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NOVIDADES
Imitar as antenas de uma borboleta, a Bombyx da Amoreira [Bombyx Mulberry], para conceber um sistema de detecção de explosivos de desempenho inigualável, tal é a proeza realizada por uma equipe da unidade de "Nanomateriais para Sistemas sob Solicitações Extremas" (CNRS/Instituto Franco-alemão de Pesquisas de Saint-Louis), em colaboração com o Laboratório de Materiais, Superfícies e Catálise (CNRS/Universidade de Estrasburgo). Constituído de um microcantilever de silício, contendo cerca de 500.000 nanotubos de dióxido de titânio alinhados, o dispositivo é capaz de detectar concentrações de trinitrotolueno (TNT), da ordem de 800 ppq (parte por quatrilhão, ou seja: 800 moléculas de explosivo em 1015 moléculas de ar), melhorando assim de um fator de mil o limite de detecção alcançado até agora. O conceito inovador poderá também servir para detectar drogas, agentes tóxicos ou traços de poluentes orgânicos.  "Floresta" de nanotubos de dióxido de titânio (aumentada). Créditos: Fabien Schnell/NS3E.
A detecção eficaz de explosivos tais como o trinitrotolueno (TNT) constitui um desafio difícil em matéria de segurança. De fato, estes compostos são muito pouco voláteis e, para detectá-los à distância, são necessários sensores extremamente sensíveis. Os sistemas atuais detectam concentrações da ordem de 1 ppb (parte por bilhão - uma molécula em 109 moléculas de ar), desempenho que pode ser insuficiente para garantir a segurança de um aeroporto, por exemplo. Ora, numerosos animais têm um olfato que os permite "sentir" bem abaixo desse limiar. Entre eles, a Bombyx da Amoreira (Bombyx mori), uma mariposa capaz de reagir à captura de apenas algumas moléculas de feromônio. Suas antenas são compostas de hastes, com comprimento próximo do milímetro, sobre as quais é colocado um grande número de sensilas ("estruturas básicas da percepção dos estímulos ambientais"), pequeníssimas hastes de tamanho micrométrico, diretamente ligadas aos neurônios sensoriais. É esta estrutura que os pesquisadores quiseram imitar.  Visão de conjunto do microcantilever nanoestruturado por nanotubos alinhados de dióxido de titânio. Créditos: Fabien Schnell/NS3E.
Para testar o desempenho deste dispositivo, os pesquisadores liberaram, de modo controlado, baixíssimas quantidades de TNT. Assim, puderam estabelecer que a sensibilidade desse dispositivo era de 800 ppq (800 moléculas para um milhão de bilhões de moléculas (1015)). Nenhum dispositivo atual pode detectar concentrações tão baixas de explosivos. Tais desempenhos se aproximam daqueles de cães treinados. É necessário ainda um trabalho de pesquisa e desenvolvimento, antes de se obter um equipamento, facilmente utilizável, a partir deste cantilever nanoestruturado. Uma das próximas etapas é conceber um dispositivo capaz de reconhecer, de modo específico, o tipo de explosivo absorvido. Os cientistas desejam desde já adaptar estes microcantileveres para a detecção de outros explosivos, tais como a pentrita ("PETN - tetranitrato de pentaeritriol -, um dos mais poderosos explosivos conhecidos, mais sensível ao choque que o TNT ou que o tetril (2,4,6-trinitrofenil-N-metilnitramina")), susceptíveis de trazerem problemas de segurança na Europa. Por outro lado, este método poderá também servir para detectar diversas drogas, que, assim como os explosivos, são pouquíssimo voláteis. Em matéria ambiental, tal dispositivo bioinspirado poderá permitir que sejam medidos ínfimos traços de poluentes, tais como os compostos orgânicos voláteis, que têm se tornado um problema sanitário importantíssimo. CNRS (Tradução - MIA). Nota do Scientific Editor - O trabalho "Bio-Inspired Nanostructured Sensor for the Detection of Ultralow Concentrations of Explosives", que deu origem a esta nota, é de autoria de D. Spitzer, T. Cottineau, N. Piazzon, S. Josset, F. Schnell, S. N. Pronkin, E. R. Savinova e V. Keller, tendo sido publicado na revista Angewandte Chemie,on-line, 2012, DOI: 10.1002/anie.201108251. Assuntos Conexos: |
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