Cercetătorii de la Universitatea din São Paulo (USP) din Brazilia au dezvoltat un senzor electrochimic pe bază de hârtie kraft care poate detecta în timp real urme de pesticide în fructe și legume atunci când este cuplat la un dispozitiv electronic. Într-un măr sau varză, de exemplu, poate detecta carbendazimul, un fungicid utilizat pe scară largă în Brazilia, deși este interzis. Rezultatele cercetării au fost prezentate într-un articol publicat în revista Food Chemistry, citat de phys.org.
„Pentru a afla dacă o probă de alimente conține urme de pesticide prin metode convenționale, trebuie să măcinați proba și să o supuneți mai multor procese chimice consumatoare de timp înainte de a putea fi detectate astfel de substanțe. Senzori portabili precum cel pe care l-am dezvoltat pentru monitorizarea continuă a pesticidele din agricultură și industria alimentară elimină necesitatea acestor procedee complexe. Inspecția este mult mai ușoară, mai ieftină și de încredere pentru un supermarket, restaurant sau importator, de exemplu“, a declarat Osvaldo Novais de Oliveira Junior, unul dintre autorii articolului și profesor la IFSC-USP.
Noul dispozitiv este foarte sensibil și seamănă cu glucometrele folosite de diabetici, cu excepția faptului că rezultatele scanării alimentelor pentru pesticide sunt afișate pe un smartphone. „În testele pe care le-am efectuat sensibilitatea dispozitivului a fost similară cu cea a metodei convenționale. În plus, este o metodă rapidă și ieftină“, a spus José Luiz Bott Neto, autor corespondent al articolului și bursier postdoctoral la IFSC-USP.
Cum funcţionează
Dispozitivul constă practic dintr-un substrat de hârtie modificat cu cerneală de carbon care este supus tratamentului electrochimic într-un mediu acid pentru a activa grupările carboxil și a face posibilă detectarea, a explicat Luiz Bott Neto.
„Folosim procesul serigrafiei pentru a transfera cerneala de carbon conductoare pe o bandă de hârtie kraft, creând astfel un dispozitiv bazat pe electrochimie. El are trei electrozi de carbon și este scufundat într-o soluție acidă pentru a activa grupările carboxil. Cu alte cuvinte, atomii de oxigen sunt adăugați în structura electrodului de carbon. Când acesta intră în contact cu o probă contaminată cu carbendazim, senzorul induce o reacție electrochimică de oxidare care permite detectarea fungicidului. Cantitatea de carbendazim este măsurată prin curent electric“, a mai spus el.
La dezvoltarea dispozitivului, cercetătorii au evaluat stabilitatea și structura substratului de hârtie. „Proprietățile materialului în sine au fost o parte importantă a cercetării noastre“, a adăugat Thiago Serafim Martins, unul dintre autorii articolului și bursier postdoctoral la IFSC-USP.
Cercetătorii au analizat hârtia kraft și pergamentul constatând că ambele tipuri de hârtie sunt suficient de stabile pentru a servi drept substrat pentru senzor. Cu toate acestea, porozitatea hârtiei kraft a conferit mai multă sensibilitate senzorului și grupărilor de carboxil formate în timpul activării electrochimice, a explicat Martins, adăugând că electrozii pe bază de hârtie ar putea fi utilizați în mult mai multe domenii.•
