Pesquisadores do Grupo de Crescimento de Cristais e Materiais Cerâmicos do Instituto de Física de São Carlos (CCMC-IFSC/USP) e do Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica do Instituto de Química da Universidade Estadual Paulista (LIEC-IQ/Unesp) descobriram um novo sensor de gás ozônio, o que lhes rendeu destaque na publicação científica internacional Nanoscale*.
Tudo teve início graças a uma colaboração de pesquisa entre o CCMC e o LIEC, através do docente Elson Longo, quando este, juntamente do então aluno de pós-doutorado, Laécio Cavalcante, realizou testes em laboratório com nanobastões do composto químico Tungstato de Prata (Ag2WO4). Durante o experimento, os pesquisadores observaram que, ao irradiar um feixe de elétrons sobre a amostra, nanopartículas de prata começavam a crescer sobre os bastões.
Tendo conhecimento de que, no CCMC, há um laboratório, sob coordenação do docente Valmor Mastelaro (CCMC-IFSC/USP), que realiza testes de detecção de gás, os pesquisadores da Unesp, juntamente com o pós-doutorando do LIEC, Luís Fernando da Silva, e da aluna de doutorado do CCMC, Ariadne Catto, iniciaram testes de detecção de gás utilizando o Tungstato de Prata.
Após os testes, foi verificado que o Ag2WO4., sem ser submetido a nenhuma irradiação, ao ser exposto ao ozônio em sua forma gasosa (O3 (g)), tinha sua resistência elétrica alterada. “Essa alteração da resistência, que é constante em circunstâncias normais, é interpretada como um sinal de que a amostra detectou o O3 (g), indicando que o tungstato de prata apresenta grande potencial para ser utilizado como um sensor resistivo de gás”, explica Luis Fernando. “Até então, na literatura não havia nenhuma constatação do composto como dispositivo de detecção de gás”.
A descoberta dos pesquisadores rendeu diversas informações valiosas. Durante os testes no laboratório do CCMC, eles verificaram que o tungstato de prata é capaz de detectar concentrações muito pequenas de O3 (g), o que o torna comercialmente viável, uma vez que o ozônio pode ser utilizado para diferentes finalidades, como no controle de pragas, na purificação de água (melhor desempenho que o cloro), na indústria eletrônica, entre outras. Contudo, quando seu limite excede 120 ppb (partes por bilhão), este vem a ser prejudicial à saúde humana, tornado-se necessário o seu controle e monitoramento contínuo. “Nosso sensor foi capaz de detectar quantidades menores do que 
120 ppb, o que reforça a viabilidade de sua comercialização”, conta Luis Fernando.
Além do já citado, outra característica do tungstato de prata que o destaca dos sensores de ozônio já conhecidos (SnO2, WO3, In2O3, e ZnO) é que o tempo de resposta na detecção do O3 (g) é extremamente rápido. “O tempo de resposta é o tempo que o sensor leva para ‘sentir’ a presença do gás. Nos testes que fizemos, o tungstato de prata foi capaz de detectar o ozônio com um tempo médio de10 segundos”, elucida Luis Fernando. “Já em relação ao tempo de retorno, que é o quanto ele demora para retornar à sua condição original, também tivemos um desempenho extremamente satisfatório, com uma média de 13 segundos”.
Mesmo após os testes e verificações já citados, Luis Fernando e Ariadne ressaltam que, antes de se pensar numa produção em larga escala, algumas lacunas ainda precisam ser preenchidas. Isso porque das três principais características que um bom sensor de gás deve apresentar (sensibilidade, estabilidade e seletividade), duas delas ainda não foram testadas. “No momento, além de investigarmos a estabilidade do dispositivo, também estamos avaliando a seletividade deste quando exposto a gases oxidantes e redutores”, explica Luis Fernando.
Para uma possível comercialização, outro impasse ainda precisa ser resolvido: atualmente, o sensor só é acionado a uma temperatura de 300ºC, característica que limita sua portabilidade. Uma ideia, já em pauta, e que está sendo testada por Luis Fernando e Ariadne, é o acionamento do sensor empregando-se iluminação através de diodos emissores de luz (LED). “Caso nossos testes sejam bem-sucedidos, não haverá mais a necessidade de manter o sensor aquecido constantemente e a uma temperatura tão alta. Bastará deixar que um pequeno LED ilumine o dispositivo continuamente, o que é bem menos trabalhoso e exige um gasto muito menor de energia”, explica Luis Fernando.
Diante do que foi exposto, mesmo que algumas informações ainda precisem ser desvendadas, novas oportunidades de pesquisa são abertas pela descoberta dos pesquisadores, afinal, trata-se de um sensor quase totalmente inexplorado e com muito potencial- inclusive para venda. Luis Fernando afirma que o tungstato de prata é, sem dúvidas, um material promissor para a detecção do gás ozônio e oferece importantes possibilidades de aplicação. E, ao que tudo indica, em pouco tempo, novas surpresas já devem aparecer.
*Além do destaque na Nanoscale (http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2014/NR/c3nr05837a#!divAbstract), o artigo dos pesquisadores foi considerado como “interesting paper” pela Materials Views (http://www.materialsviews.com/the-week-in-research-february-5th-2014/) e destacado como artigo do mês pelo Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais (SBPMat) (http://sbpmat.org.br/en/artigo-em-destaque-novo-sensor-de-ozonio-baseado-em-nanobastoes-de-tungstato-de-prata/). Foi também destacado na publicação Materials Today (http://www.materialstoday.com/nanomaterials/news/a-new-ozone-sensor/#.Uz7qH5ytHlg.facebook)e na agência de notícias espanhola Sinc (http://www.agenciasinc.es/Noticias/Un-nuevo-sensor-mejora-la-eficiencia-en-la-deteccion-de-ozono)
Assessoria de Comunicação
