Il microsensore cerca un perché...

BRESCIA
Non sempre quando si progetta un dispositivo nuovo e tecnologicamente avanzato, si possono prevedere tutte le sue applicazioni. La ricerca imbocca una strada che sembra promettente, arriva ad individuare una soluzione che poi - ed è il nostro caso - chiede attenzioni alle aziende per trovare possibili concrete applicazioni.
È la situazione del sensore capacitivo per microfluidica realizzato da Marco Demori nel corso del dottorato di ricerca in Ingegneria elettronica sensori e strumentazione, sotto la guida del team del Laboratorio di Sensori e strumentazione elettronica dell'Università di Brescia. Il nuovo sensore ha dimensioni micrometriche e forse troverà applicazioni in diagnostica medica o nel monitoraggio della qualità degli alimenti. Anche se le possibili prospettive potrebbero essere molte di più.
«Il nostro sensore è composto da un microcanale (un diametro dell'ordine dei millesimi di millimetro) nel quale vengono iniettati fluidi o miscele di essi - spiega Marco, oggi al terzo anno del corso di dottorato -. Il dispositivo è in grado di discriminare e caratterizzare i fluidi che lo attraversano sulla base della loro costante dielettrica, una grandezza fisica che descrive la capacità di un materiale di polarizzarsi in presenza di un campo elettrico».
Mettere a punto il nuovo sensore non è stato semplice: la diminuzione dei volumi e delle dimensioni, implica una riduzione di scala delle grandezze da misurare e ciò comporta dei problemi di sensibilità.
«Oltre alla fabbricazione dei microcanali (attività svolta in collaborazione con il Laboratorio di Fisica tecnica del Dimi-Università di Brescia) abbiamo dovuto lavorare sui sensori da accoppiare e sull'elettronica che trasforma la grandezza da misurare in un segnale misurabile - continua Marco -. Si tratta di segnali davvero piccoli, con un ordine di grandezza inferiore di mille volte ai disturbi elettromagnetici presenti nell'aria. Abbiamo dovuto quindi mettere a punto delle tecniche sofisticate per discriminare il segnale utile dal disturbo di fondo».
Il microcanale è stato realizzato in uno strato di polimero siliconico, mentre il campo elettrico che induce la polarizzazione del fluido è generato da elettrodi serigrafati con inchiostro conduttivo a base di argento, su vetrini da microscopio. Tra gli elettrodi si ottiene il condensatore, che costituisce l'elemento sensibile del sistema di misura.
La ricerca nel campo della microfluidica ha già permesso la realizzazione di sistemi con applicazioni concrete, ma in futuro si intravedono nuove prospettive. In campo chimico i vantaggi della tecnica risiedono nella possibilità di effettuare analisi su sostanze rare o particolarmente tossiche, utilizzando ridottissime quantità di materiale. Nel caso poi di applicazioni in ambito biologico e medico invece, l'esaminare singole cellule, e non tessuti cellulari, porta ad una maggiore accuratezza nei risultati ottenuti.
«Il dispositivo, costruito in prototipo - continua Marco -. È innovativo per la tecnica di realizzazione e impiega tecnologie a basso costo. Al momento stiamo esplorando le sue applicazioni in campo alimentare: potrebbe diventare un sensore che rileva la quantità di zuccheri nelle bevande, la percentuale di grasso nel latte oppure quella di acqua nel miele. Ma siamo aperti ad ogni proposta applicativa».
L'indirizzo per contattare Marco e il gruppo che si occupa dello sviluppo di dispositivi microfluidici sensorizzati è: marco.demori@ing.unibs.it.
Cristina Ricossa
innovazione@giornaledibrescia.it