Desenvolvimento de Método Simples e Rápido para Detecção Colorimétrica de Nanopartículas de Dióxido de Titânio (TiO2)
Detalhes
- Tipo de apresentação: Trabalho
- Eixo temático: EXATAS
- Palavras chaves: nanopartículas; dióxido de titânio; imagens digitais;
- 1 Unicamp
- 2 Universidade Estadual de Campinas
Desenvolvimento de Método Simples e Rápido para Detecção Colorimétrica de Nanopartículas de Dióxido de Titânio (TiO2)
MATEUS QUEIROZ MARCHESI
UNICAMP
Resumo
Este trabalho visa desenvolver um método colorimétrico rápido e simples para análises de nanopartículas de dióxido de titânio, visto que, quando tratadas com ácido salicílico, elas adquirem coloração amarela. O método utiliza um aplicativo de celular chamado PhotoMetrix (disponível gratuitamente para dispositivos Android e IOS), que permite obter fotos de soluções padrão coloridas e gera curvas analíticas relacionado a intensidade de cor das imagens capturadas com as concentrações das soluções. Com curvas analíticas já existentes, o aplicativo permite tirar fotos de amostras e prever suas concentrações com a equação de reta da curva. Além disso, o método faz uso de dispositivos de impressão 3D para otimizar as condições de capturas de imagens, bem como tornar esse processo mais rápido e prático.
Apoio/Financiamento da Pesquisa: PIBIC/CNPq
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MATEUS QUEIROZ MARCHESI
Olá Carlos!
Agradeço pelos comentários, dúvidas e sugestões!
1) Quanto à resolução da câmera, realmente é um ponto que falhei. Meu coorientador havia me avisado para especificar, mas acabei esquecendo.
2) Quanto à avaliar diferentes resoluções, pensamos em algo parecido: avaliar diferentes modelos de celulares (logo diferentes câmeras), mas decidimos deixar essas análises para quando for possível trabalhar com as nanopartículas no laboratório, para que possamos obter dados estatisticamente relevantes especificamente ao método. Mas agradeço a sugestão de avaliar as resoluções, pois eu tinha em mente, se for possível, atingir o resultado "os diferentes modelos de celulares não interferem as medidas significativamente", e não "as diferentes resoluções de câmera não interferem as medidas significativamente".
3) A variação luminosa foi constatada visualmente mesmo (ora estava mais escuro ora mais claro nitidamente), que aconteceu principalmente pelas nuvens bloquearem a luz do Sol de forma variável, pois se deslocavam com o vento. Mas, até mesmo quando não foi possível perceber a variação luminosa visualmente, o Photometrix pôde detectá-la e apresentou maior incerteza na medida de RGB.
4) Quanto ao uso de outros softwares, a princípio, planejamos investir mais no Photometrix, principalmente pelo contato que meu prof. orientador tem com o Gilson (desenvolvedor do aplicativo) e nosso desejo de corroborar com o trabalho dele. Mas nada impede que testemos outros softwares também, desde que seja possível desenvolver um método bastante simples, mas não pesquisamos por nenhum outro no momento.
5) Quanto à diluição do corante, meu coorientador havia me enviado alguns béqueres, pipetas e uma proveta pelo correio (pois ele frequentou o laboratório no), todos de plástico, com marcações de volume (obviamente, sem grande exatidão e precisão). Apenas medi volumes de água e da solução estoque necessários para preparar cada concentração que desejava.
6) Quanto à melhora da metodologia, primeiro vou realizar testes com as nanopartículas (NPs) sob algumas condições empregadas em uma de nossas referências (concentração de ácido salicílico e pH específicos) para verificar se será possível reproduzir as curvas de calibração com alta linearidade e se será possível determinar as concentrações de algumas suspensões de NPs adequadamente. Depois, pretendo encontrar a concentração ótima de ácido salicílico e o melhor pH para a análise, avaliar repetibilidade e reprodutibilidade, faixa de concentração de NPs detectável etc. Também pretendemos desenvolver um novo dispositivo 3D que facilite a execução do método, por exemplo, um que fixe bem o celular e as soluções, mantendo suas posições, de modo que não seja necessário ajustá-las (com as marcas em preto na caixa, que mostro no vídeo) sempre que for necessário capturar uma foto, e que também bloqueie iluminações externas (um dispositivo que possua uma câmara interna com a solução, onde haverá apenas a luz do LED - A Figura 7 da referência 6, em meu resumo, dá uma excelente ideia do que tenho em mente). Apesar da luz do LED ter prevalecido, sempre é melhor minimizar qualquer fonte de luz externa.
7) Quanto à sua curiosidade, o dispositivo foi impresso em julho deste ano (mais ou menos na metade do mês). Foi meu coorientador que o imprimiu e me enviou pelo correio.
Novamente, muito obrigado pelas dúvidas e sugestões! Com certeza contribui um pouco para meu projeto. Espero ter ajudado também!
MATEUS QUEIROZ MARCHESI
Também acabei de verificar os MP da câmera do Moto G5 S. É de 16Mp (para falar a verdade, acabei de descobrir que meu celular não é da versão Plus, que mencionei no resumo. Fica aqui a correção). Além disso, o Photometrix estava configurado para capturar imagens de resolução de 640 x 480 (sem unidades especificadas).
Carlos Alberto Rios
Olá Matheus, bom dia. Muito obrigado pelos esclarecimentos. Pela suas respostas, vejo que tem muito trabalho pela frente e que você tem um caminho já definido para o desenvolvimento do estudo, isso é muito bom. Citei o uso de outros softwares justamente para não ficar limitado as ferramentas de Photometrix disponibiliza para tratar os dados. Já fiz um trabalho usando imagens digitais e desenvolvi uma rotina no Matlab que por sua fez pode ser pode ser usada em conjunto com ferramentas quimiométricas para gerar modelos multivariados. Caso você e seu orientador/co-orientador tenham interesse deixo meu email para contato ([email protected]). Novamente, gostei bastante do trabalho e também das suas respostas as minhas perguntas e curiosidades. Obrigado.
Ketolly Natanne da Silva Leal
Olá Matheus tudo bem? Boa tarde.
Eu trabalhei com análise de imagens no mestrado. Usei um sistema parecido com o seu para obtenção das imagens, mas optei em trabalhar com uma caixa em Mdf revestida na cor preta e frente a fonte luz (a lâmpada) coloquei uma folha branca justamente para controlar o espalhamento da luz, talvez essa informação ajude no seu sistema. Outra coisa que o Carlos pontuou e concordo, é que não se pode confirmar a variação da luminosidade apenas com sua observação visual, talvez você plotando um histograma das variaveis das cores, extraindo informações por exemplo HSV e Escala cinza, seria um parâmetro provavel para apontar essa interferência. E também concordo com o Carlos sobre a utilização do Matlab para o tratamentos dessas imagens, tem um Toolbox imagens_GUI que poderia te ajudar, voce coloca as imagens processa e extrai as variaveis como uma matriz de dados e ai você pode modelar esses dados de maneira multivariada. Gostei bastante do seu trabalho, é um método que vem sendo bastante estudado e acho bem o futuro na parte de instrumentação analitica de análise rapida,barata e de baixo custo. Parabéns para você e todos os envolvidos. Espero de alguma forma ter contribido. Abraços.