Gesine Veits, pós-doutorando e pesquisador do laboratório de Ann McNeil, constrói um teste de chumbo na tinta. Crédito da imagem: Joseph Xu, Escola de EngenhariaANN ARBOR – Uma nova receita de gel molecular desenvolvido na Universidade de Michigan está no centro do protótipo de um teste mais preciso de tinta de chumbo.

O teste torna mais fácil descobrir se uma lasca de tinta, por exemplo, contém mais do que as regulamentadas 5.000 partes por milhão do metal venenoso, que foram proibidas nos pigmentos em 1978. As agências governamentais usam esse limite para definir a tinta como à “base de chumbo”, além disso a Agência de Proteção Ambiental exige que os kits de teste caseiros podem se diferenciar acima e abaixo dele. No entanto, esses kits têm uma grande margem de erro, o que produz muitos falsos positivos, dizem os pesquisadores.

O novo teste é mais preciso e claro de entender do que os seus homólogos. É constituído por um frasco que contém solvente de tinta e uma aspersão de certos sais que, quando combinado com a concentração correta de chumbo, forma um gel.

Os usuários colocam um chip dentro da tinta, aquecem a mistura, e esperam para ver como a solução reage. Caso se forme um gel e ele fique no topo do frasco em posição invertida, é positivo para, pelo menos, 5.000 ppm de chumbo. Se a solução permanece líquida e não há formas de gel, ainda pode haver alguma quantidade de chumbo na tinta, mas não o suficiente para exigir medidas especiais para mantê-la ou se livrar dela.

“O que é muito bom é que não importa qual a cor da tinta e o teste é tão simples: qualquer um pode dizer a diferença entre um líquido e um gel”, disse Gesine Veits, pós-doutorando em química e primeiro autor do artigo publicado no Journal of the American Chemical Society.

Gesine Veits examina uma amostra. Crédito da imagem: Joseph Xu, Escola de EngenhariaO teste poderia ajudar os proprietários e inquilinos a entender melhor o grau do seu risco. Os pesquisadores dizem que também estimula um pouco de ciência emocionante. O teste demonstra uma abordagem mais simplificada para fazer géis de alvo molecular, substâncias como Jello, que detêm a promessa para a detecção e aplicações na biomedicina e limpeza ambiental.

“A maioria dos géis moleculares são descobertos por acaso”, disse Anne McNeil, professor de química na Faculdade de Literatura Ciências e Artes e de Ciência Macromolecular e Engenharia da Faculdade de Engenharia.

“Outras vezes, os pesquisadores podem levar um gel que já foi descoberto e usá-lo para uma finalidade diferente. Para fazer a partir do zero é muito difícil. Este artigo é sobre uma abordagem completamente diferente “.

Para chegarem a sua receita, os investigadores assumiram pela primeira vez que explorar o crescimento de cristais poderia ajudá-los a entender melhor a formação do gel. Os cristais são sólidos rígidos e os géis estão entre os sólidos e os líquidos.

Em seguida, eles se voltaram para a base de dados estrutural Cambridge, um repositório global com mais de 800.000 estruturas cristalinas. Qualquer pesquisador que relata uma nova estrutura de cristal tem que introduzi-la no banco de dados.

Eles procuraram por cristais que contêm chumbo. Em seguida, foram ainda mais específicos. Ao olhar para os géis sob um microscópio, eles sabiam que géis muitas vezes se assemelham a tigelas de spaghetti – um emaranhado de fibras longas. Das possíveis estruturas cristalinas, eles perceberam que uma fita longa seria mais semelhante a um cristal em forma de agulha. Assim, a equipe de investigação se concentrou em estruturas cristalinas que contêm chumbo – e produziu uma forma de eixo. Os pesquisadores usaram essas moléculas como ponto de partida.

“Ficamos surpresos quão bem ele funcionou!”, Disse McNeil.

Nem todo mundo está convencido que as conclusões deles não foram acidentais.

“Partimos do princípio de que, quando um cristal cresce e forma uma agulha, as forças podem ser semelhantes às que estão em trabalho quando um gel está se formando. Parece ter funcionado, mas algumas pessoas acham que foi uma grande suposição. “

O grupo de pesquisa de McNeil pretende testar o novo processo de concepção em um gel que não tem metal, para ver se a sua receita pode servir como um modelo para os outros.

O título da pesquisa é “Developing a gel-based sensor using crystal morphology prediction,” ou “O desenvolvimento de um sensor baseado em gel usando a predição da morfologia de cristal.”

Para mais informações:
Anne McNeil
Abstract of the paper