I ricercatori del National Institute of Standards and Technology (NIST) hanno sviluppato un’app che semplifica la caratterizzazione di materiali complessi. Chiamato PyXRF, fornisce un'interfaccia intuitiva per l'acquisizione e l'elaborazione dei dati da dispositivi portatili a fluorescenza a raggi X (XRF), un tipo relativamente nuovo ed economico di spettrometro a raggi X in grado di rivelare la composizione chimica dei materiali. L'app è disponibile come software open source.
"Si tratta di un'app mobile progettata per i non esperti che necessitano di un modo rapido e semplice per valutare se i loro materiali hanno le proprietà che si aspettano", ha affermato Michael McGuire, scienziato dei materiali del NIST.
L'XRF è un tipo di spettroscopia che utilizza i raggi X per eccitare gli elettroni all'interno di un atomo e misurare l'energia rilasciata quando questi elettroni ritornano a stati di energia inferiore. La caratteristica "impronta digitale" energetica di ciascun elettrone eccitato rivela informazioni sul tipo e sulla quantità di atomi all'interno di un materiale.
Ma per estrarre informazioni significative da queste misurazioni è necessaria una certa comprensione delle apparecchiature di misurazione e delle complessità della fisica dei raggi X e dell’elaborazione del segnale.
"Gli spettrometri XRF stanno diventando più piccoli, più economici e più facili da usare", ha affermato McGuire. "Tuttavia, i pacchetti software che accompagnano questi strumenti sono in genere di base e la maggior parte presuppone che l'utente abbia il tempo o l'esperienza per configurare manualmente e postelaborare le misurazioni. PyXRF semplifica queste attività in un'app facile da usare."
L'app consente inoltre agli utenti di confrontare facilmente le misurazioni effettuate sul campo con misurazioni note di librerie di materiali, inclusa una creata dal team NIST per vari tipi di plastica.
PYXRF è già utilizzato dai membri del NIST Material Measurement Laboratory (MML) per analizzare campioni in loco presso impianti di produzione e altre installazioni industriali, e anche per identificare materiali nelle collezioni dei musei. Ad esempio, PyXRF è stato in grado di identificare il tipo di pigmento utilizzato in un ritratto di 200 anni fa presso lo Smithsonian American Art Museum.
L'app sta attirando interesse anche al di fuori del NIST. Viene utilizzato da studenti e ricercatori del MIT e della Georgetown University, e c'è stata anche la richiesta di una startup interessata a incorporare PyXRF in un prodotto software commerciale.
"Ci auguriamo che, aumentando l'accessibilità delle capacità di misurazione avanzate, incoraggeremo più persone a esplorare le proprietà dei materiali e a scoprire la prossima grande novità", ha affermato McGuire.
