(Phys.org) —Os pesquisadores desenvolveram um método simples, sistema baseado em nanopartículas, para detectar o mercúrio, bem como outros poluentes. Essa tecnologia torna possível testar de forma fácil e econômica essas substâncias na água e, mais importante, nos peixes que comemos. Isso será publicado em Materiais da Natureza .

Mercúrio, quando despejado em lagos e rios, se acumula em peixes, e muitas vezes acaba em nossos pratos. Uma equipe suíço-americana de pesquisadores liderada por Francesco Stellacci na Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) e Bartosz Grzybowski na Northwestern University desenvolveu um simples, sistema barato baseado em nanopartículas, uma espécie de nano-velcro, para detectar e capturar este poluente tóxico, bem como outros. As partículas são cobertas por minúsculos fios de cabelo que podem se agarrar a metais pesados ​​tóxicos, como mercúrio e cádmio. Essa tecnologia torna possível testar de forma fácil e econômica essas substâncias na água e, mais importante, nos peixes que comemos. Seu novo método pode medir metilmercúrio, a forma mais comum de poluição por mercúrio, em concentrações atomolares sem precedentes. O sistema é descrito em um artigo publicado em 9 de setembro, 2012 no jornal Materiais da Natureza .

Metil mercúrio, tóxico e difícil de monitorar

Os pesquisadores estão particularmente interessados ​​em detectar o mercúrio. Sua forma mais comum, metil mercúrio, se acumula conforme se sobe na cadeia alimentar, atingindo seus níveis mais altos em grandes peixes predadores, como atum e espadarte. Nos E.U.A, França e Canadá, autoridades de saúde pública aconselham mulheres grávidas a limitar o consumo de peixe porque o mercúrio pode comprometer o desenvolvimento do sistema nervoso no feto em desenvolvimento.

"O problema é que as técnicas de monitoramento atuais são muito caras e complexas, "explica o titular da cadeira Constellium na EPFL e co-autor Francesco Stellacci." Testamos periodicamente os níveis de mercúrio na água potável, e se esses resultados forem bons, presumimos que os níveis são aceitáveis ​​entre esses períodos de teste. "Mas a descarga industrial flutua.

Um simples, nova tecnologia barata

A tecnologia desenvolvida pela equipe suíço-americana é simples de usar. Uma tira de vidro coberta com uma película de nanopartículas "peludas" é mergulhada na água. Quando um íon - uma partícula carregada positivamente, como um metil mercúrio ou íon cádmio - fica entre dois fios de cabelo, os cabelos fecham, aprisionando o poluente.

Um dispositivo de medição de tensão revela o resultado; quanto mais íons ficam presos no nano-velcro, mais eletricidade conduzirá. Então, para calcular o número de partículas presas, tudo o que se precisa fazer é medir a voltagem na nanoestrutura.

Variando o comprimento dos nano-cabelos, os cientistas podem ter como alvo um tipo específico de poluente. “O procedimento é empírico, "explica Stellacci. Metil mercúrio, Felizmente, possui propriedades que o tornam extremamente fácil de capturar sem capturar acidentalmente outras substâncias ao mesmo tempo; portanto, os resultados são muito confiáveis.

O aspecto interessante dessa abordagem é que a tira de vidro de 'leitura' pode custar menos de 10 dólares, enquanto o dispositivo de medição custará apenas algumas centenas de dólares. A análise pode ser feita em campo, então os resultados estão imediatamente disponíveis. "Com um método convencional, você tem que enviar amostras para o laboratório, e o equipamento de análise custa vários milhões de dólares, "observa Stellacci.

Testes convincentes no Lago Michigan e na Flórida

Os pesquisadores testaram o sistema no Lago Michigan, perto de Chicago. Apesar do alto nível da indústria na região, os níveis de mercúrio eram extremamente baixos. "O objetivo era comparar nossas medições com as medições do FDA feitas usando métodos convencionais, "explica Stellacci." Nossos resultados ficaram dentro de uma faixa aceitável. "

Um peixe-mosquito de Everglades, na Flórida, também foi testado. Essa espécie não está muito elevada na cadeia alimentar e, portanto, não acumula altos níveis de mercúrio em seus tecidos. "Medimos o tecido que foi dissolvido em ácido. O objetivo era ver se poderíamos detectar até mesmo quantidades minúsculas." disse Bartosz Grzybowski, Burgess Professor de Química e Diretor do Non-Equilibrium Energy Research Center da Northwestern University. O Serviço Geológico dos Estados Unidos relatou resultados quase idênticos após analisar a mesma amostra.

De aplicações quânticas a reais

"Eu acho que é bastante incrível, "Grzybowski acrescenta, "como os complexos princípios de tunelamento quântico subjacentes ao nosso dispositivo se traduzem em um dispositivo tão preciso e praticamente útil. Também é notável que nosso sistema - por meio de algumas modificações químicas relativamente simples - pode ser prontamente adaptado para detectar outras espécies tóxicas" Os pesquisadores já demonstraram a detecção de cádmio com uma sensibilidade femtomolar muito alta.

"Com esta tecnologia, será possível realizar testes em uma escala muito maior no campo, ou mesmo em peixes antes de serem colocados no mercado, "diz o autor principal Eun Seon Cho. Esta é uma medida de saúde pública necessária, dada a natureza tóxica do metilmercúrio e a maneira extremamente complexa como se espalha no meio ambiente e se acumula nos tecidos vivos.