Em testes, descritos em artigo publicado em abril na revista Nature Photonics, a equipe conseguiu demonstrar a utilidade do equipamento para acompanhar a glicose durante períodos prolongados.
O resultado é promissor, mas ainda preliminar: são necessários novos estudos para avaliar a precisão da tecnologia em diferentes pessoas e situações antes que ela possa ser considerada uma alternativa aos métodos atuais.
Como o sensor funciona
O dispositivo é um espectrômetro óptico, ou seja, um instrumento que analisa a interação entre a luz e diferentes substâncias para identificar materiais ou estimar sua composição. A técnica é empregada em laboratórios, na indústria e em pesquisas ambientais, mas os equipamentos tradicionais costumam ser caros e volumosos.
No geral, reduzir as dimensões desses dispositivos significa perder a sua precisão ou capacidade de medição.
Para contornar esse problema, a equipe desenvolveu um modelo chamado espectrômetro convolucional, que, em vez de separar a luz em seus diferentes comprimentos de onda, utiliza componentes ópticos organizados em sequência e aplica cálculos matemáticos aos sinais produzidos.
Dessa maneira, o equipamento consegue recuperar informações sobre a substância analisada sem depender de um sistema grande ou de processamento computacional excessivo.
“A principal descoberta foi voltar à matemática e questionar se existia uma maneira fundamentalmente mais simples de obter espectros”, afirma Chunhui Yao, um dos principais autores do estudo, em comunicado.
Para o pesquisador, a nova abordagem ajuda a superar limitações dos espectrômetros miniaturizados, combinando precisão, resistência a interferências e baixo custo.
Construído com nitreto de silício, material que permite conduzir luz em circuitos minúsculos, o equipamento mede apenas alguns centímetros de diâmetro e processa cada medição em menos de um segundo.
Glicose e outros parâmetros, sem picadas
Nos testes descritos pela universidade, o sensor também foi usado para medir outros indicadores biológicos, como lactato sanguíneo, álcool no sangue e umidade da pele. Esses indicadores, chamados biomarcadores, são características ou substâncias que fornecem informações sobre o funcionamento do organismo.
Tal possibilidade de acompanhar a glicose sem perfurar a pele é especialmente relevante para pessoas com diabetes, que precisam monitorar os níveis de açúcar no sangue regularmente. Atualmente, esse acompanhamento pode exigir pequenas punções ou o uso de sensores inseridos sob a pele.
A demonstração feita pelos pesquisadores, porém, não comprova que o equipamento já possa substituir esses métodos. O monitoramento prolongado sem coleta de sangue foi realizado em um participante, e ainda será necessário avaliar o desempenho do sensor em grupos maiores e em diferentes condições de uso.
“Essas demonstrações biomédicas são particularmente empolgantes”, aponta Qixiang Cheng, professor que liderou o estudo. Segundo ele, um dos avanços do trabalho foi transformar uma ideia matemática em um sistema funcional, capaz de operar em condições reais.
Resultados em alimentos e medicamentos
A equipe também avaliou a capacidade do dispositivo de distinguir diferentes materiais. O sensor classificou corretamente todas as amostras testadas de plásticos, produtos farmacêuticos, café, farinha e chá, alcançando 100% de acerto nesse conjunto de experimentos.
Em outros testes, mediu concentrações de substâncias em soluções aquosas e orgânicas com precisão relatada de aproximadamente 0,01%. Nesses casos, seu desempenho superou o de espectrômetros comerciais de bancada usados na comparação.
Os resultados indicam possíveis aplicações na verificação de matérias-primas, no controle de qualidade de produtos e na identificação de alterações químicas. Sensores compactos também poderiam facilitar análises ambientais em locais onde a instalação de equipamentos laboratoriais é inviável.
Esses índices divulgados, entretanto, correspondem às amostras avaliadas pelos pesquisadores. Ou seja, eles não garantem o mesmo desempenho em qualquer material ou situação.
O que falta para chegar ao mercado
Além da precisão, o sensor demonstrou funcionar em temperaturas entre -20 °C e 80 °C, o que pode favorecer seu uso em ambientes industriais e externos. Sua arquitetura também foi projetada para facilitar a fabricação e ampliar a capacidade de medição com a adição de componentes ópticos.
“Este é um belo exemplo de como a engenharia elegante pode gerar um impacto real”, afirma Richard Penty, professor que contribuiu para o desenvolvimento do sistema. Para ele, a combinação entre uma estrutura simples e um desempenho elevado pode facilitar a produção em escala.
O valor de R$ 50 é uma estimativa para o sensor e não necessariamente o preço de um produto pronto para o consumidor. A comercialização pode envolver custos adicionais de fabricação, calibração, componentes eletrônicos e certificação — especialmente para aplicações médicas.
No futuro, a equipe vislumbra o uso da tecnologia em dispositivos vestíveis capazes de acompanhar indicadores de saúde, além de ferramentas industriais e ambientais. Até lá, transformar essa capacidade em um monitor de glicose confiável e disponível ao público dependerá de novas pesquisas e validações.
