Impressão 3D de dispositivos à base de Quitosana e nanotubos de Carbono para microextração de agrotóxicos

Abstract

O uso indiscriminado de agrotóxicos, especialmente em países com intensa atividade agrícola como o Brasil, representa um grave risco à saúde pública devido à possível contaminação de alimentos, solo e água. Neste trabalho, com o objetivo de desenvolver uma ferramenta sustentável e alternativa no monitoramento de agrotóxicos, um dispositivo nanocompósito à base de quitosana (CS) e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) foi sintetizado e processado por uma impressora 3D de extrusão de semissólidos para emprego como material extrator na técnica de microextração em fase sólida de filme fino (TF-SPME). O nanocompósito 3D-impresso foi estudado na determinação de agrotóxicos organoclorados e organofosforados em água por cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massas (GC-MS). Hidrogéis de CS com e sem MWCNT foram preparados e utilizados como tinta na impressão 3D para produção da fase extratora. Ensaios reológicos demonstraram que ambos os hidrogéis à base de CS, com e sem MWCNT, possuem características adequadas para o método de impressão 3D proposto, atendendo às propriedades viscoelásticas necessárias para a produção deste material extrator. As propriedades físico-químicas dos filmes 3D-impressos produzidos a partir dos hidrogéis foram avaliadas, mostrando comportamento semelhante nos ensaios de medição do pH, perda por dessecação, inchamento, e massa média, independente da presença de MWCNT. O filme de CS contendo MWCNT demonstrou maior potencial de extração e resposta linear para sete agrotóxicos em meio aquoso. A combinação de impressão 3D com materiais avançados provou-se ser uma abordagem promissora para a customização de dispositivos analíticos, com capacidade extratora e explorando aspectos da química verde envolvidos no campo do preparo de amostras.