Il Department of Homeland Security potrebbe beneficiare di un affidabile, strumento in tempo reale che potrebbe scansionare l'atmosfera alla ricerca di agenti tossici al fine di allertare le comunità di un attacco biologico o chimico. Ottica e fotonica dell'UCF Il professor Konstantin Vodopyanov sta sviluppando proprio una tale tecnologia per raggiungere questo obiettivo.

Ha trovato un nuovo modo di utilizzare i laser a infrarossi per rilevare anche tracce di sostanze chimiche nell'aria. Ogni sostanza chimica è composta da singole molecole che vibrano alla loro frequenza unica. Vodopyanov ha trovato un modo per utilizzare i laser per rilevare queste vibrazioni.

La tecnica è così accurata e sensibile che può determinare se è presente una molecola di qualsiasi sostanza chimica anche a concentrazioni di una parte per miliardo. Quindi, anche se qualcuno cercasse di nascondere le sostanze chimiche tossiche, la sua tecnica sarebbe in grado di rilevarli.

Le sue scoperte sono pubblicate online questa settimana in Fotonica della natura .

"Abbiamo ancora molto lavoro da fare, " ha detto. "Ora stiamo lavorando per ampliare la gamma delle frequenze laser che possono portare a termine il lavoro. Se i costi possono essere ridotti e la tecnologia resa mobile, le applicazioni potrebbero essere infinite."

Un principio simile viene utilizzato in campo medico per rilevare biomarcatori per diversi tipi di condizioni di salute, compreso il cancro, prelevando campioni di respiro.

È possibile, Vodopyanov ha detto, a causa delle regole della fisica.

"Le frequenze delle molecole sono molto distinte, ma sono invarianti - qui, in un altro continente, su un altro pianeta, ovunque, " Vodopyanov ha detto. "E 'universale. Pensala come un'impronta digitale molecolare. Quindi, quando utilizziamo il laser, possiamo rilevare queste impronte digitali con grande precisione".

Il nuovo approccio potrebbe aprire la porta allo sviluppo di tecnologie non invasive, compresi i sensori, che potrebbe essere utilizzato per rilevare:

• agenti aerotrasportati che potrebbero essere incontrati in un attacco biologico o chimico a casa o sul campo di battaglia
• tracce di vita di esploratori spaziali in missione su altri pianeti o asteroidi

Altri collaboratori sul Fotonica della natura articoli includono Andrey Muraviev al College of Optics &Photonics dell'UCF, Viktor Smolski di IPG Photonics—Laser nel medio infrarosso a Birmingham, AL, e Zachary Loparo del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale dell'UCF.