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Estudo pode auxiliar no desenvolvimento de sensores de gases neurotóxicos

Publicado em 04 fevereiro 2021

Por Agência FAPESP*

Pesquisa conduzida no Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais ( CDMF ), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão ( CEPID ) da FAPESP sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), revela a eficácia de nanotubos de nitreto de boro na detecção de gás sarin.

Os resultados do estudo, divulgados na revista Chemical Physics Letters, abrem caminho para a criação de instrumentos eficientes para detecção de gases neurotóxicos. O trabalho foi realizado durante o doutorado de Jeziel Rodrigues dos Santos no Programa de Pós-Graduação em Química da UFSCar.

O gás sarin é um dos mais letais agentes de ação neurotóxica e foi desenvolvido para utilização em guerras. Embora tenha sido considerado uma arma de destruição em massa, com produção e armazenamento proibidos por uma resolução da Organização das Nações Unidas (ONU) de 1993, em vários momentos recentes a utilização desse gás foi identificada, como em conflitos no Iraque e na Síria e em atentados terroristas no Japão.

Com o objetivo de encontrar sensores químicos capazes de identificar áreas contaminadas, a pesquisa desenvolvida por Santos demonstra, por meio de simulação e modelagem molecular, a eficácia de nanotubos de nitreto de boro na detecção do sarin.

O nitreto de boro hexagonal é um material isolante. A partir dessa constatação, contou Santos em entrevista à Assessoria de Comunicação do CDMF, decidiu-se investigar as modificações estruturais e eletrônicas resultantes da dopagem do material com átomos de silício, um semicondutor também já conhecido na literatura científica.

A pesquisa indicou que a dopagem não produz mudanças estruturais significativas. “Entretanto, afeta drasticamente as propriedades eletrônicas do material e essa mudança proporciona um notável deslocamento no orbital molecular de maior energia ocupado por elétrons (HOMO, na sigla em inglês), o que faz o material dopado se tornar um bom semicondutor”, explica.

Em um segundo momento, a pesquisa foi direcionada para a verificação da capacidade sensitiva do material, fazendo um comparativo entre as suas formas pura e dopada. Os resultados mostraram que o material puro não possui capacidade sensora para organofosforados, grupo ao qual o sarin pertence. Já no caso dos nanotubos dopados, houve forte interação, mostrando assim uma alta capacidade sensitiva para organofosforados.

Os resultados teóricos indicam que os nanotubos de nitreto de boro dopados com átomos de silício podem atuar de forma eficaz no sensoriamento de gases neurotóxicos, podendo ser recuperados por processos químicos ou físicos, uma vez que as regiões dos orbitais de fronteira estão concentradas em espécies químicas diferentes. Esses resultados podem auxiliar futuros trabalhos experimentais no desenvolvimento de novos sensores químicos.

O artigo Theoretical study of sarin adsorption on (12,0) boron nitride nanotube doped with silicon atoms pode ser lido pelo site do CDMF .

*Com informações da Assessoria de Comunicação do CDMF

Este texto foi originalmente publicado por Agência FAPESP de acordo com a licença Creative Commons CC-BY-NC-ND . Leia o original aqui .