Quando é que muito de uma coisa boa se torna uma coisa ruim? Essa é a questão Jonathan Claussen, professor assistente da Departamento de Engenharia Mecânica da Iowa State University, e a sua equipa de investigadores pretende ajudar os agricultores a responder quando se trata do uso de pesticidas. A subutilização pode prejudicar as colheitas dos agricultores, enquanto a utilização excessiva pode resultar em escoamento para o solo ou para os cursos de água.
Claussen e sua equipe criaram um biossensor flexível, de baixo custo e descartável que pode detectar pesticidas no solo. Este biossensor é feito de grafeno, uma nanopartícula forte e estável, e fornece feedback instantâneo, em oposição ao tempo e dinheiro que seriam necessários para enviar uma amostra a um laboratório e aguardar os resultados.
Instituto Nacional de Alimentação e Agricultura do USDA apoiou o projeto com uma Iniciativa de investigação agrícola e alimentar concessão como parte do Programa de Nanotecnologia.
O biossensor é feito primeiro imprimindo tinta de grafeno no papel. Um laser então traça a tinta para melhorar sua condutividade elétrica, soldando flocos de tinta de grafeno, formando uma superfície nanoestruturada tridimensional.
“Os flocos quase parecem pétalas de rosa saindo da superfície do papel”, disse Claussen. “Eles formam o material base para testar o solo.”
Para fazer isso, o biossensor é mergulhado em uma pasta de solo e água. Ele é então conectado a um leitor eletroquímico no campo para testar a presença de pesticidas.
“É como uma tira de teste de pH”, disse Claussen. Os resultados dos testes podem ajudar os agricultores a compreender rapidamente a quantidade de pesticida necessária para manter culturas saudáveis e minimizar os danos ambientais. Além disso, os resultados podem ajudar os agricultores a compreender onde a reparação ambiental pode ser necessária se o uso excessivo de pesticidas for evidente.
O biossensor tem grande potencial para uso além da comunidade agrícola. Suas propriedades podem ser convertidas para uso nas áreas biomédica, ambiental ou de segurança alimentar, simplesmente alterando os componentes biológicos que estão imobilizados sobre ele.
“O que mais me fascina neste projeto é o impacto que ele pode proporcionar no mundo real”, disse Claussen. “Os sensores de grafeno não requerem o uso de metais preciosos que normalmente são usados para aumentar o desempenho dos sensores eletroquímicos. Portanto, [esta] tecnologia realmente poderia ser usada pelas massas para eletrônicos e sensores flexíveis/de baixo custo.”
-Selina Meiners, Instituto Nacional de Alimentação e Agricultura
Fonte: Blog do USDA