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É um paradoxo cruel que, em um planeta cuja superfície é quase toda coberta por água, centenas de milhões de pessoas não tenham acesso a água potável. Quanto à poluição das fontes de água potável e natural, um dos principais culpados é o arsênico, elemento abundante e tóxico na crosta terrestre. O arsênico é atualmente conhecido como a causa da contaminação das águas subterrâneas em mais de 100 países – e pode produzir doenças fatais, especialmente para populações de países em desenvolvimento. Tais circunstâncias exigem métodos de detecção de arsênico eficientes e confiáveis para água, alimentos e solo.
Em Jornal de Física Aplicadada AIP Publishing, uma equipe de cientistas franceses fabricou superfícies de prata nanoestruturadas sensíveis para detectar arsênico, mesmo em concentrações muito baixas.
Os sensores fazem uso de espectroscopia Raman aprimorada por superfície (SERS). À medida que uma molécula contendo arsênico adere à superfície, ela também é atingida por um laser. O composto de arsênico espalha a luz do laser, criando uma assinatura identificável que indica sua presença.
“O arsênico existe na água em diferentes formas, por isso é importante poder quantificar as espécies, além do conteúdo global”, disse o autor Dominique Vouagner. “Ao usar o SERS, podemos detectar e especiar poluentes mesmo na concentração mais baixa. Isso inclui o arsênico, que não deve exceder 10 ppb, conforme recomendações da Organização Mundial da Saúde.”
A equipe comparou os desempenhos de detecção e especiação de dois substratos SERS. Um deles foi preparado por evaporação térmica convencional, onde o material é aquecido até a vaporização. O outro foi criado com um processo eletrolítico, no qual um revestimento é depositado sobre um material submergindo-o em um líquido e provocando uma reação química. Este último revelou-se muito mais sensível e relativamente fácil e seguro de produzir, segundo Vouagner.
“Nossa técnica para desenvolver este substrato SERS simplifica a fabricação porque os filmes eletrolíticos podem ser facilmente depositados em vários substratos”, disse ela. “Além disso, os compostos de partida têm baixa toxicidade ambiental, o que é um benefício para medições de detecção em água natural e potável”.
A técnica é um afastamento dos métodos de referência existentes para a especiação de traços de arsênico, que são demorados e caros. Os métodos convencionais também requerem pré-tratamento da amostra em laboratório, portanto, não são ideais para ensaios de campo no local.
Além disso, o novo método emprega o uso de um substrato sólido, que permite a interrogação óptica.
“Por serem menos ‘ruidosos’, os sistemas de detecção óptica são muito mais sensíveis do que os sistemas eletrônicos”, disse o autor Bernard Dussardier. “Ao mesmo tempo, são menos sensíveis a campos eletromagnéticos parasitas. Além disso, a técnica SERS permite medições diretas de propriedades físico-químicas, enquanto os sistemas eletrônicos e alguns outros sistemas ópticos são indiretos.”
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