Sensori chimici di gas a trasduzione ottica ed elettrica
Attività di ricerca di tipo sperimentale su sensori chimici di gas a base di film sottili e nanostrutture monodimensionali: i sensori sono a trasduzione elettrica e a trasduzione ottica e sono impiegati per applicazioni ambientali, agroalimentari, sicurezza e per applicazioni industriali.
Sensori conduttometrici di gas
Si preparano film sottili di ossidi semiconduttori; le loro proprietà funzionali come sensori di gas conduttometrici vengono studiate con misure DC, AC e di funzione lavoro in presenza di specie gassose inquinanti.
Le proprietà chemoresistive delle nanostrutture sono studiate sia analiticamente che numericamente dal punto di vista fondamentale dell’interazione gas-superficie.
Lo scopo di questa ricerca è quello di progettare nuovi sensori che monitorino la qualità dell’aria con sensibilità, selettività ed affidabilità confrontabili con la strumentazione analitica. I nuovi sensori possono essere utilizzati anche all’interno di un naso elettronico.
Sensori ottici di gas
I sensori ottici sfruttano una trasduzione ottica del segnale prodotto dall’interazione tra gas e superficie del semiconduttore.
Si sfruttano quindi materiali come i nanofili di SnO<sub>2</sub> e di ZnO che sono monocristallini e di dimensioni nanometriche e presentano un segnale di fotoluminescenza (PL) a temperatura ambiente. Il nostro gruppo ha per primo mostrato che vi è una modifica reversibile della PL di nanofili di SnO2 in presenza di basse concentrazioni di NO<sub>2</sub>. Lo stesso fenomeno si osserva per i nanofili di ZnO. Inoltre la misura si può effettuare a temperatura ambiente.
La concentrazione più bassa testata con questo sensore è di 0.1 ppm di NO<sub>2</sub>. E’ interessante utilizzare questo sensore per rivelazione di gas in ambienti esplosivi.
Risposta dinamica del sensore ottico ad impulsi di NO2 in aria sintetica (0.1 ppm- 2ppm). La grandezza monitorata è l'area sottesa dalla fotoluminescenza. Eccitazione =UV LED; Raccolta: macro-PL setup
Schema di funzionamento del sensore ottico con eccitazione e rivelazione a basso costo