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Plantão News (MT)

Pesquisadores da UFSCar, Unesp, USP e IPEN desenvolvem sensor de gás ozônio

Publicado em 03 março 2014

Estudos realizados no Centro de Desenvolvimento de Materiais Multifuncionais (CDMF), analisaram as propriedades do tungstato de prata (Ag2WO4) como sensor resistivo para a detecção de pequenas concentrações de gás ozônio. A pesquisa foi realizada por Luís Fernando Silva em seu pós-doutoramento, sob a supervisão do professor aposentado Elson Longo, do Departamento de Química (DQ) da UFSCar e diretor do CDMF.

O gás ozônio é empregado em diferentes áreas tecnológicas, como em tratamento de água potável, na indústria de refrigeração, na medicina e na agricultura, dentre outras. No entanto, a exposição a este gás deve ser controlada. Por isso, Silva explica que a utilização do composto tungstato de prata como sensor de gás ozônio pode beneficiar tanto o meio ambiente quanto a saúde humana. "De acordo com Organização Mundial da Saúde, quando concentrações superiores a 120 ppb (partes por bilhão) do gás ozônio estão presentes na atmosfera, há um risco à saúde humana, podendo causar dores de cabeça, problemas respiratórios, inflamação nos pulmões, etc", comenta.

Um dos destaques do sensor de tungstato de prata é a capacidade de detectar o ozônio em pequenas concentrações, as quais são prejudiciais à saúde humana. "É interessante que sensores de gás ozônio detectem concentrações inferiores a 120 partes por bilhão (ppb). Além desta faixa de detecção, outro importante parâmetro que está sendo avaliado é a seletividade deste dispositivo, ou seja, a capacidade de o dispositivo detectar um gás específico, quando este está presente em uma mistura de gases", aponta Silva. Ele e o professor Elson Longo acreditam que a seletividade do composto, juntamente com a avaliação da estabilidade do dispositivo, tornam-se pré-requisitos para a possível comercialização do composto Ag2WO4 como dispositivo sensor de gás ozônio.

Silva explica que os estudos realizados com nanopartículas de prata metálica e o tungstato de prata permitiram a verificação das moléculas que atuam como sensores de gás ozônio. "Observamos que nas amostras de Ag2WO4, quando submetidas à irradiação de feixe de elétrons, ocorria o crescimento de nanopartículas de prata metálica sobre a superfície dos nanobastões de Ag2WO4. Resultados preliminares revelaram que a presença destas nanopartículas de Ag favoreciam a propriedades bactericidas, mas em contrapartida as propriedades sensoras eram desfavorecidas, indicando que o apenas o composto Ag2WO4, sem nanopartículas metálicas de prata, exibe interessantes propriedades como sensor de gás ozônio", explica. O mecanismo de detecção do gás ozônio envolve basicamente a fixação e liberação do gás em uma superfície do composto.

O tungstato de prata é formado por ligações iônicas, e conforme as condições do meio em que a síntese é realizada, a molécula pode formar diferentes arranjos. "O composto pode exibir três diferentes tipos de estruturas alfa-ortorrômbica, beta-hexagonal, e gama-cúbica, dependendo de alguns parâmetros de síntese, tais como temperatura, tempo, pH da solução, entre outros", explica Silva. No artigo “A novel ozone gas sensor based on one dimensional (1D) α-Ag2WO4 nanostructures”, publicado na revista Nanoscale, são descritos os procedimentos de preparo do sensor com a configuração alfa e as formas de interação com o gás. Na sequência, os pesquisadores do CDMF avaliarão a seletividade do Ag2WO4 a outros gases, como o como dióxido de nitrogênio (NO2), amônia (NH3), etanol (C2H6O) e até mesmo a umidade, bem como sua estabilidade em função do tempo de operação. "Além disso, experimentos complementares estão sendo realizados para melhor compreender o efeito do crescimento das nanopartículas metálicas de prata metálica sobre as propriedades sensoras do composto Ag2WO4", finaliza o pesquisador.

A iniciativa é resultado da interação entre o CDMF, o Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID/Fapesp) e o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia (INCTMN/CNPq). O CDMF é sediado no campus Araraquara da Universidade Estadual Paulista (Unesp) e também conta com pesquisadores da UFSCar, da Universidade de São Paulo (USP) e Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares.