Tecnologie

I dispositivi di rilevazione della presenza di molecole d’interesse (analiti) hanno goduto di un rinnovato slancio per l’introduzione di elementi biologici (biosensori). La loro elevata specificità è utilizzata in svariati campi, dal monitoraggio ambientale e la bio-medicina fino alla tutela e la promozione dei prodotti agroalimentari. Tuttavia, l’alto costo di produzione e la poca compatibilità a campionamenti di massa (high-throughput) talvolta ne limitano l’utilizzo.

La drammatica emergenza sanitaria mondiale per la pandemia dovuta al SARS-CoV-2 richiede nuovi dispositivi diagnostici, in grado di identificare la presenza del virus nei campioni biologici dei pazienti. In tale direzione, lo sviluppo di un test innovativo a basso costo, che fornisca l’esito entro pochi minuti, riproducibile e che possa rivelare la presenza diretta anche di poche particelle virali, sarebbe di fondamentale importanza per il monitoraggio e il contenimento della pandemia.

Il dispositivo descritto riguarda un sistema di imaging, programmabile e autonomo per l'acquisizione e l'elaborazione di immagini di soggetti con dimensioni superiori ad un 1 cm (es. Zooplancton gelatinoso, pesci, rifiuti, manufatti), presenti sul fondale marino oppure lungo la colonna d'acqua, in acque profonde oppure costiere. Il dispositivo è in grado di riconoscere e classificare il contenuto dell'immagine acquisite attraverso algoritmi di riconoscimento e classificazione di immagini.

La presente invenzione concerne un sistema di analisi chimica portatile in grado di identificare sostanze chimiche in tracce (concentrazioni sub-ppm), anche in presenza di altre sostanze interferenti grazie alla selettività bi-dimensionale ottenuta dalla combinazione tra la tecnica di separazione Gas Cromatografica (GC) e la tecnica di analisi infrarosso fotoacustica (PA), in particolare ma non esclusivamente nella sua implementazione denominata “Quartz Enhanced Photo Acoustic Spectroscopy” (QEPAS).

L’invenzione consiste nella realizzazione di un’apparecchiatura e relativa metodologia per la misura dell’intensità attiva e reattiva dell’energia acustica a partire dalla valutazione dell’impedenza acustica. La misura dell’intensità avviene direttamente nel dominio della frequenza con la semplice moltiplicazione dello spettro complesso dell’impedenza con l’autospettro della velocità della particella.

La piattaforma permette l’utilizzo di una rete di sensori con nodi sparsi su campi coltivati o nell’ambiente per il monitoraggio di parametri della pianta e/o di fattori ambientali vari. L'architettura prevede dei nodi LoRa per la comunicazione a medio raggio interfacciati con un centro stella NB-IoT per la comunicazione a lungo raggio. La piattaforma include un server web e un database MySQL per la memorizzazione e la consultazione dei dati. L'architettura della rete è scalabile, consentendo di adattarsi alla dimensione del territorio da monitorare.

La tecnologia si riferisce ad un sistema per la sicurezza e il controllo della mobilità di veicoli, pedoni e utenti del trasporto di massa, in contesti convenzionali ed evoluti, e si presta ad un utilizzo come infrastruttura di produzione/condivisione di informazioni e dati, finalizzata a monitoraggio e intervento in ambiti critici offrendo funzionalità specifiche rispetto alla rilevazione di situazioni di potenziale pericolo o all'ottimizzazione delle risorse.

Proponiamo un sistema di spettroscopia innovativo compatto operante nell’ UV. L’ attuale versione, per gas, presenta una camera ottica tubolare in alluminio (lunghezza regolabile, attualmente pari a 20 cm), un LED UV economico commerciale; un rivelatore UV in SiC progettato e prodotto presso il CNR-IMM. Il team ha sviluppato la catena elettronica per la lettura remota wireless in tempo reale in grado di leggere correnti al pA, pur utilizzando componenti e tecnologie costruttive economiche.

La tecnologia proposta si basa sulla micro-fabbricazione di elettrodi capaci di generare onde acustiche superficiali (SAW) con frequenze ben definite, su substrati piezoelettrici. Il principio di funzionamento di un sensore ad onde acustiche superficiali è legato alla variazione delle caratteristiche dell’onda acustica che si propaga sul dispositivo (es. velocità dell’onda sul substrato, ecc.) causata dell’interazione con l’ambiente che lo circonda (es. interazione di un analita sulla superficie del dispositivo, deformazione del substrato stesso, ecc.).