BENVENUTO   |   Login   |   Registrati   |
Imposta Come Homepage   |   Ricerca Avanzata  CERCA  

FISICA/ Il micro diapason che “sente” i sussurri delle molecole inquinanti

Pubblicazione:

Un'immagine del diapason al quarzo  Un'immagine del diapason al quarzo

La spettroscopia fotoacustica è una tecnica sensoristica basata sulla generazione di suono a seguito di assorbimento di luce. Il fenomeno fisico alla base della spettroscopia fotoacustica è quindi un processo di assorbimento di luce laser intermittente da parte del mezzo da rivelare, ad esempio molecole di un gas. Il mezzo illuminato con luce intermittente si scalda e raffredda ciclicamente, dando luogo a onde di pressione ovvero suono. Solitamente per rivelare questo suono si usano casse acustiche e microfono sensibili, il che rende la tecnica fortemente sensibile al rumore ambientale. Nella spettroscopia fotoacustica a diapason di quarzo, si utilizza un diapason di quarzo di dimensioni inferiori al centimetro. Questi diapason sono risuonatori acustici con risonanza a 32 kHz con elevatissimi fattori di merito. Sostanzialmente si generano onde sonore tra i due denti del diapason in una regione di spessore di circa 300 µm; queste onde deflettono i denti del diapason di quarzo, che essendo un materiale piezoelettrico genera delle cariche, che vengono misurate mediante un circuito elettrico. Il segnale elettrico rivelato risulta proporzionale alla concentrazione di molecole da rivelare. Il diapason è immune al rumore esterno, ma sensibile solo a suono che si genera tra i due denti, distanti poche centinaia di micrometri (300 µm nei diapason “standard”).

Perché la scelta dei Terahertz?

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. Inoltre a differenza di quanto avviene in altri intervalli spettrali, esiste una corrispondenza univoca tra sostanze e relativo spettro di assorbimento, ovvero ogni sostanza ha un suo distinto set di frequenze di assorbimento. Un altro aspetto fondamentale è che nel tipo di tecnica sviluppata è il diapason stesso a fungere da rivelatore, eliminando quindi la necessità di usare i tipici rivelatori nei sensori usati per rivelare radiazione Terahertz costosi, ingombranti e che devono operare a temperature criogeniche.

Prevedete sviluppi ulteriori e miglioramenti dopo questo prototipo?



< PAG. PREC.   PAG. SUCC. >