Un naso portatile contro le fughe di gas

Il gruppo del Prof. Baltes che ha sviluppato il "naso elettronico" Do not publish as copyright information is not clear

Ricercatori del politecnico di Zurigo hanno messo a punto un sensore microscopico per rivelare la presenza di composti organici gassosi nell'aria.

Questo contenuto è stato pubblicato il 15 novembre 2001 - 09:52

Grazie a questo sensore potranno venir scoperti immediatamente dei gas potenzialmente molto nocivi per la salute umana: ad esempio i gas che si trovano in luoghi dove si fa uso di prodotti chimici, come nelle lavanderie. Servirà inoltre a costruire spie delle dimensioni di una carta di credito, a ridotto consumo elettrico, anche per la sicurezza nelle case e dei luoghi di lavoro.

Altre applicazioni interessanti riguardano la sorveglianza dei processi di fermentazione (la produzione di birra ad esempio) o dei trasporti di sostanze pericolose, come i camion che caricano sostanze infiammabili o potenzialmente inquinanti. "Il nostro naso reagisce tempestivamente ai cattivi odori, il velenosissimo monossido di carbonio invece non lo percepisce", spiega Andreas Hierlemann, uno dei ricercatori del Laboratorio di fisica elettronica del Politecnico di Zurigo che ha fabbricato il chip.

Questo laboratorio chimico concentrato in un microchip è un quadratino di sette millimetri di lato, capace di analizzare le molecole disperse nell'aria e segnalare la presenza di idrocarburi o di solventi industriali.

Il dispositivo, descritto sulle pagine della rivista Nature, contiene un sottile strato di un polimero sensibile che assorbe le molecole di vapore con cui viene in contatto e muta le sue caratteristiche fisiche a seconda delle proprietà delle molecole stesse. Tre microscopici strumenti misurano continuamente la resistenza elettrica del polimero, la sua massa e la temperatura.

Quando lo straterello di polimero, dello spessore di appena quattro miliardesimi di metro, assorbe il vapore, la sua resistenza elettrica muta in funzione della resistenza elettrica del composto assorbito. Misurando il cambiamento, è possibile ottenere informazioni sulle caratteristiche chimiche della sostanza presente nell'aria. Le variazioni della massa del polimero vengono rilevate facendo vibrare il sensore e misurando poi la frequenza di risonanza delle sue molecole. Infine, un microscopico calorimetro misura i cambiamenti di temperatura all'interno del polimero.

I segnali analogici prodotti dai tre strumenti, vengono tradotti in segnali digitali all'interno dello stesso microchip e quindi inviati a una memoria esterna. Le misurazioni combinate del sensore permettono di distinguere diversi composti organici usati come solventi in campo industriale: alcool, idrocarburi, composti del cloro.

Inoltre, lo strumento valuta la concentrazione del vapore nell'aria, fino ad un limite inferiore del tre per cento. La tecnologia dei sensori a base di polimeri ha fatto grandi progressi negli ultimi anni, ma è la prima volta che un sistema di questa complessità viene inglobato in un singolo microchip.

Maria Cristina Valsecchi

Questo articolo è stato importato automaticamente dal vecchio sito in quello nuovo. In caso di problemi nella visualizzazione, vi preghiamo di scusarci e di indicarci il problema al seguente indirizzo: community-feedback@swissinfo.ch

Condividi questo articolo