Un laboratorio per lo sviluppo di sensori ottici ultra sensibili per la rivelazione di tracce gassose per applicazioni biomedicali, ambientali, di sicurezza e controllo dei processi industriali. Si chiama PolySense e verrà realizzato grazie all’accordo tra il Politecnico di Bari e l’azienda statunitense, leader del settore, Thorlabs Inc. Il contratto, che verrà firmato venerdì prossimo nella sede del rettorato, prevede investimenti per oltre 2 milioni di euro per i prossimi 10 anni e la dotazione delle attrezzature scientifiche, oltre a nuove opportunità per giovani ricercatori. Il modello seguito è quello del laboratorio già realizzato dall’azienda americana con il Mit (Massachusetts Institute of Technology) di Boston.
I risultati innovativi della ricerca scientifica conseguiti nel dipartimento Interateneo di Fisica (Poliba-Uniba) nello sviluppo di sensori ottici ultra sensibili per la rivelazione di tracce gassose hanno così suscitato l’interesse della grande azienda americana, realtà principale nel settore dell’opto-meccanica e fotonica, che ha la sua sede a Newton, New Jersey (Stati Uniti). Thorlabs Inc. conta luoghi di ricerca e di produzione in altri stati Usa e all’estero: Canada, Giappone, Cina, Brasile, Regno Unito, Germania, Francia, Svezia, per oltre 1400 dipendenti che producono un catalogo di oltre 20.000 prodotti, ed un fatturato annuo di quasi mezzo miliardo di dollari.
Le ricerche condotte dal gruppo di ricerca guidato dal professor Vincenzo Spagnolo del Politecnico di Bari, del dipartimento Interateneo di Fisica e le potenziali applicazioni infatti, non sono passate, quindi, inosservate negli States. Thorlabs Inc., con il Mit, una delle più importanti università di ricerca del mondo, ha realizzato un laboratorio pubblico-privato, dedicato al settore dell’ottica (attualmente guidato dall’inventore della Tomografia Ottica (Oct) profeddor Fujimoto), ha proposto al Politecnico la realizzazione di un’analoga struttura.
Il sì del Poliba non si è fatto attendere. Thorlabs Inc. investirà per la sua realizzazione, nei prossimi dieci anni, oltre 2 milioni di euro, fornirà le attrezzature necessarie per un valore di altri 500 mila euro e creerà posizioni per ricercatori a tempo determinato, assegnisti post-doc e studenti di dottorato, che lavoreranno in stretto contatto con personale Thorlabs proveniente dalla sede di Monaco (Germania).
Il laboratorio pubblico-privato si chiamerà Polysense (derivazione dalle parole Politecnico-Sensore) e sarà realizzato enl dipartimento Interateneo di Fisica di Bari Michelangelo Merlin.
Le attività di ricerca saranno inizialmente focalizzate sullo studio e realizzazione di sensori ottici innovativi per la rivelazione di gas, da utilizzare in diverse applicazioni in ambito industriale, biomedicale, ambientale e di sicurezza.
I sensori da realizzare utilizzeranno una delle tecniche più sensibili per la rivelazione di tracce gassose: la spettroscopia fotoacustica a diapason di quarzo. «Questa tecnica si basa sull’effetto fotoacustico, scoperto da Graham Bell nel 1880, per cui – spiega il professor Spagnolo – quando le molecole di un gas sono illuminate con luce laser intermittente si scaldano e raffreddano, producendo onde sonore. Nella tecnica da noi sviluppata, la luce laser viene focalizzata tra i denti di un diapason di quarzo, simile a quelli presenti negli orologi e smartphone. Se la frequenza di intermittenza del laser è pari a quella di risonanza del diapason, esso comincia a vibrare. Grazie alle proprietà piezoelettriche del quarzo, queste vibrazioni generano un segnale elettrico che risulta proporzionale alla concentrazione delle molecole di gas da rilevare».
Il gruppo di ricerca guidato dal Professor Vincenzo Spagnolo è composto dai dottor Pietro Patimisco, Angelo Sampaolo e Marilena Giglio ed è leader al mondo nel campo della rivelazione di gas mediante spettroscopia fotoacustica a diapason di quarzo. Esso, detiene il record mondiale di sensibilità per questa tecnica (rivelazione di 1 molecola su 20 miliardi) ed è l’unico ad utilizzare questa tecnica con laser ad emissione nell’intervallo spettrale del Terahertz.
Recentemente, ha realizzato un sistema capace di amplificare di oltre duecento volte la luce laser che passa tra i denti del diapason e, di conseguenza, il segnale fotoacustico, mediante specchi altamente riflettenti. Potenzialmente quest’ultima tecnica renderebbe possibile rivelare concentrazioni fino a poche parti per biliardo, ovvero rivelare poche decine di molecole su un milione di miliardi di altre. Con Thorlabs si lavorerà alla realizzazione di sensori da utilizzare sul campo ed in tempo reale in diversi tipi di applicazioni, tra cui: analisi del respiro, misura delle dei gas di scarico delle auto, controllo di processi industriali, misura di perdite e rivelazione di precursori di esplosivi o gas altamente tossici, di possibile utilizzo ai fini anti-terroristici.
«Il neo-laboratorio, pubblico-privato, PolySense rafforza il rapporto del Politecnico con il mondo delle imprese di alto profilo – sostiene il Rettore, Eugenio Di Sciascio. Esso si aggiunge a quelli già avviati con Bosch (automotive); Openwork (informatica) e altri ancora, sul modello, rivelatosi un successo, del primo esperimento, avviato qualche anno fa con Avio Aero di General Electric, denominato, Energy Factory Bari».
La presentazione del nuovo laboratorio PolySense e la firma dell’accordo di collaborazione sono in programma, venerdì, 21 aprile, alle 10.30. Partecipano Eugenio Di Sciascio, rettore Politecnico di Bari, Salvatore Vitale Nuzzo, direttore dipartimento Interateneo di Fisica Poliba-Uniba, Katrin Kunitz, Thorlabs R&D, Vincenzo Spagnolo, dipartimento Interateneo di Fisica Poliba-Uniba, Nicola Giglietto, Dipartimento Interateneo di Fisica Poliba-Uniba, Giuseppe Carbone, dipartimento di Meccanica, Matematica e Management Poliba e Vittorio Passaro, dipartimento di Ingegneria Elettrica e dell’Informazione Poliba.
