Os avanços científicos e tecnológicos das últimas décadas trouxeram benefícios incontestáveis para a sociedade, mas também resultaram em sérios desafios ambientais. Entre estes, destaca-se a presença de micropoluentes orgânicos, como pesticidas e antibióticos, em águas superficiais e residuais. Estes compostos, listados pela União Europeia na Water Watch List, são frequentemente detetados em baixas concentrações (ng/L a µg/L). Mesmo em níveis residuais, podem afetar organismos não-alvo e comprometer a qualidade da água destinada ao consumo humano e à reutilização. Atualmente, a deteção e quantificação destes contaminantes baseiam-se essencialmente em técnicas analíticas de referência, como a Cromatografia Líquida ou Gasosa acoplada à espetrometria de massa (LC/GC-MS). Apesar da sua elevada precisão e fiabilidade, estes métodos apresentam limitações significativas: são caros, requerem em equipa altamente especializada e não são adequados para monitorização em campo ou rastreio rápido em larga escala.
Neste contexto, existe uma necessidade urgente de desenvolver ferramentas práticas, sensíveis, portáteis e reutilizáveis que permitam a monitorização direta de micropoluentes em ambientes aquáticos. A espetroscopia de absorção no infravermelho com realce de superfície (Surface-enhanced infrared absorption spectroscopy, SEIRA) é uma técnica promissora que combina elevada sensibilidade com potencial de miniaturização. No entanto, a sua eficácia depende fortemente dos substratos utilizados para potenciar os sinais. A nanotecnologia, e em particular os pontos quânticos (quantum dots, QDs), oferece um caminho inovador, dado que estes nanomateriais possuem propriedades óticas únicas que os tornam excelentes candidatos para a amplificação de sinal.
O NanoSEIRA pretende explorar esta abordagem através do desenvolvimento de nanosensores baseados em pontos quânticos de prata e cobre (Ag e Cu-QDs), preparados de acordo com os princípios da Química Verde, evitando assim metais pesados, solventes orgânicos e reagentes tóxicos. Os QDs serão depois funcionalizados com macromoléculas e polímeros com impressão molecular (molecularly imprinted polymers, MIPs), de modo a aumentar a seletividade e especificidade na deteção de micropoluentes ambientalmente relevantes.
Um dos aspetos mais inovadores do NanoSEIRA reside na criação de plataformas SEIRA reutilizáveis, nomeadamente: (a) a integração de QDs em carvão ativado magnético (MAC) produzido a partir de resíduos da indústria cervejeira, promovendo princípios de economia circular e assegurando a sustentabilidade ambiental; e (b) a deposição covalente de QDs em substratos de silício ATR, criando sensores portáteis e altamente reprodutíveis, adequados a aplicações diretas em campo.
Para alcançar os objetivos do projeto, o NanoSEIRA está estruturado em 7 tarefas interligadas, que abrangem a síntese e funcionalização de QDs, o desenvolvimento de plataformas reutilizáveis, a sua validação em amostras reais e a disseminação dos resultados. O projeto será desenvolvido por uma equipa multidisciplinar do Departamento de Química e CESAM da Universidade de Aveiro, em colaboração com investigadores internacionais de renome da Universidade Federal de Pernambuco e da Universidade de Campinas (Brasil), da Universidade de Ulm (Alemanha) e do Instituto de Ciência e Tecnologia do Carbono (CSIC, Espanha).
Através desta abordagem, o NanoSEIRA visa não apenas proporcionar uma inovação científica e tecnológica na monitorização ambiental, mas também uma resposta prática e sustentável a um dos maiores desafios globais da atualidade: a preservação da qualidade da água. Ao desenvolver sensores precisos, rápidos, de baixo custo e reutilizáveis, o projeto contribui para uma gestão mais eficiente dos recursos hídricos, fomenta a reutilização segura de águas residuais e alinha-se diretamente com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável das Nações Unidas (ODS 6 – Água Potável e Saneamento; ODS 12 – Produção e Consumo Responsáveis), bem como com as estratégias nacionais e europeias de transição verde e economia circular.
