Desenvolvimento de sensores vestíveis baseados em nanomateriais visando à detecção de doenças fúngicas em plantas

• Processo: 20/10048-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2021
• Situação: Interrompido
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Daniel Souza Corrêa
• Beneficiário: Tamires dos Santos Pereira
• Instituição Sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/22214-6 - Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/16193-4 - Transistores de filmes finos (TFTs) utilizando nanomateriais e substratos de baixo custo para o monitoramento de analitos relevantes para a agroindústria, BE.EP.DR
• Assunto(s): Materiais cerâmicos Polímeros (materiais) Materiais nanoestruturados Dispositivos eletrônicos vestíveis Eletrofiação Poliamidas Ácido láctico Micoses Doenças de plantas Impressão tridimensional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Doenças fúngicas | eletrofiação | impressão 3D | Nanopartículas | Sensores vestíveis | Materiais cerâmicos e poliméricos

Resumo

Doenças fúngicas anualmente provocam perdas na produção agrícola e grande prejuízo econômico. No Brasil culturas com importância comercial também são afetadas por patologias causadas por estes micro-organismos. O diagnóstico na fase inicial da infecção nas plantas pode significar maior eficiência no controle da doença, com consequente aumento de produtividade e ganhos econômicas. Neste sentido, técnicas analíticas, como o emprego de sensores que permitam o diagnóstico rápido, contínuo, de fácil manuseio, baixo custo e in situ são de grande relevância. Neste trabalho temos como objetivos o desenvolvimento de sensores "vestíveis" (wearable sensors) para aplicação em plantas visando à detecção de doenças. Os sensores serão preparados utilizando estratégias como a eletrofiação, empregando polímeros como poliamida e poli(ácido láctico), modificadas como materiais condutores como polímeros conjugados, nanopartículas metálicas e nanomateriais carbonáceos, depositados em eletrodos que serão acoplados a uma plataforma vestível fabricada por impressora 3D, adequada para fixação em plantas. As nanofibras e os nanomateriais ativos empregados serão caracterizados em relação à sua morfologia, estrutura, propriedades mecânicas, ópticas e elétricas. Para este fim, serão empregadas técnicas como Microscopia Eletrônica Varredura (MEV), Microscopia de Força Atômica (AFM), Espectroscopia na Região do Infravermelho (FITR), Análise Térmica (DSC e TGA), Difração de Raios X (DRX), Ensaio de tração, espectroscopias UV-Vis, de fluorescência e de impedância. Os analitos de interesse a serem detectados incluem metabólitos de defesa liberados pelas plantas nas fases iniciais das doenças. A quantificação será realizada por medidas mudança de coloração e/ou resistência elétrica, antes e após contato com os analitos. Espera-se que este projeto possa contribuir com estratégias para o avanço de diagnósticos precoce de doenças em plantas. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MERCANTE, LUIZA A.; PAVINATTO, ADRIANA; PEREIRA, TAMIRES S.; MIGLIORINI, FERNANDA L.; DOS SANTOS, DANILO M.; CORREA, DANIEL S.. Nanofibers interfaces for biosensing: Design and applications. SENSORS AND ACTUATORS REPORTS, v. 3, NOV 2021. (17/20973-4, 18/22214-6, 17/21791-7, 20/10048-4)