Reconhecimento de metais pesados no solo e na água: novo método de análise no local
A tecnologia simples substitui os dispendiosos procedimentos laboratoriais
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No âmbito de uma equipa internacional, cientistas da Universidade de Paderborn desenvolveram um novo método para detetar com rapidez e precisão variantes tóxicas de arsénico no solo e na água. O estudo, que foi publicado na revista "Nanoscale" da Royal Society of Chemistry, mostra como tecnologias simples podem substituir procedimentos laboratoriais dispendiosos e permitir análises rápidas no local.
Nem todo o arsénio é igual
O arsénio é um metal pesado perigoso que pode ser encontrado no solo e na água. Para além da quantidade, a toxicidade depende em grande medida da forma química em que o arsénio está presente. Por isso, os investigadores têm de distinguir com precisão se se trata de arsénio (III) ou arsénio (V). "Estas duas formas comportam-se de forma completamente diferente no ambiente e têm também efeitos diferentes na saúde. Até agora, porém, as medições a este nível elevado eram muito dispendiosas e complicadas", explica o Prof. Dr. Thomas Zentgraf, do Departamento de Física da Universidade de Paderborn.
Atualmente, o chamado método SERS (SERS = "Surface-Enhanced Raman Scattering") é geralmente utilizado para detetar vestígios de arsénio. Trata-se de uma técnica analítica altamente sensível que combina a espetroscopia Raman convencional com superfícies metálicas nanoestruturadas. Esta técnica amplifica o sinal Raman das moléculas um milhão de vezes, de modo que mesmo os mais pequenos vestígios de substâncias químicas ou biológicas podem ser claramente identificados. No entanto, o método é precedido de processos de fabrico complexos que requerem frequentemente máquinas especiais e materiais dispendiosos. Além disso, os sensores têm muitas vezes de ser tratados com produtos químicos para poderem funcionar de forma fiável. "A análise dos dados também requer frequentemente computadores potentes e dispositivos de medição dispendiosos que não podem ser simplesmente utilizados no local", acrescenta o Prof.
Rápido, económico e pode ser utilizado no local
Os investigadores desenvolveram uma nova solução. Utilizam uma estrutura especial, a "plataforma de nanogap de esfera de orifício". Utilizam nanopartículas de ouro que se dispõem de forma independente numa superfície de ouro. De seguida, tratam a superfície com calor e gravam-na ligeiramente. Esta etapa substitui a litografia complicada, ou seja, a estruturação por meio da exposição à luz. O resultado é uma plataforma que funciona de forma extremamente fiável. Os investigadores demonstraram que os resultados das medições quase não variam. O método amplifica o sinal de luz por um fator de 100 milhões. Isto significa que mesmo as mais pequenas quantidades de arsénio são claramente visíveis. Como a estrutura é inteiramente feita de metal, nenhum outro sinal do material interfere com a medição. Isto torna os resultados muito fiáveis.
A maior vantagem do novo método é a sua simplicidade. Não requer máquinas caras ou produtos químicos especiais. A plataforma funciona de forma fiável, mesmo que os dispositivos de medição não sejam da mais alta precisão. Por exemplo, os investigadores mostraram que podem até reconhecer as variantes de arsénio utilizando filtros simples ou smartphones. Este facto torna o método ideal para utilização no terreno, por exemplo, em estaleiros de construção ou na agricultura.
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 Alemão pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Minjun Kim, Damun Heo, Sung Yoon Cho, Ye-Won Lee, Sun-Hwa Gu, Samir Adhikari, Donghan Lee, Seok Soon Jeong, Hyuck Soo Kim, Vasanthan Devaraj, Thomas Zentgraf, Min Yong Jeon, Jong-Min Lee; "A functionalization-free plasmonic hole-sphere nanogap SERS platform for reliable on-site analysis and oxide-state classification"; Nanoscale, Volume 18, 2026
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