I sensori di gas di dimensioni nanometriche nei telefoni cellulari che misurano l'umidità atmosferica non sono una novità in quanto tali. Però, finora è stato necessario affidarsi a complessi metodi litografici per produrre la nanostruttura richiesta dei sensori, e hanno l'ulteriore svantaggio di non funzionare bene su superfici irregolari. Un approccio relativamente nuovo è il metodo di deposizione mirata del fascio di elettroni - FEBID in breve - in cui le nanostrutture possono essere "scritte direttamente" senza richiedere alcun trattamento preliminare o successivo.
A seguito della necessaria ricerca di base, le nanostrutture orientate all'applicazione sono state prodotte da FEBID solo di recente in via sperimentale. Insieme ai colleghi dell'Università di Graz, Harald Plank dell'Istituto di microscopia elettronica e nanoanalisi dell'Università di tecnologia di Graz è uno dei pionieri di questo metodo di produzione. Il team ha sviluppato il primo sensore di gas nanoscopico basato su FEBID al mondo.
Nano sensori per tutte le applicazioni
Il nanosensore finora unico non è solo eccezionalmente potente e veloce da produrre, ha anche un grande potenziale. Il metodo di produzione totalmente nuovo funziona anche su superfici irregolari e poiché le proprietà delle nanostrutture dipendono in modo cruciale dal materiale, questo apre le porte ad applicazioni completamente nuove. Secondo Plank, il team sta ora progettando di funzionalizzare superfici nanoscopiche con l'obiettivo di sviluppare nano sensori molto specializzati che possono essere integrati in un telefono cellulare e sono in grado di misurare non solo l'umidità dell'aria, ma anche il contenuto di CO o zolfo. Questo nuovo tipo di sensore di nanogas sarebbe particolarmente interessante per misurazioni della qualità dell'aria rilevanti per l'ambiente, ad esempio per la misurazione dei gas di scarico dei veicoli a motore. Anche la misurazione di agenti tossici con terminali mobili è pensabile. Finalmente, un enorme vantaggio è che i sensori di nanogas prodotti con il nuovo metodo possono essere utilizzati anche in ambienti liquidi. Come spiega Plank, questo li rende adatti per applicazioni mediche, ad esempio la misurazione diretta di singoli componenti del sangue.
Il lavoro del team è stato recentemente pubblicato sul rinomato Nanotecnologia rivista e si basa su una cooperazione dell'Università di tecnologia di Graz con l'Università di Graz, il NanoTecCenter di Weiz e l'Università Johann Wolfgang Goethe di Francoforte. Il progetto di ricerca è stato sponsorizzato dall'ACR (Austrian Cooperative Research) di Vienna.