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Sensor biodegradável desenvolvido por cientistas da USP usa acetato de celulose, tinta de carbono e leitura por bluetooth para identificar pesticidas diretamente na superfície de plantas, com análise em poucos minutos, baixo custo por unidade e potencial de uso também em água e saliva.
Sensor biodegradável criado por cientistas da USP detecta pesticidas diretamente em folhas, cascas e caules, mostra resultados em tempo real no celular e custa US$ 0,077 por unidade, aproximando com baixo custo o monitoramento da saúde das plantas do campo brasileiro.
Pesticidas podem ser medidos direto na planta
A tecnologia foi desenvolvida na Universidade de São Paulo e publicada em fevereiro na revista Biosensors and Bioelectronics: X. O dispositivo é impresso por serigrafia em bioplásticos transparentes e flexíveis, usando tinta de carbono.
Por ser miniaturizado e maleável, o sensor pode ser fixado em folhas, cascas e caules. Ele permite acompanhar temperatura, umidade, desidratação, biomarcadores, doenças, nutrientes e pesticidas sem destruir a amostra analisada.
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Acetato de celulose substitui plástico fóssil
O sensor vestível foi feito de acetato de celulose, material flexível de origem vegetal que pode ser produzido a partir de resíduos agrícolas. A celulose é descrita como o polissacarídeo natural mais abundante na Terra.
Entre as características citadas estão biocompatibilidade, estabilidade térmica, flexibilidade, baixa toxicidade, custo acessível, leveza, biodegradabilidade e fácil manuseio.
A diferença importa porque muitos sensores vestíveis atuais usam polímeros plásticos derivados do petróleo e podem ter baixa aderência em superfícies vegetais complexas.
Cada dispositivo reúne duas unidades sensoriais, com técnicas diferentes. Na mesma avaliação, elas detectam três classes de pesticidas: diquat, carbendazim e difenilamina.
Gota d’água, sensor e bluetooth
A identificação ocorre na superfície da planta, mas em meio aquoso. Uma gota de água é colocada em pontos como folhas, pedúnculo do tomate ou da maçã e sulcos do pimentão.
A gota permite a condutividade necessária para a leitura elétrica e química. Depois, o sensor é posicionado sobre esse ponto e mede a interface entre o eletrodo e a solução aquosa.
A plataforma é integrada a um potenciostato portátil sem fio, aparelho que controla a voltagem e mede a corrente elétrica. O resultado aparece no celular, por bluetooth.
Cada dispositivo custa US$ 0,077. Como os sensores são de uso único, precisam ser baratos e biodegradáveis. Considerando as duas unidades em sequência, a análise completa leva três minutos e vinte e oito segundos.
Testes simularam uso em alimentos
Nos testes, uma solução de pesticida foi borrifada na casca de maçãs e pimentões, em concentração de 1.000 micrômetros. Os alimentos secaram por cinco horas antes das análises in loco.
Em seguida, o sensor foi fixado na casca. Para permitir a leitura, os pesquisadores adicionaram uma gota de 500 microlitros de solução de tampão fosfato, usada para estabilizar o ambiente.
A equipe já havia criado, em 2022, uma luva com sensores nas pontas dos dedos para os mesmos fins. O novo sensor, porém, pode ser aplicado diretamente na amostra e acompanha o formato da superfície.
Raymundo-Pereira destaca que a luva não é biodegradável. O sensor vestível é biodegradável e pode ter a tinta de carbono reaproveitada, mediante queima em condições específicas, para produzir novos dispositivos.
Água, saliva e pedido de patente
Além do uso agrícola, os sensores foram testados em saliva humana e água da torneira adicionadas de pesticidas. A tecnologia também pode mensurar componentes presentes em urina e suor.
Os pedidos de patente da luva e do sensor vestível já estão no Instituto Nacional da Propriedade Industrial. O estudo teve apoio da FAPESP e contou com pesquisadores da USP e da Universidade Federal de Viçosa.
Você já imaginou produtores, pesquisadores e consumidores acompanhando resíduos de pesticidas e sinais de saúde das plantas direto no campo, sem depender apenas de análises distantes do local de produção? Comente o que essa tecnologia poderia mudar no monitoramento de alimentos, no uso de sensores e na rotina agrícola.
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