Sensori su carta: aiuteranno a scoprire ordigni esplosivi

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Sono stampati con un getto di inchiostro su carta, ma non sono libri, né racconti, ma sensori di ordigni esplosivi: è l’invenzione dei ricercatori del Georgia Institute of Technology (Usa), i quali sono riusciti a riversare su un foglio di carta dei nanotubi di carbonio rivestiti di materiale sensibile a componenti tipiche degli esplosivi, rendendo possibile, inoltre, la rilevazione in modalità wireless. L’oggetto, se perfezionato, potrebbe diventare parte integrante delle strumentazioni in dotazione alle forze dell’ordine come sensore di ordigni esplosivi.

L’antenna wireless, realizzata da Manos Tentzeris, in realtà è stampata su un foglio di carta fotografica con tecnica analoga a quella impiegata per produrre componenti di circuiti, e tutto il sistema è rafforzato con materiale organico (come polimeri a cristalli liquidi), in modo da ottenere dimensioni e resistenza all’acqua analoghe a quelle dei componenti tradizionali, ma con maggiore versatilità nell’adesione alle superfici.

L’inchiostro usato contiene nanoparticelle d’argento in grado di consentire la stampa degli altri componenti ad un temperatura relativamente bassa (circa 100°C). Infatti tali particelle coadiuvano il processo noto come sonicazione, ovvero l’irradiazione con gli ultrasuoni, che permettono di far avvenire trasformazioni fisiche e chimiche a livello microscopico e in condizioni decisamente mentre drastiche.

Il materiale sensibile ricopre i nanotubi di carbonio ed è costituito da molecole che si legano soprattutto all’ammoniaca, quasi sempre presente negli esplosivi, ma in linea di principio si possono creare ricoperture specifiche per tutti gli analiti, come spiega Xiaojuan (Judy) Song, che ha curato l’ottimizzazione del sistema. La rilevazione a distanza e l’invio wireless del segnale consente una rapidità e una semplicità di utilizzo finora impensate.

Nel caso dell’ammoniaca, un gas a temperatura ambiente, la “cattura” avviene proprio materialmente: il polimero infatti attrae la molecola e la lega, intrappolandola sui nanotubi stampati, strutture cilindriche di diametro 50 mila volte inferiore a quello di un capello umano. L’estrema sensibilità dello strumento consentirà la rilevazione di 5 ppm di ammoniaca, ovvero di 5 parti su un milione, una quantità decisamente trascurabile per molti degli attuali strumenti pensati per analisi veloci.

Ci stiamo concentrando sulla rilevazione a distanza per le missioni militari e umanitarie, e altre situazioni di pericolo –precisa Krishna Naishadham, coautrice del lavoro- Noi pensiamo sia possibile, e a costi contenuti, sistemare un grande numero di rilevatori su veicoli o robot in una zona militare”.

L’invenzione è ancora in versione di prototipo, ma questi risultati spingono i ricercatori ad ottenere presto i sensori definitivi.

Roberta De Carolis

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