Migliorare l’analisi degli inquinanti atmosferici
Un gruppo di ricerca sostenuto dal progetto ELFIS, finanziato dall’UE, hanno sviluppato un nuovo dispositivo laser che consente di misurare in modo continuativo e in tempo reale gli inquinanti atmosferici e la loro reazione con altri gas e con la luce solare. Questa tecnologia è considerata il primo spettrometro a banda larga ultravioletto (UV) a doppio pettine al mondo, ed è stata descritta in un articolo pubblicato sulla rivista «Optica». La spettroscopia a doppio pettine prevede l’uso di due sorgenti laser con linee di frequenza discrete e a distanze regolari. Le sorgenti laser con questo tipo di spettro sono chiamate pettini di frequenza poiché, se disposta secondo le frequenze ottiche, la luce emessa assomiglia ai denti di un pettine. Quando la luce penetra in un materiale gassoso, viene in parte assorbita dalle molecole del gas, che ne modificano la lunghezza d’onda. Di conseguenza, l’alterazione delle lunghezze d’onda fornisce agli scienziati preziose informazioni sugli ingredienti e sulle proprietà ottiche del gas analizzato.
Una caratteristica singolare
Come spiegato in una notizia pubblicata sul sito web del Politecnico di Graz (TU Graz) austriaco, che ha coordinato il progetto ELFIS, la particolarità dello spettrometro sviluppato è il suo sistema laser, che emette doppi impulsi di luce nello spettro UV. Penetrando nelle molecole di gas, la luce UV le eccita elettronicamente e ne causa la rotazione e la vibrazione con modalità specifiche per ciascun gas. Lo spettrometro UV a banda larga a doppio pettine presenta tre vantaggi rispetto agli strumenti convenzionali. Innanzitutto, l’ampia larghezza di banda della luce UV emessa consente di raccogliere molte informazioni sulle proprietà ottiche del campione di gas, con una singola misurazione. Il secondo vantaggio è l’alta risoluzione spettrale ottenuta con questo metodo, mentre il terzo è la rapidità della misurazione per l’analisi dei campioni di gas. «Queste caratteristiche rendono il nostro spettrometro adatto a misurazioni sensibili, grazie a cui è possibile osservare con estrema precisione i cambiamenti nelle concentrazioni di gas e il corso delle reazioni chimiche», osserva Lukas Fürst, dottorando della TU Graz e primo autore dello studio. Per collaudare lo spettrometro l’équipe di ricerca ha utilizzato la formaldeide, un inquinante atmosferico. La formaldeide è una sostanza chimica dall’odore intenso, incolore e infiammabile, prodotta a livello industriale e impiegata principalmente nella produzione di resine industriali per pannelli truciolari e rivestimenti. «Con il nostro nuovo spettrometro è possibile monitorare in tempo reale le emissioni di formaldeide nelle industrie tessili o di lavorazione del legno, nonché nelle città con livelli di smog più elevati, migliorando così la protezione dei lavoratori e dell’ambiente», spiega la prof.ssa Birgitta Schultze-Bernhardt della TU Graz, autrice senior dello studio. La formaldeide non è l’unico inquinante analizzabile con questo spettrometro. La sua applicazione si estende anche a molecole come gli ossidi di azoto e l’ozono, nonché ad altri gas traccia che influiscono sul clima. Il gruppo di ricerca sostenuto da ELFIS (Electronic Fingerprint Spectroscopy), si augura che le informazioni acquisite sul modo in cui questi gas influenzano l’atmosfera possano aprire la strada a nuove strategie per migliorare la qualità dell’aria. Per maggiori informazioni, consultare: progetto ELFIS
Parole chiave
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