Sensori di nuova generazione, sempre più miniaturizzati, efficienti e a basso costo, in grado di rilevare la presenza di gas nocivi per la salute e l’ambiente anche a bassissime concentrazioni, grazie all’impiego di materiali innovativi. Questa nuova frontiera della ricerca a livello mondiale – che può applicarsi all’analisi del respiro per diagnosi precoci di patologie tumorali, per il monitoraggio ambientale, ma anche per alcol test e sicurezza sul lavoro e in casa – è stata oggetto di una review scientifica da parte di ENEA e selezionata per la copertina della rivista Chemosensors.
Cosa dice la review
Dalla review ENEA emerge, in particolare, che molti gruppi di ricerca nel mondo stanno lavorando sullo sviluppo di sistemi-sensori sempre più efficienti e performanti, leggeri e portatili, calibrati per il monitoraggio in tempo reale in situ, con l’obiettivo di integrare i più affidabili metodi convenzionali e le costose apparecchiature ingombranti che spesso richiedono personale specializzato e procedure di analisi complesse e prolungate.
I sensori chimici
“La nostra rassegna scientifica esamina in particolare i materiali funzionali avanzati e le strategie più promettenti per la realizzazione dei sensori chimici per alcoli volatili a basse concentrazioni, che sono composti chimici presenti in moltissimi prodotti di largo consumo come cosmetici, detergenti per la casa, disinfettanti, farmaci, combustibili e bevande”, spiega Michele Penza, ricercatore ENEA della Divisione Tecnologie e materiali per l’Industria Manifatturiera Sostenibile presso il Centro Ricerche di Brindisi e coautore dello studio insieme alla collega Anna Maria Laera del Laboratorio Componenti e Sistemi Intelligenti per la Manifattura Sostenibile. “Si tratta di composti infiammabili ed alcuni particolarmente dannosi, perché se ingeriti o inalati in alte concentrazioni per tempi prolungati, possono indurre perdita della vista, infiammazioni nasali e delle mucose, disturbi respiratori, irritazione polmonare e malattie neurologiche”, aggiunge Penza.
La sicurezza chimica
“Con questo studio - prosegue la prima autrice Anna Maria Laera - vogliamo fornire uno strumento utile per valutare e confrontare i progressi scientifici più rilevanti nel campo dei materiali e dei sensori per il monitoraggio in tempo reale di ambienti interni ed esterni, garantendo la sicurezza chimica e non solo. Attualmente l’analisi degli alcoli nel respiro è una realtà ben consolidata, come dimostra l’uso dei sensori portatili per alcol etilico da parte delle forze dell’ordine per contrastare la guida in stato di ebbrezza, ma è già allo studio un’ulteriore applicazione che riguarda la diagnosi di alcune gravi patologie attraverso la misurazione del butanolo considerato un biomarcatore del tumore ai polmoni”.
Il basso impatto energetico
“Il basso consumo energetico e la capacità di operare a temperatura ambiente sono ulteriori fattori chiave nella progettazione dei dispositivi-sensori di nuova generazione per migliorare la sicurezza (considerata l’infiammabilità degli alcoli) e ridurre i costi nell’ottica di estendere ulteriormente il loro utilizzo in aree emergenti come l’internet delle cose (IoT), i dispositivi medici di auto-monitoraggio e l’elettronica indossabile. Pertanto, i materiali funzionali sono una tecnologia abilitante da cui non si può prescindere anche per gli scopi futuri di sostenibilità ambientale e di transizione ecologica”, conclude Penza.
