«Ascoltando il suono» di gas inquinanti e agenti chimici pericolosi

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Attraverso un «minuscolo diapason al quarzo», il sensore, il primo che opera nelle frequenze terahertz, è in grado di rilevare tracce di gas inquinanti e agenti chimici pericolosi. Lo studio è stato pubblicato sulla copertina della rivista «Applied Physics Letters»

I ricercatori del dipartimento interateneo di Fisica del Politecnico e dell’Università di Bari hanno realizzato un sensore fotoacustico per rilevare minime tracce di gas. Lo studio è stato pubblicato sulla copertina della rivista «Applied Physics Letters».
Attraverso un «minuscolo diapason al quarzo», il sensore, il primo che opera nelle frequenze terahertz, è in grado di rivelare tracce di gas inquinanti e agenti chimici pericolosi, «ascoltando il suono» anche di una manciata di molecole diluite milioni di volte.
Lo studio è a firma del dipartimento interateneo di Fisica di Bari, 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.
Il dispositivo, spiega Vincenzo Spagnolo, ricercatore del Politecnico barese, «sfrutta il fatto che le molecole di un gas illuminate con luce laser intermittente, scaldandosi e raffreddandosi ciclicamente, producono onde sonore. 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 rilevare, 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».
In definitiva, un sensore che renderà più facile identificare agenti tossici e sostanze esplosive andando ad impiegare una delle tecniche più sensibili per la rivelazione di tracce gassose, la spettroscopia fotoacustica. Ora, a seguito di questa prima dimostrazione tecnica, si aspetta l’impiego diffuso di questo dispositivo, con dimensioni e forme ottimizzate, al fine di ottenere sensori compatti, trasportabili ed economici e in grado di essere utilizzati in svariati campi di applicazioni quali, ad esempio, indagini ambientali e sicurezza.