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Un interferometro portatile da usare direttamente ‘sul campo’

L'Erc finanzia un progetto basato un brevetto del Politecnico di Milano, che punta a sviluppare un interferometro portatile e a basso costo per indagini 'sul campo'

Realizzazione sperimentale dell’interferometro brevettato (Fonte: Polimi)
Realizzazione sperimentale dell’interferometro brevettato (Fonte: Polimi)
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Realizzare un interferometro portatile, robusto e a basso costo per analisi molecolari direttamente “sul campo” e non solo in laboratorio.
E’ l’obiettivo del progetto Mission (Mid Infrared SpectrometerS by an Innovative Optical iNterferometer), un Erc Proof of Concept, guidato dal prof. Giulio Cerullo del Politecnico di Milano, che promette applicazioni rivoluzionarie nel campo del monitoraggio ambientale di sostanze inquinanti, dell’analisi non distruttiva di opere d’arte, degli studi geologici per l’identificazione di minerali, dell’analisi dei terreni per la quantificazione delle sostanze nutritive e dell’analisi molecolare dei farmaci per ottimizzarne l’efficacia. Tutte applicazioni basate sull’identificazione di specifiche molecole e sull’analisi della loro struttura e composizione chimica.

Ogni molecola è caratterizzata infatti da un insieme di vibrazioni degli atomi che la compongono, che ne costituiscono l’ “impronta digitale” e ne consentono l’identificazione univoca. La tecnica oggi più diffusa per l’identificazione delle molecole si basa sulla misura delle loro vibrazioni tramite assorbimento della luce, nell’intervallo di lunghezze d’onda dell’infrarosso. La strumentazione standard per effettuare tali misure (il cosiddetto spettrometro Fourier Transform Infrared, FTIR) è però delicata, ingombrante e costosa, e spesso utilizzabile solo nei laboratori di ricerca.

Il progetto di ricerca Mission nasce da un brevetto dei ricercatori del Politecnico di Milano che semplifica radicalmente la procedura di misura dell’assorbimento della luce infrarossa e quindi consente di costruire uno spettrometro FTIR compatto, robusto e a basso costo.

Il dispositivo oggetto del brevetto è in grado di generare due repliche identiche e collineari di un impulso di luce ed è costituito da una sequenza di prismi di materiale birifrangente: quando un impulso di luce li attraversa, esso si divide in due repliche con polarizzazione ortogonale che propagano nella stessa direzione ma con velocità diverse. Questo fa sì che le due repliche escano dal dispositivo in istanti diversi.
Rispetto agli interferometri tradizionali, il dispositivo ottico brevettato permette di ottenere con facilità due repliche dello stesso impulso ritardate in maniera molto precisa e interferometricamente stabili.
Il progetto Mission ottimizzerà tale dispositivo rendendolo trasportabile e mantenendo le sue caratteristiche di precisione e affidabilità.

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