Um termômetro de alta sensibilidade e dimensões manométricas que pode medir temperaturas extremas sem alterar a temperatura do objeto mensurado está em desenvolvimento pela Universidade de São Paulo (USP) e Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e pode revolucionar processos industriais e biológicos atuais.

A nova forma de mensuração, baseada em um sistema composto por dióxido de titânio (TiO2) dopado com íons de túlio (Tm3+), pode ser utilizada em processos cujas temperaturas atinjam níveis extremos, que variam de 193 ºC negativos (80 Kelvin) a 476 ºC (750 Kelvin).

Fernando Alvarez, professor do Instituto de Física Gleb Wataghin, da Unicamp, e coordenador do projeto, explica que a descoberta pode ser usada “tanto no sensoriamento de processos industriais, nos quais a temperatura alcança, às vezes, patamares bastante elevados, até processos biológicos, muito sensíveis às menores variações de temperatura”.

A temperatura é mensurada ao emitir um pulso de laser no material, que então emite luz com comprimento de onda sensível à temperatura local aplicada. “É uma medição muito precisa do comprimento de onda que permite determinar a temperatura do meio”, explica o Jornal da Unicamp.

Antonio Ricardo Zanatta, do Instituto de Física de São Carlos, da USP, explica que o material de mensuração é disposto como um filme fino, que pode ser aplicado, em tese, a qualquer superfície, seja ela curva, lisa ou rugosa. “A variação do comprimento de onda da emissão luminosa é absolutamente linear entre 80 K e 750 K”, diz o pesquisador. “E o equipamento se mantém íntegro e estável em toda essa faixa de temperaturas.”

O pesquisador explica também que, como o dispositivo é óptico, não há necessidade do contato físico para obter suas informações. “Medindo-se o comprimento de onda da luz emitida pelo sensor por meio de um detector, é possível determinar, com grande precisão, a temperatura do objeto”, diz Zanatta.

Além disso, Zanatta explica que o material pode atingir dimensões a níveis de micro ou nanopartículas, caso seja necessário.

Aplicações

Os pesquisadores almejam que, no futuro, seja possível inserir todo o sistema de mensuração – o emissor de laser, sensor de temperatura, detector de comprimento de onda e um radiocomunicador – em comprimidos revestidos (drágeas).

Desta forma, um paciente poderia ingerir o comprimido, que então forneceria informações sobre a temperatura de parte internas do organismo ao longo do caminho digestivo até ser naturalmente eliminado. “Um cenário futurista, porém não tão distante da ciência já possível”, explica o Jornal da Unicamp.

Uma aplicação mais palpável à nossa atual realidade seria aplicar o sensor diretamente sobre a pele do paciente – ele então poderia detectar infecções virais ou bacterianas em regiões específicas do corpo humano.

O material também pode servir para identificar áreas superaquecidas de equipamentos eletrônicos, desde transformadores da rede elétrica a veículos terrestres e aeronaves.

“Importante destacar que, além de abundante e fácil de obter, o óxido de titânio é biocompatível, portanto, não tóxico”, explica Alvarez. “Já é empregado atualmente em muitas próteses na área médica.”

Atualmente, o projeto busca o patenteamento para a produção comercial, e, no futuro, os cientistas acreditam poder criar um dispositivo integrado, que reúna laser de semicondutor, sensor de temperatura e detector em um único objeto. Passando de escala laboratorial para industrial e, assim, barateando seu custo.

[Jornal da Unicamp, Nature]

Imagem de topo: Antonio Scarpinetti/Unicamp