O sensor simples que muda de cor identifica rapidamente os gases venenosos
Uma matriz de sensores durável, baseada em papel, permite medições rápidas e precisas em poucos minutos
Nem todos os gases venenosos têm um cheiro ou uma cor. Mas uma pequena grelha de quadrados de cor pastel e doce que "fareja" eficazmente produtos químicos perigosos no ar, como a clorossarina - um agente nervoso altamente tóxico - poderia ajudar a detectá-los. Os investigadores referem na ACS Sensors que os padrões coloridos do seu conjunto de sensores em papel, baratos e duráveis, se alteram na presença de gases venenosos, permitindo medições rápidas e precisas em poucos minutos.
Os pequenos quadrados desta manta de retalhos colorida contêm nanopartículas de sílica que mudam de cor na presença de gases tóxicos.
Adapted from ACS Sensors 2025, DOI: 10.1021/acssensors.5c01026
Os narizes electrónicos, ou e-narizes, são dispositivos que detectam vapores químicos nocivos. Mas os seus componentes electrónicos podem ser caros e não são práticos para ambientes húmidos. Os narizes optoelectrónicos podem resolver estas limitações substituindo os componentes electrónicos por moléculas de corante que mudam de cor quando reagem com determinados produtos químicos. Vijay Tak e os seus colegas criaram e testaram uma nova conceção de nariz optoelectrónico: um conjunto de sensores que detectam e medem gases mortais. Cada sensor dentro do conjunto é um pequeno quadrado de papel que contém partículas microscópicas de sílica revestidas com corantes que mudam de cor e de intensidade depois de interagirem com moléculas ou iões específicos.
Como prova de conceito, Tak e a equipa de investigação criaram os sensores mergulhando micropartículas de sílica em 36 soluções diferentes de corantes que mudam de cor. Depois de as secarem ao ar, criaram uma matriz 12x3 de sensores que mudam de cor, colocando as partículas secas numa placa de micropoços, colocando um pedaço de papel adesivo por cima e virando a placa de modo a que as partículas de sílica com corante ficassem gravadas no papel. Para dar suporte estrutural à matriz, uma fina folha de metal é colada na parte inferior pegajosa do papel.
Para testar a precisão da matriz, os investigadores expuseram-na a 12 gases venenosos em duas concentrações cada. A equipa comparou fotografias da cor e intensidade dos quadrados antes e depois de cinco minutos de exposição ao gás. Isto produziu um padrão que pode ser utilizado para identificar o tipo e a concentração do gás presente. Em experiências repetidas, os sensores de mudança de cor atingiram 99% de precisão na identificação do tipo de ameaça química e 96% de precisão na medição da concentração nas amostras de gás. Além disso, outra demonstração confirmou que a precisão do conjunto não era afetada pela humidade.
Com um custo de fabrico estimado em 20 cêntimos de dólar por conjunto, os investigadores afirmam que as suas concepções podem oferecer uma abordagem económica e personalizável para a monitorização ambiental em condições reais. Em seguida, planeiam desenvolver um protótipo de nariz optoelectrónico portátil para testar a presença de produtos químicos perigosos no exterior.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Rohit Shrivas, Hemant Nagpal, Sunil Agarwal, Ajeet Kumar, Raghavender Goud, Sushil Kumar Gupta, Vijay Tak; "Simple and Cost-Effective Fabrication of Embossed Colorimetric Sensor Array for an Optoelectronic Nose via Integration of a Self-Adhesive Paper and Mesoporous Colorimetric Silica Microparticles"; ACS Sensors, 2025-7-21
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