Pesquisadores brasileiros desenvolveram um sensor nanobiotecnológico de fibra óptica, capaz de detectar a contaminação por coliformes fecais na água em apenas 20 minutos. Liderado pelo professor Marcelo Werneck, do Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa em Engenharia (Coppe/UFRJ), e financiado pela Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj), o estudo, publicado na revista Polymers, destaca-se pela rapidez, sensibilidade, baixo custo e facilidade de fabricação.
Embora os métodos tradicionais possam levar até dois dias para fornecer resultados, esta nova tecnologia oferece uma solução rápida e eficaz para monitorizar a qualidade da água num momento crítico de escassez global de fontes de água limpa.
Werneck explica que a fibra óptica do sensor funciona de forma semelhante às utilizadas em telecomunicações, mas em vez de feixes de sílica são utilizadas fibras ópticas plásticas, mais acessíveis e fáceis de manipular. Segundo ele, essas fibras transmitem feixes de luz para dentro do aparelho, e qualquer alteração em sua superfície afeta a intensidade da luz recebida na outra extremidade, permitindo a detecção de alterações microscópicas, como as causadas por bactérias.
Para detectar a presença da bactéria Escherichia coli na água, os pesquisadores fixaram anticorpos específicos na superfície da fibra, por meio de nanopartículas de ouro. A nanotecnologia melhora significativamente a adesão da armadilha de anticorpos, aumentando a sensibilidade do resultado. O aparelho também funciona com dois sensores de fibra óptica em paralelo: um contendo os anticorpos e outro sem. A comparação dos resultados entre eles permite identificar a presença dessas bactérias com alta seletividade, eliminando a interferência de outros detritos na água.
Werneck afirma que reproduzir esse sensor em larga escala é viável e de baixo custo. O objetivo da equipa é desenvolver um protótipo final que seja móvel e portátil, permitindo medições diretas em locais suspeitos de contaminação, sendo também útil em campanhas ou missões em zonas remotas do país.
“Nas próximas etapas da pesquisa estamos estudando a duração dessa fibra óptica funcionalizada com anticorpos. E queremos também aumentar ainda mais a sensibilidade para garantir que a água esteja livre de quaisquer unidades bacterianas, completamente adequada ao consumo humano”, acrescenta. “Acreditamos que chegaremos a um produto mais compacto e sensível ainda este ano”, disse ele.
O professor lista as vantagens da tecnologia. “Uma das vantagens da fibra óptica é que ela é isolante. Na área elétrica, isso é uma grande vantagem, pois não transporta energia elétrica e permite medições em locais controlados”, informou.
Na área de sensoriamento de bactérias, Werneck disse que a grande vantagem é o fato de ser pequeno, permitindo uma resposta mais rápida e também possibilitando a portabilidade necessária para levar o equipamento a campo. “Dessa forma, nas emissões de análises de contaminação, elimina-se a necessidade de trazer amostras para análise em laboratório. As análises iniciais são feitas em campo”, destacou.
Um dos próximos passos da pesquisa é converter equipamentos de laboratório em equipamentos de campo portáteis e robustos. “Estamos trabalhando nessa frente agora”, disse ele.
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