Gli scienziati sviluppano un sensore rivoluzionario che può rilevare senza fili agenti di guerra chimica

Un rivoluzionario sensore che utilizza la tecnologia SAW offre rilevamento wireless e altamente sensibile degli agenti chimici di guerra, segnando un importante avanzamento nella tecnologia di sicurezza consentendo un monitoraggio efficiente e affidabile in ambienti impegnativi. (Concetto dell'artista). Credit: SciTechDaily.com

I ricercatori hanno sviluppato un sensore rivoluzionario in grado di rilevare agenti chimici di guerra senza fili, rappresentando un importante avanzamento nella tecnologia per la sicurezza pubblica. Questo dispositivo innovativo, in grado di identificare sostanze come il dimetilmetilfosfonato (DMMP), offre un nuovo livello di efficienza e affidabilità nel monitoraggio e nel rispondere alle minacce chimiche, senza la necessità di fonti di alimentazione dirette o connessioni fisiche.

L'urgente necessità di rilevazione avanzata degli agenti chimici di guerra (CWA) per garantire la sicurezza globale ha portato allo sviluppo di un nuovo sensore per gas. Questo sensore si distingue per la sua risposta rapida, l'alta sensibilità e le dimensioni compatte, fondamentali per il rilevamento precoce dei CWA. La rilevazione e il monitoraggio accurati dei CWA sono vitali per operazioni di difesa efficaci, sia militari che civili. A causa della natura pericolosa dei CWA, la ricerca è tipicamente limitata a laboratori autorizzati che utilizzano simulanti che imitano la struttura chimica dei CWA senza i loro effetti tossici.

Un recente studio guidato da un team di esperti, pubblicato il 3 gennaio 2024 sulla rivista Microsystems & Nanoengineering, ha sviluppato un sensore all'avanguardia che identifica senza fili gli agenti chimici di guerra, rivoluzionando le misure di sicurezza. Questo dispositivo rileva efficacemente il DMMP, potenziando le capacità di risposta alle minacce senza fare affidamento su fonti di alimentazione o connessioni.

Nello studio, i ricercatori hanno innovato un sistema di sensori passivi e wireless utilizzando la tecnologia delle onde acustiche di superficie (SAW), destinato a rivoluzionare il rilevamento degli agenti chimici di guerra puntando in particolare al dimetilmetilfosfonato (DMMP), un simulante per gli agenti nervini. Questo sensore opera a 433 MHz, utilizzando un rivestimento unico di fluoroalcool polisilossano (SXFA) su un substrato di niobato di litio, migliorando la sua sensibilità e stabilità in varie condizioni ambientali.

Lo schema e il principio di funzionamento del sensore chimico SAW proposto. Credit: Microsystems & Nanoengineering

Il nucleo del sistema è costruito attorno a un substrato di niobato di litio YZ dotato di trasduttori interdigitali metallici (IDT) e un'antenna collegata. L'interazione del film SXFA con il DMMP altera le proprietà del SAW, come la velocità, consentendo un rilevamento preciso. Questo design garantisce un funzionamento stabile all'interno di un intervallo di trasmissione da 0 a 90 cm ed è resistente attraverso un'ampia gamma di temperature (-30 °C a 100 °C) e livelli di umidità fino al 60% RH.

Secondo il team di ricerca, questo sistema di sensori rappresenta un enorme passo in avanti nella tecnologia di rilevamento dei CWA. La sua natura passiva wireless permette il funzionamento in aree inaccessibili o pericolose, garantendo sicurezza ed efficienza.

Questa tecnologia ha un enorme potenziale nel settore militare e nella difesa civile, offrendo un mezzo affidabile ed efficiente per il rilevamento precoce dei CWA. La sua capacità di funzionare senza fili e in ambienti impegnativi lo rende uno strumento prezioso per garantire la sicurezza pubblica e la preparazione contro le minacce chimiche.

Riferimento: "Un sistema di sensori wireless passivi a onde acustiche superficiali (SAW) per il rilevamento di agenti di guerra basato su un film di fluoroalcool polisilossano" di Yong Pan, Cancan Yan, Xu Gao, Junchao Yang, Tengxiao Guo, Lin Zhang e Wen Wang, 3 gennaio 2024, Microsystems & Nanoengineering. DOI: 10.1038/s41378-023-00627-8