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22 luglio 2013

Poliba. Scoperto al Poliba sensore fotoacustico per rivelare agenti tossici, tracce di gas e sostanze esplosive

Politecnico di BARI – Un sensore fotoacustico per rivelare agenti tossici e sostanze esplosive

Il risultato è pubblicato sulla copertina della rivista “Applied Physics Letters”

I ricercatori del Dipartimento Interateneo di Fisica del Poliba hanno realizzato un sensore fotoacustico per rivelare minime tracce di gas.

Il sensore messo a punto, renderà più facile identificare agenti tossici e sostanze esplosive. Il sistema è infatti in grado di rivelare tracce di gas tossici, “ascoltando il suono” anche di una manciata di molecole diluite milioni di volte. Esso sfrutta le capacità di un minuscolo diapason al quarzo. Si tratta del primo sensore fotoacustico che opera nelle frequenze terahertz, ottimali per identificare gas inquinanti e agenti chimici pericolosi.

Lo studio, a firma del Dipartimento Interateneo di Fisica Poliba, in collaborazione con l’Istituto di fotonica e nanotecnologie (Ifn-Cnr), l’Istituto nanoscienze (Nano-Cnr), i Cavendish Laboratories dell’Università di Cambridge e la Scuola Normale Superiore di Pisa, è stato pubblicato sulla copertina della rivista “Applied Physics Letters”.

Il dispositivo impiega una delle tecniche più sensibili per la rivelazione di tracce gassose, la spettroscopia fotoacustica. “Sfrutta il fatto che le molecole di un gas illuminate con luce laser intermittente, scaldandosi e raffreddandosi ciclicamente, producono onde sonore” – spiega Vincenzo Spagnolo ricercatore del Poliba. “Queste onde mettono in vibrazione un minuscolo diapason di quarzo in proporzione alla concentrazione di molecole. Solitamente si impiega luce laser infrarossa per far ‘suonare’ le molecole di gas, ma nel nostro esperimento è stato usato per la prima volta un laser con frequenza terahertz, ideale per il riconoscimento specifico di molte sostanze chimiche. Utilizzando la radiazione terahertz è possibile rivelare in maniera selettiva diversi agenti inquinanti, ma anche gas tossici e vapori di sostanze esplosive. Queste sostanze hanno infatti uno spettro di assorbimento ben specifico in questo range spettrale, una sorta di impronta digitale”.

Per il prototipo i ricercatori hanno realizzato ad hoc un diapason di quarzo. A seguito di questa prima dimostrazione della tecnica, il passo successivo consisterà nell’utilizzo di laser più potenti e diapason con dimensioni e forma ottimizzate, al fine di ottenere sensori compatto, trasportabili ed economici in grado di rivelare in tempo reale molecole diluite decine di miliardi di volte, con svariati campi di applicazioni quali indagine ambientale e sicurezza.

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