Cientistas da Universidade Northwestern, nos EUA, desenvolveram um novo dispositivo vestível capaz de monitorar gases liberados pela pele humana — como dióxido de carbono, vapor d’água, amônia e outros compostos orgânicos voláteis — para avaliar a saúde geral, detectar infecções e acompanhar a cicatrização de feridas.
Com apenas 2 cm de comprimento, o equipamento abriga sensores de alta precisão em uma câmara que coleta os gases sem contato direto com a pele, tornando-o ideal para pacientes com pele sensível, como bebês, idosos e pessoas com diabetes.
A tecnologia, publicada na revista Nature, representa um avanço sobre dispositivos anteriores que monitoravam apenas o suor ou a perda de água transepidérmica.
O dispositivo vestível possui uma válvula, onde sensores medem as mudanças nas concentrações de gás ao longo do tempo – Imagem: John A. Rogers/Universidade Northwestern
Como o dispositivo funciona
O diferencial do dispositivo está na análise contínua do chamado Fluxo Molecular Epidérmico (CEM), permitindo que profissionais de saúde detectem precocemente sinais de infecção e evitem o uso desnecessário de antibióticos — uma prática que contribui para o aumento da resistência bacteriana.
Os dados são enviados em tempo real via Bluetooth para dispositivos móveis, o que possibilita decisões clínicas mais rápidas e assertivas.
Segundo o coautor do estudo, Guillermo A. Ameer, o dispositivo poderá ser crucial para evitar casos graves de infecção e até amputações em pacientes com úlceras diabéticas que não cicatrizam corretamente.
Outras aplicações são possíveis
Além de aplicações clínicas, os pesquisadores apontam que a tecnologia pode ser usada para testar a eficácia de repelentes, cosméticos e outros produtos dermatológicos.
A equipe já trabalha em atualizações, incluindo sensores de pH e gases específicos para detectar sinais de doenças com ainda mais precisão.
Uma pequena câmara dentro do dispositivo que fica acima da pele sem realmente tocá-la – Imagem: John A. Rogers/Northwestern University
A atmosfera terrestre é uma camada de gases que envolve nosso planeta, essencial para a manutenção da vida. Composta principalmente por nitrogênio (78%) e oxigênio (21%), ela também contém outros gases, vapor d’água e partículas em suspensão.
Apesar de sua imensa massa, que chega a aproximadamente 5,5 quatrilhões de toneladas, não sentimos o peso da atmosfera sobre nossos corpos. Mas por que isso acontece? Continue lendo e descubra.
O que é a atmosfera?
Aurora Boreal na atmosfera / Crédito: muratart (shutterstock/reprodução)
A atmosfera é uma camada de gases que envolve a Terra, retida pela força da gravidade. Ela desempenha um papel crucial na proteção do planeta, filtrando radiação ultravioleta, regulando a temperatura e permitindo a respiração dos seres vivos.
A atmosfera tem cinco camadas principais:
Troposfera (0-12 km): onde ocorrem os fenômenos meteorológicos e se encontra o ar respirável.
Estratosfera (12-50 km): contém a camada de ozônio, que absorve a radiação UV.
Mesosfera (50-80 km): camada onde as temperaturas são mais baixas e onde a maioria dos meteoros se desintegra.
Termosfera (80-700 km): onde ocorre a ionização dos gases e a formação de auroras boreais e austrais.
Exosfera (700-10.000 km): parte mais externa, onde os gases são extremamente rarefeitos e os satélites orbitam.
A pressão atmosférica, que é a força exercida pelo ar sobre a superfície terrestre, diminui conforme a altitude aumenta. Ao nível do mar, a pressão média é de 1 atmosfera (atm), equivalente a 101.325 Pascal (Pa). Essa pressão é produto do peso do ar acima de nós, que se estende por cerca de 100 quilômetros de altura.
Por que não sentimos o peso da atmosfera?
Um satélite na atmosfera terrestre / Crédito: Mechanik (shutterstock/reprodução)
Apesar da atmosfera exercer uma pressão significativa sobre nós, não sentimos seu peso devido a um equilíbrio de forças. O ar, sendo um fluido, exerce pressão em todas as direções. Isso significa que a pressão atmosférica atua tanto de cima para baixo quanto de baixo para cima, além de atuar lateralmente. Esse equilíbrio de forças faz com que a pressão externa se cancele, o que impede que sintamos o peso da atmosfera.
Além disso, nosso corpo é adaptado para lidar com essa pressão. A pressão interna do nosso corpo, gerada por fluidos e gases, é igual à pressão externa exercida pela atmosfera. Esse equilíbrio é essencial para nossa sobrevivência. Se houvesse uma diferença significativa entre a pressão interna e externa, nosso corpo seria comprimido ou expandido, causando danos graves.
Um exemplo prático é o que acontece ao nível do mar. A pressão atmosférica nessa altitude equivale a cerca de 10 toneladas por metro quadrado. No entanto, como a pressão se distribui uniformemente, não sentimos essa força poderosa.
Imagine segurar um objeto pesado com as duas mãos: se você aplicar a mesma força em ambos os lados, o objeto parecerá leve. O mesmo princípio se aplica à pressão atmosférica.
A atmosfera do céu da estratosfera / Crédito: Chaleephoto (shutterstock/reprodução)
A gravidade é a força que mantém a atmosfera presa à Terra. Sem ela, os gases escapariam para o espaço, como acontece em corpos celestes menores, como a Lua. A gravidade também é responsável por comprimir o ar próximo à superfície, tornando-o mais denso ao nível do mar. Conforme subimos em altitude, o ar se torna mais rarefeito, e a pressão diminui.
Um céu com nuvens cinzentas / Crédito: Bilanol (shutterstock/reprodução)
Nosso corpo, por sua vez, sofreu adaptações ao passar dos anos para resistir a essas forças. A pele, os músculos e os ossos são estruturas que ajudam a manter a integridade física mesmo sob pressão. Em situações extremas, como no vácuo do espaço, onde não há pressão atmosférica, o corpo humano sofreria danos devido à falta de equilíbrio entre as pressões interna e externa.
No entanto, na superfície terrestre, esse equilíbrio se mantêm, o que permite que vivamos sem sentir o peso da atmosfera.
Em resumo, a atmosfera terrestre é uma camada essencial para a vida, e os habitantes da Terra não sentem seu peso por causa do equilíbrio entre a pressão externa e a pressão interna do nosso corpo. A física por trás desse fenômeno demonstra como a natureza encontra maneiras de manter a harmonia entre forças aparentemente opostas.
Um artigo publicado esta semana no periódico científico Astrophysical Journal Letters apresenta uma nova estratégia para detectar vida em outros planetas. Cientistas da Universidade da Califórnia em Riverside (UCR), EUA, destacam a importância de gases pouco explorados na busca por bioassinaturas, ampliando a pesquisa para mundos muito diferentes da Terra.
A proposta foca nos haletos de metila, gases formados por um átomo de carbono ligado a três átomos de hidrogênio e a um halogênio, como cloro ou bromo. Na Terra, essas substâncias são produzidas por algas, bactérias, fungos e algumas plantas. Se forem encontrados em outros planetas, podem indicar a presença de formas de vida microscópicas.
Em poucas palavras:
Cientistas propõem detectar vida com haletos de metila, gases produzidos por microrganismos;
Esses gases são mais fáceis de identificar que o oxigênio em exoplanetas;
Planetas Hycean, com atmosferas ricas em hidrogênio, tornam mais clara a detecção;
O Telescópio James Webb pode encontrar esses gases em poucas horas de observação;
Isso pode mudar nossa visão sobre a vida no Universo.
O grande desafio é que exoplanetas parecidos com a Terra são pequenos e difíceis de observar com o Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA. Para contornar essa limitação, os cientistas propõem analisar mundos maiores, chamados de planetas Hycean. Eles têm oceanos profundos, atmosferas ricas em hidrogênio e orbitam estrelas anãs vermelhas.
Representação artística de um planeta Hycean, onde os gases de iodetos de metila seriam detectáveis na atmosfera. Crédito: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted / STScI
Embora não sejam habitáveis para humanos, esses planetas podem abrigar micróbios adaptados a condições extremas. Em um comunicado, Eddie Schwieterman, astrobiólogo da UCR e coautor do estudo, disse que os mundos Hycean oferecem sinais atmosféricos mais claros do que os rochosos, facilitando a detecção de possíveis bioassinaturas.
James Webb leva 13 horas para identificar esses gases em exoplanetas
A pesquisadora Michaela Leung, autora principal do estudo, explica que o oxigênio, uma bioassinatura tradicional, ainda é muito difícil de identificar em exoplanetas. Os haletos de metila, por outro lado, têm características de absorção de luz infravermelha mais fortes, tornando sua detecção viável com a tecnologia atual.
Além disso, o JWST pode detectar esses gases em apenas 13 horas de observação, um tempo comparável ou até menor do que o necessário para encontrar metano ou oxigênio. Isso torna a busca mais eficiente e reduz os custos das missões astronômicas.
Na Terra, os haletos de metila estão presentes em baixas concentrações. No entanto, em um planeta Hycean, sua composição atmosférica distinta pode permitir o acúmulo desses gases em níveis detectáveis a anos-luz de distância. Se confirmados, poderiam indicar processos biológicos semelhantes aos das bactérias anaeróbicas terrestres.
O estudo se baseia em pesquisas anteriores sobre gases de bioassinatura, como o sulfeto de dimetila, outro possível indicador de vida. No entanto, os haletos de metila se destacam pelo seu alto potencial de detecção e pela possibilidade de estarem mais concentrados em atmosferas ricas em hidrogênio.
Embora o JWST seja a ferramenta mais avançada disponível atualmente, novos telescópios (como o LIFE, uma missão europeia proposta para a década de 2040) poderão facilitar ainda mais essas buscas.
Se esses gases forem encontrados em vários planetas, isso pode indicar que a vida microbiana é comum no Universo, mudando nossa compreensão sobre sua distribuição e origem. Segundo Leung, a confirmação de bioassinaturas em múltiplos mundos poderia revolucionar nossa visão sobre a existência de vida além da Terra.
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