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Através da queima superficial de papelão, realizada em pesquisa do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP), foi descoberta a base para produzir um sensor portátil empregado em análises químicas, com custo de fabricação até 300 vezes menor dos dispositivos existentes no mercado. A queima cria na superfície do papelão um filme de carbono com capacidade de identificar diversas substâncias como o ácido ascórbio, usado nas indústrias alimentícia e farmacêutica, e o ácido pírico, presente em explosivos.

O método desenvolvido na pesquisa utiliza um laser para realizar a queima superficial do papelão, produzindo um filme de carbono condutor que pode ser utilizado como sensor eletroquímico. “O papelão contém celulose, que é uma fonte acessível de carbono”, conta o professor coordenador da pesquisa, Thiago Paixão. A aplicação do sensor, segundo o professor, tem grande potencial para a indústria alimentícia que controla, por exemplo, a acidez de bebidas.

Imagem: USP/ foto cedida pelo pesquisador

Modelo do sensor químico feito a partir da queima superficial de papelão.

“Uma amostra líquida do material estudado é colocada sobre a superfície do dispositivo. No caso dos explosivos, esses seriam dissolvidos em um solvente ou água, e depois colocados no sensor”, esclarece Paixão. Ele explica que o funcionamento do sensor é baseado na medição de correntes elétricas em reação ao contato com a superfície queimada do papelão, após a oxidação ou redução dos compostos aplicados.

A resposta do dispositivo de carbono foi estável, demonstrando que pode ser reprodutível, ou seja, todos funcionarão da mesma forma. O método de fabricação representa uma redução de custo expressiva, cerca de 300 vezes menor em comparação com os métodos comerciais existentes. O pesquisador estima que a produção dos sensores disponíveis no mercado custe entre R$ 2 mil e R$ 2, 5 mil, para um lote de 75 unidades. “Como o laser usado para queimar o papelão já é utilizado em indústrias, e uma folha de papelão A3 (29 por 42 centímetros) é vendida por cerca de R$ 5,00, o custo de produção do dispositivo por unidade seria de apenas alguns centavos”, observa Paixão.

Para ele, o grande diferencial do invento é a possibilidade de fabricação de forma bastante barata e sem a necessidade de “adicionar reagentes químicos, ou controlar a atmosfera de fabricação”. O professor compara: “só precisaríamos do papelão e do laser para fabricar o sensor. Esse procedimento é muito diferente do que já é feito hoje, com muitos reagentes químicos utilizados na produção de dispositivos equivalentes”.

O artigo sobre o dispositivo foi aceito para publicação na revista alemã Angewandte Chemie, no último dia 5 de outubro. Saiba mais em: https://goo.gl/vKt4bV

*Com informações do Jornal da Universidade de São Paulo (USP) e Thiago Paixão.