Sensore a base di singolo ossido metallico
ESTECHgradiente termicoossidi metalliciSelettivitàsensore di gas
Introduzione
Sistema basato su sensori ad unico nanomateriale, posizionati nel gradiente termico generato da un riscaldatore asimmetrico integrato, che combini le risposte in maniera simile ad un naso elettronico, in modo da ottenere buone prestazioni sia per quanto riguarda la classificazione di gas diversi, sia la stima della loro concentrazione, attraverso tecniche di machine learning.
Caratteristiche Tecniche
Sensori resistivi composti di un solo nanomateriale sono posti in un gradiente termico (spaziale o temporale) in modo da sfruttare la diversa temperatura di lavoro. In pratica, a differenza di un naso elettronico, che usa materiali diversi, l’invenzione permette di utilizzare sensori uguali a temperature diverse: meno materiali e meno riscaldatori risultano in minori dimensioni, costi e consumi.
I sensori (solitamente 4-5) e il riscaldatore sono depositati contestualmente con un unico pattern, minore di 0.5×0.5 mm2. Le risposte dei vari sensori sono combinate e vengono processate tramite algoritmi di machine learning.
La combinazione di materiali nanostrutturati e machine learning permette di raggiungere una classificazione perfetta (100%) e un’ottima quantificazione (errore medio: 10-15%).
L’elettronica del prototipo di seconda generazione è grande circa metà di uno smartphone, ma ha grandi margini di miniaturizzazione.
I sensori (solitamente 4-5) e il riscaldatore sono depositati contestualmente con un unico pattern, minore di 0.5×0.5 mm2. Le risposte dei vari sensori sono combinate e vengono processate tramite algoritmi di machine learning.
La combinazione di materiali nanostrutturati e machine learning permette di raggiungere una classificazione perfetta (100%) e un’ottima quantificazione (errore medio: 10-15%).
L’elettronica del prototipo di seconda generazione è grande circa metà di uno smartphone, ma ha grandi margini di miniaturizzazione.
Possibili Applicazioni
- Agroalimentare (monitoraggio della qualità e freschezza dei prodotti, analisi contraffazioni…);
- Analisi ambientale (qualità dell’aria sia in interni che in esterni);
- Biomedicale (analisi dell’alito per diagnosi precoce);
- Industriale (monitoraggio processi via gas prodotti);
- Rilevazione di esplosivi.
Vantaggi
- Semplicità (deposizione di un solo materiale attivo: sensori e riscaldatore depositati contestualmente);
- Economicità (un solo riscaldatore a basso consumo);
- Dimensioni (meno di un millimetro quadrato);
- Portabilità e integrabilità in qualsiasi dispositivo.