p Inspirado pela superfície das asas de uma borboleta, pesquisadores desenvolveram um sensor de hidrogênio ativado por luz que produz resultados ultraprecisos em temperatura ambiente. p A tecnologia pode detectar vazamentos de hidrogênio bem antes que eles representem riscos à segurança e pode medir pequenas quantidades de gás no hálito das pessoas, para diagnosticar distúrbios intestinais.

p Os sensores de hidrogênio comerciais funcionam apenas em temperaturas de 150 ° C ou superiores, mas o protótipo desenvolvido por pesquisadores da RMIT University em Melbourne, Austrália, é alimentado por luz em vez de calor.

p O sensor, com base em microestruturas irregulares que imitam a superfície das asas de uma borboleta, é detalhado em um novo estudo publicado na revista Sensores ACS .

p O co-pesquisador Dr. Ylias Sabri disse que o protótipo era escalável, econômico e oferece um pacote total de recursos que não poderiam ser igualados por nenhum sensor de hidrogênio atualmente no mercado.

p "Alguns sensores podem medir pequenas quantidades, outros podem detectar concentrações maiores; todos eles precisam de muito calor para funcionar, "Sabri disse.

p "Nosso sensor de hidrogênio pode fazer tudo - é sensível, seletivo, funciona à temperatura ambiente e pode detectar em uma ampla gama de níveis. "

p O sensor pode detectar hidrogênio em concentrações de apenas 10 partes por milhão de moléculas (para diagnósticos médicos) a 40, 000 partes por milhão (o nível em que o gás se torna potencialmente explosivo).

p O co-pesquisador Dr. Ahmad Kandjani disse que a ampla faixa de detecção o torna ideal tanto para uso médico quanto para aumentar a segurança na economia emergente do hidrogênio.

p "O hidrogênio tem potencial para ser o combustível do futuro, mas sabemos que os temores de segurança podem afetar a confiança do público nesta fonte de energia renovável, " ele disse.

p "Ao fornecer tecnologia de detecção precisa e confiável que pode detectar o menor dos vazamentos, bem antes de se tornarem perigosos, esperamos contribuir para o avanço de uma economia de hidrogênio que pode transformar o fornecimento de energia em todo o mundo. "

p Saliências da borboleta:como funciona o sensor

p O núcleo inovador do novo sensor é feito de pequenas esferas conhecidas como cristais fotônicos ou coloidais.

p Essas formas ocas, semelhantes às minúsculas saliências encontradas na superfície das asas das borboletas, são estruturas altamente ordenadas que são ultraeficientes na absorção de luz.

p Essa eficiência significa que o novo sensor pode tirar toda a energia de que precisa para operar a partir de um feixe de luz, ao invés de calor.

p Ph.D. o pesquisador e primeiro autor Ebtsam Alenezy disse que o sensor de temperatura ambiente era mais seguro e mais barato de operar, em comparação com sensores de hidrogênio comerciais que normalmente operam de 150C a 400C.

p "Os cristais fotônicos permitem que nosso sensor seja ativado pela luz e também fornecem a consistência estrutural que é crítica para um sensor de gás confiável, " ela disse.

p "Ter uma estrutura consistente, qualidade de fabricação consistente e resultados consistentes são vitais - e é isso que a natureza nos oferece por meio dessas formas bioinspiradas.

p "O processo de fabricação bem desenvolvido de cristais fotônicos também significa que nossa tecnologia é facilmente escalável para níveis industriais, já que centenas de sensores poderiam ser produzidos rapidamente de uma vez. "

p Para fazer o sensor, um chip eletrônico é primeiro coberto com uma fina camada de cristais fotônicos e, em seguida, com um composto de titânio e paládio.

p Quando o hidrogênio interage com o chip, o gás é convertido em água. Este processo cria uma corrente eletrônica e medindo a magnitude da corrente, o sensor pode dizer com precisão quanto hidrogênio está presente.

p Ao contrário de muitos sensores comerciais que lutam na presença de óxido de nitrogênio, a nova tecnologia é altamente seletiva, por isso pode isolar com precisão o hidrogênio de outros gases.

p Aplicações médicas

p Com níveis elevados de hidrogênio conhecidos por estarem ligados a distúrbios gastrointestinais, a tecnologia tem grande potencial para uso em diagnóstico e monitoramento médico.

p Atualmente, a abordagem de diagnóstico padrão é por meio de amostras respiratórias, que são enviados aos laboratórios para processamento.

p Sabri disse que o novo chip pode ser integrado a um dispositivo portátil para fornecer resultados instantâneos.

p "Com condições intestinais, a diferença entre níveis saudáveis ​​de hidrogênio e níveis prejudiciais à saúde é minúscula - apenas 10 partes por milhão - mas nosso sensor pode medir com precisão essas pequenas diferenças, " ele disse.

p Um pedido provisório de patente foi apresentado para a tecnologia e a equipe de pesquisa espera colaborar com os fabricantes de sensores de hidrogênio, células de combustível, baterias ou empresas de diagnóstico médico para comercializar o sensor.