Sensores para monitorar o meio-ambiente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/09/2003

Químicos da Universidade da Califórnia (Estados Unidos) desenvolveram minúsculas partículas de silício que se estruturam por si sós, além de serem capazes de sentir o ambiente e assumirem orientações definidas a partir desse ambiente. Este pode ser um passo importante rumo ao desenvolvimento de robôs do tamanho de grãos de areia, que poderão ser utilizados na medicina e no monitoramento ambiental.

Em um artigo ainda inédito, que deverá ser publicado no número de Setembro do jornal Proceedings of the National Academy of Sciences, Michael Sailor e seu aluno Jamie Link relatam o projeto e a construção do que eles chamam de "poeira inteligente", minúsculos chips de silício constituídos por dois espelhos coloridos, um verde e outro vermelho, cada um em um lado do pequeno "grão de poeira" tecnológico. Cada superfície espelhada foi modificada para procurar e se grudar a um determinado alvo, ajustando ligeiramente sua cor para permitir que um observador possa saber o que ele encontrou.

"Este é um desenvolvimento chave no que nós esperamos irá um dia tornar possível o desenvolvimento de robôs do tamanho de um grão de areia," explica Sailor. "Nossa visão é construir dispositivos em miniatura que possam se mover com facilidade em direção a alvos específicos, através de um minúsculo ambiente como uma veia ou uma artéria, localizando e detectando componentes químicos ou biológicos e relatar esta informação para o mundo exterior. Estes dispositivos poderão ser utilizados para monitorar a pureza da água potável ou da água do mar, detectar agentes poluidores químicos ou biológicos no ar ou até mesmo localizar e destruir células tumorais no corpo humano."

Para criar a poeira inteligente, os pesquisadores utilizaram compostos químicos para entalhar um lado de um chip de silício, similar àqueles utilizados em computadores, gerando uma superfície espelhada colorida com poros muito pequenos. Eles fizeram com que essa superfície porosa se tornasse hidrofóbica, ou seja, repelisse a água, fixando nela um componente químico que possui essa característica. Os pesquisadores então entalharam o outro lado do chip para criar uma superfície semelhante, mas de cor diferente, e deixaram-na hidrofílica, ou seja, que atrai a água.

Utilizando ondas sonoras, eles quebraram o chip em minúsculos pedaços. Cada pedaço tornou-se um sensor. Quando adicionado à água, o sensor irá alinhar seu lado hidrofílico com a superfície da água, mantendo seu lado hidrofóbico em contato com o ar. Se uma gota de substância oleosa for adicionada à água, os sensores em torno da gota de óleo ficarão com a superfície hidrofóbica virada para o interior da gota. Além desse alinhamento, que ocorre na presença de qualquer substância que não seja solúvel em água, ocorre uma delicada alteração na coloração do espelho hidrofóbico. O grau dessa alteração na cor depende da característica da substância insolúvel adicionada à água. A mudança na coloração deve-se à absorção de pequenas porções da substância insolúvel pelos minúsculos poros da superfície espelhada.

O lado hidrofílico se comporta de maneira similar, alterando sua cor de acordo com a identidade do líquido hidrofílico com o qual ele entrar em contato. E, enquanto a observação de um grão de poeira inteligente individual possa seja difícil, o comportamento coletivo das pequenas partículas facilita a observação do sinal emitido por elas.