Raccolta di Tecnologie e competenze ENEA
Spettroscopia laser fotoacustica per il controllo di qualità e sicurezza di campioni alimentari
La spettroscopia laser fotoacustica (LPAS) si basa sull'interazione tra radiazione elettromagnetica modulata e un materiale assorbente. Quando una sostanza assorbe la luce a una determinata lunghezza d'onda, l'energia assorbita provoca un riscaldamento locale, generando un'espansione periodica che produce onde di pressione (suono) rilevabili da un microfono o un trasduttore. La tecnica è utilizzata per l'analisi di gas, liquidi e solidi con elevata sensibilità e selettività, consentendo di rilevare concentrazioni nell'ordine delle parti per miliardo (ppb) o addirittura parti per trilione (ppt)
Settori applicativi
Problema da risolvere
Sebbene l'invenzione possa essere utilizzata con tutte le fasi della materia nei più svariati ambiti applicativi, è stata sviluppata per il controllo della qualità e della sicurezza di campioni alimentari solidi, settore in cui si assiste sempre più frequentemente a frodi.
Descrizione
Sono stati realizzati un prototipo per linea di produzione e un prototipo per analisi speditive. Quest'ultimo è contenuto in una valigetta, funziona a batteria ed è pronto per essere valutato da "end-user". Attualmente, le analisi sono svolte con strumenti di laboratorio che richiedono personale qualificato e tempi lunghi. Tali dispositivi rimarranno probabilmente impareggiabili in termini di sensibilità e specificità, soprattutto quando sono richiesti limiti di rilevamento particolarmente bassi, ma il sistema laser fotoacustico potrebbe essere complementare, fornendo una rapida indicazione che una fornitura è sospetta.
Aspetti innovativi e vantaggi
- La LPAS non è influenzata dallo scattering della luce, essendo ideale per analisi in matrici complesse.
- L’uso di laser a cascata quantica (QCL) permette un’alta risoluzione spettrale, migliorando la selettività nell’identificazione di specifiche specie chimiche rispetto alla spettroscopia IR tradizionale.
- Sensibilità: si possono rilevare concentrazioni di gas fino a parti per trilione (ppt), superando la sensibilità di tecniche come la spettroscopia di assorbimento UV-Vis o FTIR.
- può analizzare solidi, liquidi e gas senza necessità di preparazione, migliorando la versatilità.
Maturità tecnologica 4-5
Punti di forza
- Costo
- Rilevanza sociale/economica
- Contenuto normativo/regolatore
- Efficienza/rendimento/prestazioni
- Innovazione
- Mancanza di tecnologia/soluzione per lo specifico impiego
- Scalabilità
Possibili applicazioni
- Monitoraggio ambientale di gas inquinanti e composti organici volatili (VOC) con alta sensibilità.
- Rilevamento di esplosivi, sostanze chimiche pericolose e agenti biologici grazie alla capacità di identificare tracce minime di sostanze.
- Studio delle proprietà molecolari e delle dinamiche di reazione chimica con elevata risoluzione spettrale.
Gruppo di ricerca coinvolto
Brevetto disponibile per il licensing
Disponibile per una licenza non esclusiva
Data di aggiornamento
04-06-2025
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