Desenvolvimento de DNAs para gasolina, diesel e etanol baseados em marcadores fluorescentes com potencial industrial

Abstract

Marcadores químicos são usados atualmente para detecção de fraudes e adulterações em combustíveis num âmbito internacional. No presente trabalho, foi avaliada a marcação de combustíveis de naturezas diferentes: o etanol hidratado combustível, o diesel S10 e a gasolina. Foram desenvolvidos três tipos distintos de marcadores e as técnicas de espectroscopia de absorção eletrônica e emissão ou fluorescência foram empregadas como métodos de detecção. Inicialmente, foi desenvolvido um marcador de formulação sigilosa totalmente atóxico e de custo mínimo para etanol combustível. Esse marcador proporcionou uma marcação invisível em concentrações de ppb. Também foi submetido a testes de remoção física e química por meio de adsorventes e por degradação em alta temperatura. Assim, desenvolveu-se um marcador nacional com tecnologia de marcação apropriada para ser transferida para alguma empresa distribuidora de combustíveis, dependendo desta distribuidora a realização de testes destes marcadores no transporte do etanol e armazenamento nos postos de combustíveis. Em seguida, foram desenvolvidos nanocristais fluorescentes semicondutores do tipo pontos quânticos de CdSe como uma nova classe de nanomarcadores de combustíveis. Os resultados para as novas metodologias de preparação de CdSe mostraram uma fluorescência brilhante e multicolorida, cobrindo quase todo o espectro visível quando excitado em um único comprimento de onda. Esta classe de nanomarcadores apresentou algumas vantagens em relação aos marcadores tradicionais constituídos por moléculas orgânicas, como alto potencial de detecção de forma barata, rápida e segura, emissão de fluorescência em comprimentos de onda multicoloridos, alta fotoestabilidade e facilidade de procedimentos de preparação. Assim, foi comprovado o potencial de marcação destes nanocristais nos combustíveis diesel S10 e gasolina. Além disso, foram utilizadas equações empíricas obtidas na literatura para determinação do diâmetro médio e da concentração desses pontos quânticos de CdSe, bem como da técnica de difração de raios-X para avaliação da sua morfologia. Foram também realizados estudos sobre a cinética de nucleação e crescimento destes nanocristais que contribuíram na compreensão de detalhes da síntese coloidal por automontagem (self-assembly) destes pontos quânticos. Outra nova classe de marcadores explorada foram os pontos quânticos de carbono. Embora os estudos realizados tenham sido iniciais, estes apresentaram vantagens sobre os pontos quânticos tradicionais, como procedimento de preparação mais simples e de menor custo, serem livres de elementos tóxicos como o cádmio e terem propriedades ópticas semelhantes. Para fins tecnológicos, pelo menos um dos marcadores desenvolvidos no presente trabalho, aplicado em concentrações mínimas, mostrou-se competitivo no setor de combate à fraude e adulteração de combustível. Adicionalmente, o uso de nanocristais pontos quânticos como nanomarcadores de combustíveis foi um desenvolvimento tecnológico inédito no mundo.