As mil e uma aplicações do ‘nariz eletrônico’

Criado na década de 1980, o chamado ‘nariz eletrônico’, dispositivo que imita o olfato humano, inspirado no processo biológico de reconhecimento do odor, vem ganhando cada vez mais aplicações. Do monitoramento ambiental à indústria alimentícia, da detecção de gases explosivos e tóxicos ao diagnostico de doenças, esse sistema eletrônico de sensores pode vir a ter uma utilização crucial na detecção da covid-19, impactando positivamente o tratamento da doença.

Nós, seres humanos, percebemos o mundo através de nossos sentidos. Essa percepção se dá por informações que nos chegam via mecanismos físico-químicos, que se transformam em sinais nervosos recebidos no cérebro e que se expressam como diferentes sensações.

Comparando os mecanismos dos sentidos, sabemos que, na visão, capturamos a radiação eletromagnética, a luz que nos cerca, enquanto, na audição e no tato, captamos alterações mecânicas. No olfato e no paladar, a percepção ocorre pela via química, por meio de moléculas que são recebidas no nosso nariz e na nossa língua, respectivamente.

O olfato é um sentido complexo. Por meio das narinas captamos os odores; nas fossas nasais, há milhões de células especializadas (receptoras do olfato), que, através de impulsos nervosos, se comunicam com uma região específica do cérebro capaz de interpretar essa informação e nos dar a sensação de cheiro. Os cheiros, entretanto, não são classificados aleatoriamente, mas por comparação com odores de referência previamente aprendidos.

Os sentidos podem ser reproduzidos por meio de diferentes aparatos. É o caso da máquina fotográfica que captura imagens e do microfone que capta sons. E com relação aos odores? Embora não seja comum encontrarmos no mercado um receptor de cheiros, esse dispositivo existe e se chama ‘nariz eletrônico’ ou e-nose.

 

Como funciona o e-nose?

Os narizes eletrônicos funcionam inspirados no processo biológico de reconhecimento do odor. Basicamente, um e-nose é um equipamento que, como nosso nariz, contém um sistema de captura de substâncias químicas voláteis e gases em geral, um arranjo de sensores para diferentes moléculas (simulando os receptores olfativos) que geram sinais a serem decodificados por um terceiro componente, um software, capaz de fornecer, ao final do processo, o reconhecimento de diferentes odores individuais ou combinados (como faz o nosso cérebro).

No nosso caso, o sistema faz o reconhecimento de uma molécula através de um conjunto de receptores olfativos que sinalizam onde ela pode se encaixar, e não apenas por meio de um único receptor. No processo, gera-se uma diversidade de respostas que, combinadas no sistema nervoso central, resultam num ‘mapa’ de um determinado odor.

Em humanos, há 400 diferentes tipos de receptores olfativos, a maior família de proteínas em nosso organismo. No nariz eletrônico, os sensores são, em média, 16, não proteicos e inespecíficos, formados por óxidos metálicos, polímeros condutores ou metais piezoelétricos, que funcionam como resistores num circuito elétrico. A exposição dos sensores às diferentes moléculas pode aumentar ou diminuir a resistência do circuito, alteração que será interpretada pelo software de processamento de dados a partir da comparação com um padrão previamente conhecido. Assim como nós, quanto mais amostras forem apresentadas e processadas no equipamento, maior será seu aprendizado.

Claudia M. Rezende
Instituto de Química
Universidade Federal do Rio de Janeiro

CONTEÚDO EXCLUSIVO PARA ASSINANTES

Para acessar este ou outros conteúdos exclusivos por favor faça Login ou Assine a Ciência Hoje.

Seu Comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *

Outros conteúdos desta edição

614_256 att-54941
614_256 att-27650
614_256 att-54881
614_256 att-54851
614_256 att-54792
614_256 att-54761
614_256 att-54764
614_256 att-54846
614_256 att-54554
614_256 att-54552
614_256 att-54514
614_256 att-54719
614_256 att-54421
614_256 att-54216
614_256 att-54278

Outros conteúdos nesta categoria

725_480 att-79058
725_480 att-79037
725_480 att-79219
725_480 att-78924
725_480 att-78884
725_480 att-78680
725_480 att-78625
725_480 att-78617
725_480 att-78228
725_480 att-78208
725_480 att-78192
725_480 att-78176
725_480 att-77561
725_480 att-77521
725_480 att-77475