Sensori ottici di nuova generazione per l'analisi del respiro
L'esplorazione dell'interno di una camera sigillata ad alta temperatura e pressione controllata, ad esempio un reattore a deposizione di vapore chimico (CVD) pieno di gas pericolosi come l'arsina, rappresenta un problema di non facile soluzione. La spettroscopia a diodo laser nel vicino infrarosso, tuttavia, è in grado di monitorare efficacemente le reazioni chimiche dei gas che avvengono con la deposizione di una sottile pellicola su una superficie solida all'interno del reattore. La spettroscopia NIRDL non si limita ai processi di produzione industriale. Di recente, è stata applicata con successo nell'industria delle telecomunicazioni, e attualmente si prevedono numerose ulteriori applicazioni potenziali. Il progetto ASSYST ha contribuito notevolmente alla produzione di uno strumento a diodo laser regolabile (TDL) in scala ridotta. Questo innovativo sensore ottico di nuova generazione utilizza un laser a retroazione distribuita (DBF). L'apparecchiatura può essere prodotta a costi molto inferiori senza comprometterne le prestazioni. Uno spettrometro ottico di dimensioni ridotte può essere ampiamente utilizzato in applicazioni ove è necessario il controllo del processo in situ in maniera non invasiva. I partner del progetto, inoltre, hanno sviluppato nuovi progetti di laser per la spettroscopia CES (Cavity Enhanced Spectroscopy). I sensori basati su diodi laser sono compatti, richiedono pochissima energia, sono molto sensibili e sono in grado di rilevare concentrazioni di gas in ragione di parti per miliardo (ppb) o addirittura per trilione (ppt). Con una cavità di volume limitato e un laser DFB a onda lunga o un laser a cascata quantica (QSC) nell'infrarosso, è stata dimostrata la rivelazione di isotopi di NO2 e CO2.Uno strumento portatile con una simile sensibilità nella rilevazione di composti gassosi ha già trovato importanti e innovative applicazioni. È stato sviluppato un prototipo di laboratorio da utilizzare nell'analisi del respiro umano. Il prototipo misura, ad esempio nella CO2, i rapporti di carbonio 13 e carbonio 12 nel respiro umano. Tali misurazioni sono adoperate frequentemente durante gli esercizi fisici, per valutare il tasso di ossidazione dei carboidrati esogeni arricchiti in carbonio 13. Queste misurazioni, soprattutto, tracciano il metabolismo di droghe marcate da isotopi.
