Una nuova tecnologia sviluppata dai ricercatori della North Carolina State University (NC State) segna un passo decisivo nella miniaturizzazione degli spettrometri: si tratta di un dispositivo grande pochi millimetri quadrati, in grado di misurare le lunghezze d’onda della luce dall’ultravioletto fino al vicino infrarosso. Uno strumento che potrebbe essere integrato in dispositivi portatili e persino su uno smartphone, rendendo accessibile la spettroscopia in contesti quotidiani.
Come funziona il nuovo spettrometro “pixel”
Gli spettrometri sono strumenti fondamentali per analizzare le proprietà fisiche e chimiche dei materiali attraverso la luce. Tuttavia, anche i modelli più compatti oggi in commercio restano relativamente ingombranti. Il nuovo dispositivo dimostra che è possibile combinare precisione, velocità e compattezza in un unico sensore, aprendo la strada a una nuova generazione di strumenti di diagnostica e imaging miniaturizzati.
Alla base del nuovo spettrometro c’è un fotodetector organico in grado di modificare la propria sensibilità alle diverse lunghezze d’onda della luce semplicemente applicando tensioni elettriche differenti. Questo permette di “scansionare” lo spettro della luce incidente senza dover ricorrere a lenti complesse o a sistemi ottici costosi.
“Se si applica rapidamente un intervallo di tensioni al fotodetector e si registrano le lunghezze d’onda catturate a ogni voltaggio” – spiega Brendan O’Connor, autore principale dello studio pubblicato su Device – “si può ottenere una firma spettrale accurata del materiale analizzato“. Il tutto avviene con meno di un volt e in meno di un millisecondo. È una svolta rispetto ai precedenti tentativi, che richiedevano ottiche complesse, alti voltaggi o offrivano una sensibilità limitata.
Accuratezza paragonabile ai modelli convenzionali
Nei test di prova, il sensore ha dimostrato un’accuratezza equiparabile a quella di uno spettrometro convenzionale e una sensibilità in linea con i migliori dispositivi fotodetector attualmente disponibili sul mercato. Questo significa che, nonostante le dimensioni ridottissime, le prestazioni non vengono sacrificate.
L’obiettivo a lungo termine, secondo i ricercatori, è quello di portare questa tecnologia sul mercato consumer: la combinazione tra compattezza ed efficienza energetica rende realistico pensare a smartphone e altri dispositivi mobili capaci di eseguire analisi spettroscopiche in tempo reale.
Ma le implicazioni vanno oltre: il sensore potrebbe essere impiegato anche in laboratorio, nell’imaging spettroscopico avanzato e nella microscopia, ampliando l’accessibilità a strumenti finora costosi o ingombranti.
