Confeccionados com material atóxico de origem vegetal, dispositivos podem monitorar também biomarcadores, doenças e níveis de nutrientes nas plantas
Cientistas da Universidade de São Paulo (USP) criaram sensores biodegradáveis para monitorar a saúde de plantas em tempo real. Feitos de uma tinta de carbono, os dispositivos miniaturizados são impressos por meio de serigrafia em bioplásticos transparentes e flexíveis. Dessa forma, podem ser fixados diretamente em diversos órgãos vegetais, incluindo caules, cascas e folhas, possibilitando medir temperatura, umidade, desidratação, biomarcadores, doenças, níveis de nutrientes e até a presença de pesticidas nas plantas.
“Eles permitem detecção não destrutiva, rápida, in loco e descentralizada, fornecendo bioinformação em tempo real sobre o estado de saúde da planta e fatores ambientais”, conta à Agência FAPESP Paulo Augusto Raymundo-Pereira, professor do Instituto de Física de São Carlos (IFSC-USP).
Cada dispositivo de acetato de celulose tem duas unidades sensoriais que empregam técnicas de análise diferentes para detectar três classes de pesticidas numa mesma análise (diquat, carbendazim e difenilamina).
Segundo Raymundo-Pereira, cada dispositivo custa US$ 0,077. “Os sensores são de uso único. Por isso, têm de ser baratos e biodegradáveis. Considerando o funcionamento dos dois sensores em sequência, na mesma amostra, o dispositivo leva três minutos e vinte e oito segundos para fazer todas as aferições.”
A identificação é feita na superfície da planta, mas em meio aquoso (uma gota d’água), pois as medidas são realizadas na interface do eletrodo com esse meio. “Precisamos dessa solução aquosa para haver condutividade. No caso dos sensores vestíveis, a gotinha de água é colocada nos lugares mais fáceis de realizar a medida. No meio das folhas, no pocinho que se forma no pedúnculo do tomate ou da maçã, nos sulcos laterais do pimentão, onde também se consegue acumular água. Depois, é só colocar os sensores, posicionar em cima da gota e medir.”
A plataforma que contém o sensor duplo vestível é integrada a um potenciostato portátil sem fio (aparelho que controla a voltagem e mede a corrente elétrica para detectar e quantificar as substâncias químicas), possibilitando uma avaliação rápida dos pesticidas e exibindo a análise em tempo real em um celular por meio de comunicação sem fio (bluetooth).
Nas plantas, o teste dos sensores vestíveis simulou uma situação real de uso. Primeiro, uma solução do pesticida foi borrifada na casca de maçãs e pimentões em uma concentração de 1.000 micrômetros, e os alimentos foram deixados para secar por cinco horas. Em seguida, as análises foram feitas diretamente na superfície dos produtos (in loco): o sensor foi fixado na casca e, para permitir a leitura elétrica e química, adicionou-se uma gota de 500 microlitros (a milionésima parte de um litro) de uma solução de tampão fosfato – um líquido que estabiliza o ambiente para o sensor funcionar.
O artigo está disponível em: sciencedirect.com/science/article/pii/S2590137026000233.
Fonte: Agência Fapesp – Karina Ninni
Crédito da imagem em destaque: Nathalia Oeazu Gomes