Grandes pedaços de plástico podem se decompor em partículas nanométricas que muitas vezes chegam ao solo e à água. Talvez menos conhecido seja que eles também podem flutuar no ar. Não está claro como os nanoplásticos afetam a saúde humana, mas estudos em animais sugerem que eles são potencialmente prejudiciais. Como um passo para entender melhor a prevalência de nanoplásticos no ar, os pesquisadores desenvolveram um sensor que detecta essas partículas e determina os tipos, quantidades e tamanhos dos plásticos usando filmes coloridos de pontos de carbono.
Os pesquisadores apresentarão seus resultados hoje na reunião de outono da American Chemical Society (ACS).

"Os nanoplásticos são uma grande preocupação se estiverem no ar que você respira, entrando em seus pulmões e potencialmente causando problemas de saúde", diz Raz Jelinek, Ph.D., investigador principal do projeto. “Um detector simples e barato como o nosso pode ter enormes implicações e, um dia, alertar as pessoas sobre a presença de nanoplásticos no ar, permitindo que eles ajam”.

Milhões de toneladas de plástico são produzidas e jogadas fora a cada ano. Alguns materiais plásticos erodem lentamente enquanto estão sendo usados ​​ou após serem descartados, poluindo o ambiente ao redor com partículas micro e nanométricas. Os nanoplásticos são tão pequenos – geralmente com menos de 1 µm de largura – e leves que podem até flutuar no ar, onde as pessoas podem inspirá-los sem saber. Estudos em animais sugerem que a ingestão e inalação dessas nanopartículas pode ter efeitos prejudiciais. Portanto, pode ser útil conhecer os níveis de poluição nanoplástica no ar no meio ambiente.

Anteriormente, a equipe de pesquisa de Jelinek na Universidade Ben-Gurion do Negev desenvolveu um nariz eletrônico ou "nariz eletrônico" para monitorar a presença de bactérias adsorvendo e detectando a combinação única de moléculas de vapor de gás que elas liberam. Os pesquisadores queriam ver se essa mesma tecnologia baseada em pontos de carbono poderia ser adaptada para criar um sensor nanoplástico sensível para monitoramento ambiental contínuo.

Os pontos de carbono são formados quando um material inicial que contém muito carbono, como açúcar ou outra matéria orgânica, é aquecido a uma temperatura moderada por várias horas, diz Jelinek. Este processo pode até ser feito usando um micro-ondas convencional. Durante o aquecimento, o material contendo carbono se desenvolve em partículas coloridas, e muitas vezes fluorescentes, de tamanho nanométrico chamadas "pontos de carbono". E alterando o material inicial, os pontos de carbono podem ter diferentes propriedades de superfície que podem atrair várias moléculas.

Para criar o nariz eletrônico bacteriano, a equipe espalhou camadas finas de diferentes pontos de carbono em pequenos eletrodos, cada um do tamanho de uma unha. Eles usaram eletrodos interdigitados, que têm dois lados com estruturas semelhantes a pentes intercaladas. Entre os dois lados, um campo elétrico se desenvolve e a carga armazenada é chamada de capacitância. "Quando algo acontece com os pontos de carbono - eles adsorvem moléculas de gás ou pedaços de nanoplásticos - há uma mudança de capacitância, que podemos medir facilmente", diz Jelinek.

Em seguida, os pesquisadores testaram um sensor de prova de conceito para nanoplásticos no ar, escolhendo pontos de carbono que adsorveriam tipos comuns de plástico – poliestireno, polipropileno e poli(metacrilato de metila). Em experimentos, partículas de plástico em nanoescala foram aerossolizadas, fazendo-as flutuar no ar. E quando eletrodos revestidos com filmes de pontos de carbono foram expostos aos nanoplásticos transportados pelo ar, a equipe observou sinais diferentes para cada tipo de material, diz Jelinek. Como o número de nanoplásticos no ar afeta a intensidade do sinal gerado, Jelinek acrescenta que, atualmente, o sensor pode relatar a quantidade de partículas de um determinado tipo de plástico acima ou abaixo de um limite de concentração predeterminado. Além disso, quando partículas de poliestireno em três tamanhos – 100 nm de largura, 200 nm de largura e 300 nm de largura – foram aerossolizadas, a intensidade do sinal do sensor foi diretamente relacionada ao tamanho das partículas.

O próximo passo da equipe é ver se seu sistema consegue distinguir os tipos de plástico em misturas de nanopartículas. Assim como a combinação de filmes de pontos de carbono no nariz eletrônico bacteriano distinguiu entre gases com polaridades diferentes, Jelinek diz que é provável que eles possam ajustar o sensor nanoplástico para diferenciar entre tipos e tamanhos adicionais de nanoplásticos. A capacidade de detectar diferentes plásticos com base em suas propriedades de superfície tornaria os sensores nanoplásticos úteis para rastrear essas partículas em escolas, prédios de escritórios, residências e ao ar livre, diz ele. + Explorar mais

Gelo polar contaminado com nanoplásticos