Per conoscere un oggetto la prima volta che lo vediamo, di solito, siamo soliti toccarlo, o annusarlo, o assaggiarlo, se si tratta di cibo. E se ci fosse un sesto senso per comprendere il mondo ancora più nel profondo?

 

Cosa è la spettrometria

 

Gli spettrometri servono a questo: sono dispositivi in grado di rivelare la composizione chimica di ciò che ci circonda, dalla mela nel nostro piatto a una stella lontana anni luce. Attraverso l’analisi delle diverse lunghezze d’onda della luce riflessa dall’oggetto, sono in grado di decifrare il materiale o i materiali di cui è costituito. Un sesto senso, per l’appunto, che però è accessibile solo attraverso apparecchiature di grandi dimensioni e dal costo molto elevato.

 

I nuovi spettrometri saranno più piccoli

Questo fino a ieri. I ricercatori del Mit hanno infatti studiato un metodo per la produzione di minuscoli spettrometri, altrettanto precisi e potenti, che potrebbero essere prodotti in serie utilizzando processi di fabbricazione di chip standard. Un approccio che porterebbe a una notevole riduzione di dimensioni, costi, peso e consumo energetico.

Negli spettrometri tradizionali vale la regola delle dimensioni: più le riduci, più si riducono le prestazioni. Il nuovo sistema si basa invece su interruttori ottici che, riprodotti in maniera standard e utilizzati in quantità più o meno ridotta all’interno di uno stesso spettrometro, permettono di aumentare esponenzialmente la risoluzione spettrale del fascio di luce e analizzare le sue proprietà. Pur mantenendo dimensioni minime. È lo stesso principio che consente a una bilancia di misurare accuratamente una vasta gamma di pesi combinando solo un piccolo numero di pesi standard.

 

La riproduzione in serie

Seguendo questo ragionamento, i ricercatori sono stati in grado di produrre 64 canali spettrali, partendo da un dispositivo con soli sei interruttori sequenziali. Ed espandendo fino a 10 interruttori, la risoluzione passerebbe a 1.024 canali. Un modus operandi che apre la strada a nuovi potenziali sviluppi. Tali spettrometri potrebbero trovare applicazioni nei dispositivi di rilevamento, nei sistemi di analisi dei materiali, nella tomografia ottica, nell'imaging medico e nel monitoraggio delle prestazioni delle reti ottiche, su cui si basa la maggior parte delle reti digitali odierne. Il team, guidato dal professore associato di Scienze e Ingegneria dei Materiali del MIT Juejun Hu, dallo studente di dottorato Derek Kita e dell'assistente di ricerca Brando Miranda, è già stato contattato da alcune aziende. E c'è interesse anche per applicazioni che riguardano il monitoraggio in tempo reale dei processi industriali e il rilevamento dell’impatto ambientale delle industrie.

 

Spettrometri in miniatura

Un caso simile è quello di Scio, lo spettrometro di dimensioni tascabili creato dalla startup israeliana Consumer Physics. Nel 2015 fece molto scalpore in quanto prometteva di rivelare la composizione chimica dei cibi. Un modo per capire, senza assaggiare, quale sia il melone più dolce o quante calorie contenga una certa bibita. Basta puntarlo contro un cibo, selezionare sull’app dedicata la categoria di appartenenza e, attraverso algoritmi che comparano le informazioni raccolte, Scio riesce a riconoscere di cosa è composto l'elemento esaminato. Ai tempi la start up ricevette ingenti finanziamenti attraverso una campagna di crowdfunding e promise di lavorare per ridurre ancora di più le dimensioni, tanto da poterlo integrare nello smartphone. Un’invenzione che ci doterebbe davvero di un sesto senso, più che utile a conoscere il mondo.

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