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E se você pudesse dizer se seus arredores continham partículas ou gotículas de COVID-19 no momento em que eles ou você entrassem nas proximidades? Um grupo de pesquisa colaborativo projetou um dispositivo autossustentável que aproxima isso da realidade.
O dispositivo, que não requer baterias, emprega uma placa folheada magnetostritiva composta de ferro, cobalto e níquel, gerando energia por meio de magnetização alternativa causada por vibração. A frequência de ressonância da vibração das placas Fe-Co/Ni, que foram revestidas com a proteína receptora que os coronavírus usam para entrar em nossas células, muda quando o vírus é absorvido, aludindo às partículas do COVID-19 no ar.
“Sabemos que a frequência de ressonância muda quando o peso de um material magnetostritivo muda, mas nos propusemos a responder se esse também é o caso quando um vírus é absorvido e se essa absorção é detectável”, disse Fumio Narita, coautor do estudo. estudo e professor na Escola de Pós-Graduação em Estudos Ambientais da Universidade de Tohoku.
Para responder a essas perguntas, Fumio e sua equipe primeiro tiveram que criar um sistema de detecção magnetostritivo inverso eficiente que pudesse operar sem baterias e comunicar informações sem fio.
Eles modificaram uma placa Fe-Co/Ni de 0,2 mm de espessura com um circuito retificador/armazenador que coletava energia de vibração de flexão e permitia a transmissão sem fio de informações. A placa transmitia sinais com a potência obtida da vibração de flexão em 115 Hz ou 116 Hz. Uma mudança no peso da placa revestida afetou a frequência de ressonância e alterou os intervalos de transmissão, o que significa que poderia detectar qualquer substância que aderisse à placa revestida.
Em seguida, o grupo criou a camada de biorreconhecimento, optando por focar no coronavírus humano 229E (HCoV-229E) – um dos sete tipos de coronavírus que afeta os humanos. Eles imergiram a placa revestida em uma solução de proteína CD13 e realizaram experimentos de detecção. Quando a placa revestida revestida foi submetida a vibração de flexão, a frequência de ressonância diminuiu após a absorção do HCoV-229, verificando se a energia carregada poderia transmitir a detecção de vírus como um sinal.
“Conseguimos confirmar que o material compósito magnetostritivo pode detectar o vírus e transmitir esses dados de detecção usando energia gerada por ele mesmo”, acrescentou Narita. “A natureza autossustentável do dispositivo torna possível vinculá-lo às tecnologias IoT no futuro, algo que não é possível com os biossensores atuais”.
O dispositivo pode ser usado em outros patógenos com modificações na camada de biorreconhecimento. “No futuro, esperamos desenvolver ainda mais nosso dispositivo e ver se ele se aplica a outros vírus, como MERS, SARS e COVID-19”, disse Narita.
Mais detalhes de seu estudo foram publicados na revista Sensors and Actuators A: Physical.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade de Tohoku. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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