Cientistas da USP desenvolvem língua eletrônica capaz de detectar se água está contaminada com metais pesados

Osvaldo Novais de Oliveira Junior, professor do IFSC, explica que os sensores biológicos contidos na língua humana reconhecem cinco sabores básicos: salgado, doce, azedo, amargo e umami (gosto intenso e duradouro associado à presença de glutamato nos alimentos). Não consegue, porém reconhecer compostos químicos.

“Por exemplo, quando tomamos café, não detectamos seus compostos químicos específicos, apenas a combinação de sabores básicos”, aponta Oliveira Junior. “Mas a língua eletrônica faz isso, e com a vantagem de ser muito mais sensível que a humana, por conta da propriedades dos materiais usados.”

Ele explica que os sensores, normalmente de três a seis numa língua eletrônica, não são seletivos para nenhuma substância em particular. "A detecção de um metal, por exemplo, se dá pela identificação de um padrão de resposta elétrico específico.”

Por ser muito sensível, o dispositivo pode, além de fazer análises de comida e bebida, verificar adulterações, como de combustível, e contaminação, como a da água. No caso do mais recente projeto do IFSC, é essa última a sua função.

A nova língua eletrônica da instituição explora as propriedades de polissulfetos, polímeros que têm conhecida interação com metais pesados. A equipe de pesquisa usou uma ampla gama deles para gerar respostas elétricas variadas aos líquidos estudados, que formam padrões específicos, identificados com técnicas estatísticas ou computacionais.

Os polímeros contêm um alto teor de enxofre e são obtidos por vulcanização inversa, um processo sustentável sem uso de solventes. “O excesso de enxofre resultante do refino de petróleo é transformado nos polissulfetos, ajudando a valorizar esse resíduo”, diz Oliveira Junior.

Em testes realizados em laboratório, a língua eletrônica analisou amostras de água de torneira artificialmente contaminadas e contendo possíveis interferentes - íons metálicos geralmente encontrados em águas contaminadas pelos metais de interesse, como chumbo e cromo.

Ela foi capaz de identificar íons de metais de mercúrio, prata e ferro. “Demonstramos que o dispositivo realmente funciona para essa aplicação”, salienta o professor. “E confirmamos que os polissulfetos podem ser usados como materiais ativos para detecção de metais pesados.”

Por enquanto, a língua eletrônica é apenas um protótipo. Para que chegue ao mercado, é preciso desenvolver métodos que possam produzir os sensores em larga escala e a baixo custo, e depois fazer testes exaustivos com centenas de unidades para garantir reprodutibilidade e repetitividade.

“Isso não é difícil do ponto de vista científico e tecnológico, mas é dispendioso e precisa de muita gente envolvida. Só faz sentido se tiver alguém interessado em comercializar”, diz Oliveira Junior. As aplicações que ele e seus colegas têm em mente para o produto são monitoramento ambiental, sobretudo para detecção de mercúrio nas águas, e agrícola, para garantir que os animais não consumam água contaminada.