Sistemi olfattivi artificiali

Un sensore chimico è un dispositivo che trasduce un’informazione chimica (intesa in senso ampio, sia come concentrazione di uno specifico analita of come composizione di una miscela complessa) in un segnale (elettrico, ottico, …).
Grazie alle piccole dimensioni, ridotti costi e consumi di potenza, possibilità di lavorare on-line e compatibilità con le tecniche di microlavorazione, chemiresistori a base di ossidi metallici sono tra i più promettenti dispositivi nel campo dei sensori di gas a stato solido. Il meccanismo di trasduzione è basato sulla modulazione delle proprietà elettriche del semiconduttore come conseguenza dei processi di interazione con le molecole gassose.
Di contro, questi dispositivi mancano di selettività e stabilità sul lungo periodo: un singolo sensore non è in grado di riconoscere la presenza di un dato analita, essendo il principio di funzionamento basato su reazioni chimiche non-specifiche (processi di ossido-riduzione sulla superficie dell’ossido metallico).
Per risolvere il problema della selettività, l’approccio più utilizzato è l’impiego di un sistema olfattivo artificiale (AOS) – anche chiamato “naso elettronico” (EN).
Un EN è costituito da un array di sensori tra loro diversi, in modo che ciascuno esibisca un diverso spettro di risposta nei confronti dei gas. Un software di pattern recognition associa la risposta complessiva dell’array di sensori (impronta olfattiva) alla corrispondente atmosfera. In questo modo si realizza un database di impronte olfattive sulla cui base l’EN è in grado di classificare/misurare selettivamente il composto o odore target.
L’EN è uno strumento versatile che dev’essere messo a punto (selezione dei sensori, identificazione del metodo di campionamento, sviluppo del software di pattern recognition) specificamente per ciascuna applicazione.
Alcune applicazioni affrontate/in corso presso Sensor Lab sono elencate di seguito:
– Analisi degli alimenti.
– Rivelazione di persone nascoste nell’ambito della sorveglianza delle frontiere