores, visto que por meio da detecção da acetona no hálito dos pacientes, é possível aferir se estes estão ou não com diabetes.
Segundo o pesquisador Luis F. da Silva, a sensibilidade do material a pequenas concentrações de acetona, aponta para, no futuro, poder ser desenvolvido um dispositivo sensor que seja voltado a este tipo de diagnóstico na área da saúde: “A importância de sensores de acetona é que estes podem ser usados para monitorar o diabetes em humanos (biomarcador), por meio da detecção da concentração de acetona no hálito. Pacientes sadios apresentam concentrações entre 0,3 e 0,9 ppm, enquanto pacientes diabéticos tem concentrações superiores a 1,8 ppm de acetona no hálito”, observou.
O pesquisador também ressaltou que outros tipos de vapores foram testados com o material, como etanol e amônia. Entretanto, a acetona foi o gás que mais se destacou em comparação com os demais, denotando a alta resposta do tungstato de prata a este composto.
O próximo passo que a equipe traçou para a pesquisa é a realização de testes com os demais gases existentes em nosso hálito, como, por exemplo o CO2, hidrocarbonetos e aldeídos.
O trabalho realizado até agora rendeu aos pesquisadores mais uma publicação no Journal of Alloys and Compounds, a qual pode ser conferida no seguinte endereço eletrônico: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925838816314074
Acetone gas sensor based on α-Ag2WO4 nanorods obtained via a microwave-assisted hydrothermal route
Luís F. da Silvaa, Ariadne C. Cattob, Waldir Avansi Jr., Laécio S. Cavalcanted, Valmor R. Mastelarob, Juan Andrése, Khalifa Aguirf, Elson Longoa
Journal of Alloys and Compounds, Volume 683, 25 October 2016, Pages 186 –190
Assessoria de Comunicação do CCMC: Amanda Murgo
[1] DA SILVA, LUIS F.; CATTO, ARIADNE C.; AVANSI, JR., WALDIR; CAVALCANTE, LAECIO S.; ANDRES, JUAN; AGUIR, KHALIFA; MASTELARO, VALMOR R.; LONGO, ELSON. A novel ozone gas sensor based on one-dimensional (1D) alpha-Ag2WO4 nanostructures. NANOSCALE, v. 6, n. 8, p. 4058-4062, 2014.
