Des chercheurs de l’Université de São Paulo (USP) ont mis au point un capteur électrochimique à base de papier kraft capable de détecter des traces de pesticides dans les fruits et légumes.

Cette innovation fonctionne en « temps réel » lorsqu’elle est liée à un appareil électronique et les chercheurs disent que, en utilisant une pomme ou un chou comme exemple, l’appareil peut détecter le carbendazime, un fongicide interdit qui, selon eux, est toujours utilisé au Brésil.

« Pour savoir si un échantillon alimentaire contient des traces de pesticides par des méthodes conventionnelles, vous devez broyer l’échantillon et le soumettre à des processus chimiques longs avant que de telles substances puissent être détectées », a déclaré Osvaldo Novais de Oliveira Junior, auteur de l’article et professeur à l’IFSC-USP.

« Les capteurs portables comme celui que nous avons développé pour la surveillance continue des pesticides dans l’agriculture et l’industrie alimentaire éliminent le besoin de ces processus complexes. L’inspection est beaucoup plus facile, moins chère et fiable pour un supermarché, un restaurant ou un importateur.

Les chercheurs affirment que le nouvel appareil est très sensible et ressemble aux glucomètres utilisés par les diabétiques pour mesurer la glycémie, sauf que les résultats de l’analyse des aliments pour les pesticides sont affichés sur un smartphone.

« Dans les tests que nous avons effectués, sa sensibilité était similaire à celle des méthodes conventionnelles. De plus, c’est rapide et peu coûteux », a déclaré José Luiz Bott Neto, auteur correspondant de l’article et boursier postdoctoral à l’IFSC-USP.

Le dispositif lui-même est constitué d’un substrat de papier modifié avec de l’encre de carbone qui est soumis à un traitement électrochimique dans un milieu acide pour activer les groupes carboxyle ce qui rend la détection possible.

Pesticides : pourquoi, comment et quoi ?

« Nous utilisons le procédé de sérigraphie pour transférer de l’encre conductrice de carbone sur une bande de papier kraft, créant ainsi un dispositif basé sur l’électrochimie. Il a trois électrodes de carbone et est immergé dans une solution acide pour activer les groupes carboxyle. En d’autres termes, des atomes d’oxygène sont ajoutés à la structure de l’électrode de carbone.

« Lorsqu’il entre en contact avec un échantillon contaminé par le carbendazime, le capteur induit une réaction d’oxydation électrochimique qui permet de détecter le fongicide. La quantité de carbendazime est mesurée par courant électrique », explique Bott Neto.

Après avoir développé l’outil, les chercheurs ont évalué la stabilité et la structure du substrat de papier. En examinant le papier kraft et le parchemin, les chercheurs ont constaté que les deux types de papier étaient « suffisamment stables » pour être utilisés comme substrat pour le capteur.

Cependant, ils ont noté que la porosité du papier kraft permettait une plus grande sensibilité sur le capteur et les groupes carboxyle formés lors de l’activation électrochimique. Pendant ce temps, ils ont constaté que les électrodes à base de papier pouvaient être utilisées dans « de nombreuses applications ».

« Il existe des électrodes commerciales en plastique ou en céramique. Nous avons développé avec succès des capteurs électrochimiques à base de papier, un matériau beaucoup plus malléable et donc potentiellement utile dans de nombreux domaines, pas seulement dans les fermes ou les supermarchés, mais aussi dans les soins de santé », a conclu Thiago Serafim Martins, premier auteur de l’article et boursier postdoctoral à l’IFSC-USP.

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