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Correio Braziliense

Sensor biodegradável poderá monitorar condição de alimentos

Pesquisadores criaram um sensor leve, biodegradável e sem materiais tóxicos que poderá ser colocado diretamente sobre alimentos para monitorar a condição deles


postado em 12/03/2018 09:37

Feito de materiais atóxicos, o dispositivo é mais fino que um fio de cabelo(foto: Instituto Federal de Tecnologia de Zurique/Divulgação)
Feito de materiais atóxicos, o dispositivo é mais fino que um fio de cabelo (foto: Instituto Federal de Tecnologia de Zurique/Divulgação)

 
Na indústria de alimentos, é comum que alguns produtos sejam transportados por longas distâncias. Um carregamento de soja produzido em Mato Grosso pode ser levado até estados do Nordeste. Indo além, peixes pescados na costa do Japão atravessam oceano e desembarcam na Europa. É necessário, porém, garantir que esses produtos cheguem seguros aos consumidores, já que muitos fatores, como a temperatura e a presença de fungos, podem pôr em risco todo um carregamento.

Pensando nisso, pesquisadores do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique, na Suíça, criaram um sensor leve, biodegradável e sem materiais tóxicos que poderá ser colocado diretamente sobre alimentos para monitorar a condição deles. Ele é feito de filamentos de magnésio, dióxido de silício e nitreto de silício — componentes solúveis em água e seguros ao consumo humano —, envolvidos em um polímero baseado em amido de batata e de milho.

Microssensores já são utilizados para a detecção de gases venenosos, por exemplo, mas costumam conter metais preciosos que são prejudiciais à saúde e ao meio ambiente. “Nosso sensor é feito de materiais degradáveis e de um polímero compostável, que serve como substrato e embalagem. A camada de magnésio serve como um resistor e forma o elemento sensível do material”, explica Giovanni Salvatore, líder da equipe que criou o sensor, detalhado na revista Advanced Functional Materials.

Com apenas 16 micrômetros de espessura, a solução é mais fina do que um cabelo humano — com cerca de 100 micrômetros —, tem poucos milímetros de largura e pesa uma fração de um miligrama. O protótipo apresentado no artigo leva 67 dias para se desenvolver completamente em uma solução com 1% de sal.

Segundo Giovanni Salvatore, o tempo seria suficiente para o transporte de peixes entre Japão e Europa. Mas a duração do sensor poderá ser facilmente ajustada, aumentando a espessura do polímero. Isso, porém, diminuiria sua flexibilidade. O sensor atual é tão fino que pode ser completamente amassado e dobrado sem parar de funcionar.

Microbateria

Durante o estudo, a energia para o funcionamento do dispositivo foi fornecida por uma microbateria conectada por cabos biodegradáveis e ultrafinos de zinco. No mesmo aparelho, havia um microprocessador e um transmissor que enviavam os dados de temperatura coletados pelo sensor para um computador externo. Foi possível monitorar a temperatura de um produto a até 20 metros de distância.

(foto: Instituto Federal de Tecnologia de Zurique/Divulgação)
(foto: Instituto Federal de Tecnologia de Zurique/Divulgação)
Para uma aplicação prática, o sistema deverá incluir a fonte de energia e o processador no próprio circuito biodegradável. “Outros grupos ao redor do mundo estão trabalhando em baterias, células solares e baterias degradáveis. No instituto, nós também estamos trabalhando em circuitos degradáveis”, conta Giovanni Salvatore.

Apesar de o objetivo principal ser monitorar a qualidade de alimentos, o sensor biocompatível tem potencial para ser explorado de diferentes formas. “Outras aplicações estão em implantes médicos ou sensores ambientais descartáveis”, lista o líder do estudo. Segundo ele, os próximos passos na pesquisa consistem na fabricação de sistemas mais sofisticados, que poderão coletar dados e enviá-los sem fio. “Outros desafios estão na confiabilidade do sistema e na criação de um processo controlado de dissolução”, complementa.

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