Un nuovo laser per individuare gli inquinanti nocivi
Secondo le stime, la temperatura media della Terra è aumentata nell'ultimo decennio. Questo cambiamento non rientra nel ciclo naturale di riscaldamento e raffreddamento del clima globale. Al contrario, è dovuto alle emissioni di anidride carbonica, metano e altri gas-serra prodotti dall'attività umana. Le emissioni derivano principalmente dai combustibili fossili utilizzati nelle centrali elettriche e nelle automobili. Per operare i cambiamenti necessari ad invertire il processo di riscaldamento del globo, occorre misurare tali emissioni. I due principali gas a effetto serra (anidride carbonica e metano) assorbono entrambi la luce nella regione del medio infrarosso dello spettro luminoso, il quale corrisponde a lunghezze d'onda comprese fra i 3 e i 4 micron. Una delle principali sfide legate alla costruzione di solide apparecchiature di monitoraggio riguarda il problema del surriscaldamento. In una situazione ideale, tali dispositivi dovrebbero operare ad una temperatura ambiente. I partecipanti ad una serie di ricerche finanziate nell'ambito del programma BRITE/EURAM 3 hanno tentato di raccogliere la sfida. L'obiettivo è stato quello di sviluppare dei diodi a emissione luminosa (LED) e dei laser basati sulla promettente tecnologia dei semiconduttori all'antimoniuro (gruppo III). In seguito, sono stati creati dei prototipi con epitassiain fase vapore con gas metallorganico (MOVPE - metal organic vapor phase epitaxy), operazione mai eseguita prima d'ora, e sono stati compiuti notevoli progressi per perfezionare il processo, al fine di ridurre il livello di impurità residue. I partecipanti al progetto sono riusciti a creare dei LED capaci di effettuare misurazioni nella gamma di frequenza desiderata e a temperatura ambiente. I laser necessitano ancora di ulteriori approfondimenti, laddove le temperature operative hanno raggiunto i 135 gradi Celsius. I risultati sono stati diffusi alle comunità accademiche ed industriali attraverso pubblicazioni e conferenze. I membri del consorzio di ricerca hanno lanciato nuovi prodotti e servizi relativi a entrambi i sensori e alla nuova versione della tecnologia MOVPE. Questi avanzatissimi sensori trovano principalmente applicazione nell'ambito della misurazione dei gas-serra come l'anidride carbonica e il metano. Le reti di sensori sono in grado di monitorare le concentrazioni ambiente, mentre i singoli sensori consentono di misurare le emissioni generate da un'unica fonte (un'automobile, per esempio). Inoltre vi è la possibilità di realizzare dei dispositivi termo-fotovoltaici per la conversione della radiazione infrarossa e del calore in elettricità.
