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Martedì, 12 Ottobre 2010 13:21

Presentazione

L’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente (IREA) fa parte del maggior Ente italiano di ricerca scientifica e tecnologica, il Consiglio Nazionale delle Ricerche, dove afferisce al Dipartimento “Ingegneria - ICT e tecnologia per l'Energia e Trasportie partecipa alle attività del Dipartimento “Scienze del sistema Terra e Tecnologie per l'Ambiente”. Inoltre, l’Istituto è coinvolto in progetti di ricerca in collaborazione con il Dipartimento “Scienze Umane e sociali - patrimonio culturale”.

L’IREA è uno degli Istituti di eccellenza del CNR e, più in generale, del sistema nazionale della ricerca, come confermato dalle valutazioni degli Istituti dell'Ente concluse nel 2010 e nel 2015, e dall'esito della Valutazione della qualità della ricerca (VQR) condotta dall'Agenzia per la valutazione del sistema Universitario e della ricerca (ANVUR) e terminata nel dicembre 2016.

Le attività di ricerca rispondono a importanti esigenze di sviluppo scientifico e tecnologico del Paese e hanno numerose ricadute applicative in ambiti di rilevanza strategica quali il monitoraggio dell’ambiente e del territorio, la sicurezza, la sanità e salute. Esse sono legate allo sviluppo di metodologie e tecnologie per l'acquisizione, l'elaborazione, la fusione e interpretazione di immagini e dati ottenuti da sensori di tipo elettromagnetico, operanti da satellite, aereo e in situ, e la diffusione delle informazioni estratte utili ai fini della gestione del territorio, sorveglianza, sicurezza e valutazione dei rischi, compreso quello elettromagnetico. Inoltre, vengono sviluppate metodologie e tecnologie per la realizzazione di infrastrutture di dati geo-spaziali e per applicazioni biomedicali dei campi elettromagnetici. Attenzione viene anche dedicata ad attività di indagine, ricerca e sperimentazione sulla comunicazione pubblica della scienza ed ad attività di divulgazione scientifica.

L’Istituto ha al suo interno consolidate competenze nei settori del telerilevamento a microonde ed ottico, della diagnostica elettromagnetica dell’ambiente e del territorio, dell'informatica per la gestione ed il trattamento di dati geo-spaziali, coniugate a quelle biologiche per la valutazione del rischio dell’esposizione ai campi elettromagnetici ma anche delle loro possibili applicazioni in ambito medico, che rendono l'IREA una realtà fortemente multi-disciplinare.

L’IREA ha la sua sede istituzionale a Napoli, una sede secondaria a Milano e una a Bari. A Sirmione del Garda (BS) vi è poi la Stazione Sperimentale “Eugenio Zilioli” dove vengono condotte alcune attività scientifiche, in particolare quelle legate allo studio della qualità delle acque del lago, e attività di divulgazione e di educazione ambientale. Inoltre, la Stazione Sperimentale ospita il Centro di Rilevamento Ambientale del Comune di Sirmione col quale collabora su diversi temi legati allo studio e al controllo del territorio del basso Garda.

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MNP CS

Nel corso della XX Riunione Nazionale di Elettromagnetismo tenutasi a Padova dal 15 al 18 settembre la dottoressa Rosa Scapaticci, assegnista di ricerca dell’IREA, è stata insignita insieme all’ing. Martina Bevacqua, studentessa di dottorato presso l'Università Mediterranea di Reggio Calabria, del Premio Barzilai, il prestigioso riconoscimento conferito dalla SIEm (Società Italiana di Elettromagnetismo) al migliore lavoro proposto alla Riunione da autori di età inferiore ai 35 anni.

Il premio è stato conferito al lavoro 'Exploiting compressive sensing in Magnetic Nano Particle enhanced MWI for breast cancer imaging’ nel quale le giovani studiose hanno proposto una metodologia di elaborazione in grado di migliorare le prestazioni di una innovativa tecnica per la diagnostica a microonde del tumore al seno, sviluppata presso l’IREA nell’ambito del progetto MERIT.

Tale tecnica diagnostica sfrutta in modo congiunto i campi elettromagnetici alle frequenze di microonde quale strumento di indagine non invasivo e non nocivo e le nanoparticelle magnetiche quale agente di contrasto. Queste ultime, “funzionalizzate” mediante opportune procedure biochimiche, sono infatti in grado di addensarsi nei soli tessuti tumorali ed indurre una variazione selettiva delle proprietà magnetiche. Data la natura dei tessuti umani, che non presentano intrinsecamente proprietà magnetiche, questa “marcatura” consente di ottenere una tecnica diagnostica altamente affidabile. 

La metodologia proposta dalle autrici, che ne hanno analizzato le potenzialità mediante un’ampia campagna di simulazioni numeriche riscontrando il miglioramento delle prestazioni rispetto alle tecniche standard finora utilizzate, può consentire notevoli vantaggi quali la capacità di identificare lesioni di piccole dimensioni, fattore cruciale nella diagnostica precoce, o di apprezzare la morfologia della lesione, informazione utile ai clinici per individuarne la tipologia. 

 



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Martedì, 31 Maggio 2011 15:25

Modellistica elettromagnetica

La disponibilità di modelli matematici capaci di descrivere con adeguata accuratezza il fenomeno della diffusione elettromagnetica in scenari complessi è un punto cardine nello studio dell'interazione tra campi elettromagnetici e materia. La modellizzazione, esatta ed approssimata, del fenomeno della diffusione elettromagnetica a microonde ed a onde millimetriche è, infatti, necessaria oltre che per la comprensione delle criticità del fenomeno, per lo sviluppo di tecniche innovative per l'elaborazione dei dati radar e per la progettazione ed il dimensionamento degli apparati di misura

A tal riguardo, i ricercatori dell'IREA vantano una pluriennale esperienza nella messa a punto degli strumenti necessari per la simulazione numerica in geometria bidimensionale e tridimensionale del campo diffuso da strutture  immerse in ambienti complessi. Tali strumenti si basano su uno sforzo sia di tipo analitico, incentrato sulla formulazione del problema diretto di diffusione mediante opportune riscritture delle equazioni integrali che descrivono il fenomeno fisico, che sulla messa a punto di strumenti di calcolo efficienti.

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Martedì, 31 Maggio 2011 16:01

Tomografia a microonde

Con il termine tomografia a microonde si intende l’insieme delle metodologie che, sfruttando l’interazione tra campi elettromagnetici e mezzi materiali, mirano a ricostruire i parametri elettromagnetici di domini spaziali non direttamente accessibili allo scopo di rilevare, in modo non distruttivo e minimamente invasivo, la presenza di eventuali anomalie e determinarne le caratteristiche morfologiche (posizione, forma e dimensione) ed elettromagnetiche (profili di permittività dielettrica, conducibilità elettrica e permeabilità magnetica).

Diversamente dalle strategie di elaborazioni dati radar tradizionali, gli approcci tomografici si basano sull’uso di modelli fisico/matematici adeguati a descrivere l’interazione onda/bersaglio in scenari complessi. D’altro canto, essi richiedono di affrontare le notevoli difficoltà insite nella soluzione di un problema inverso di diffusione elettromagnetica, in cui il legame tra i dati e le incognite è non lineare e mal-posto.

Nel corso degli anni, i ricercatori dell’IREA hanno messo a punto diversi approcci efficienti e stabili rispetto alle incertezze ed al rumore con lo scopo di una "diagnostica" ad alta risoluzione quasi real-time e possibilmente quantitativa. Tali approcci sono capaci di operare sia in condizioni critiche come quelle tipiche nell'ambito "physical security" che in scenari elettromagneticamente complessi quali quelli relativi alle applicazioni di diagnostica medica.

Un primo insieme di approcci sviluppati presso l’IREA si basa sulla linearizzazione del problema ottenibile mediante modelli semplificati della diffusione elettromagnetica ed è in grado di fornire risultati soddisfacenti anche per configurazioni di misura estremamente semplificate. Tali approcci, grazie all’uso degli strumenti di analisi di problemi inversi lineari, sono stati ampiamente caratterizzati per quanto riguarda la configurazione di misura da adoprare e le capacità di ricostruzione ottenibili.

In alternativa a questi metodi è anche stato investigato l’uso di metodi qualitativi basati sulla soluzione di un problema inverso lineare ausiliario (in grado però di fornire informazioni solamente di tipo morfologico) che non fanno quindi uso di modelli approssimati. Tali metodi presentano una notevole flessibilità e consentono la caratterizzazione dello scenario in tempo reale, ma allo stato necessitano di strategie di misura idonee.

Una ulteriore classe di metodologie è quella dei così detti approcci di tipo quantitativo. Tali strategie consentono di ottenere informazioni esaustive sulle proprietà elettromagnetiche dei bersagli a spese di una aumento della complessità del problema inverso da risolvere e di un conseguente innalzamento del carico computazionale. Dovendo affrontare la soluzione di un problema non lineare e mal posto, tali strategie si basano su un approfondito studio dei fattori che influenzano il grado di difficoltà del problema. A riguardo, i ricercatori dell'IREA hanno messo a punto formulazioni alternative del problema di diffusione elettromagnetica in grado di “ridurre” la non-linearità della relazione dati-incognite al fine di evitare che le procedure di imaging diano luogo a risultati non coerenti con lo scenario investigato (problema della false soluzioni).

Inoltre i ricercatori dell’IREA sono impegnati nello sviluppo di tecniche di regolarizzazione che consentono sia di ridurre l’incidenza delle false soluzioni sia di migliorare la convergenza delle procedure iterative, che sono alla base delle tecniche di elaborazione. I ricercatori dell’IREA sono anche impegnati nella messa a punto di approcci di tipo ibrido basati sull’integrazione di approcci qualitativi e quantitativi.

Pubblicato in Elenco metodologie

Progettazione e simulazione sono due aspetti fondamentali nello sviluppo di nuovi dispositivi e sensori.

Con particolare riferimento alla sensoristica ottica i ricercatori dell’IREA vantano una pluriennale esperienza nella messa a punto di metodologie consolidate per la progettazione di nuovi dispositivi integrati che combinino sia proprietà ottiche, per l’analisi dei liquidi, sia proprietà microfluidiche per il controllo del liquido da analizzare. In particolare sono state progettate guide ottiche integrate capaci di confinare simultaneamente in uno stesso microcanale sia il liquido da analizzare che la luce utilizzata per analizzarlo. Questi dispositivi sono stati progettati e simulati mediate l’uso sia di codici appositamente sviluppati presso l’IREA sia attraverso software commerciali.

Sono stati sviluppati altresì modelli per la descrizione e l’analisi dello scattering stimolato di Brillouin in fibra ottica. Tali modelli consento di simulare in maniera rapida ed accurata lo scattering stimolato di Brillouin in una fibra ottica mononomodale tenendo in conto anche dei fenomeni non lineari. Questi modelli sono stati successivamente utilizzati per la messa a punto di algoritmi per l’elaborazione dei dati di sensori distribuiti in fibra ottica basati sullo scattering di Brillouin che consentono di aumentare sia l’accuratezza che la risoluzione.

Pubblicato in Elenco metodologie
Lunedì, 12 Dicembre 2011 12:23

ISTIMES

Integrated System for Transport Infrastructures surveillance and Monitoring by Electromagnetic Sensing 

IstimesIl progetto ISTIMES mira alla realizzazione di un complesso sistema di sorveglianza e monitoraggio delle infrastrutture di trasporto basato su tecnologie di osservazione da satellite, da aereo e sul posto, in grado di rilevare spostamenti e dislocazioni, fenomeni di degrado, cambiamenti delle condizioni chimico-fisiche dei materiali, difetti strutturali congeniti o indotti.

La specificità del progetto riguarda lo sviluppo di un sistema innovativo per il monitoraggio di infrastrutture civili di interesse strategico in aree ad elevato rischio naturale mediante l’integrazione di sensoristica elettromagnetica avanzata ed infrastrutture informatiche per la gestione e la condivisione dati a supporto delle decisioni in caso di emergenza.

Il progetto è coordinato dal consorzio TeRN - Tecnologie per le Osservazioni della Terra e i Rischi Naturali - del distretto tecnologico della Basilicata, con la con la partecipazione di altri 8 partner Europei, sia pubblici che privati, tra i quali Elsag Datamat S.pA., Dipartimento di Protezione Civile, Lund University-Svezia, Tel Aviv University-Israele, Laboratoire Central de Ponts et Chaussess-Francia, TDA Romania.

Il progetto ha ricevuto i flags di: Highlight as a success/case story; High visibility/media attractive project; Substantial R&D breakthrough character.

http://www.istimes.eu/

 

Committente: Unione Europea, 7° Programma Quadro

Prime contractor: Consorzio TeRN

 

Periodo di attività: 2009 - 2012

 

Finanziamento IREA: € 284.328

 

Responsabile IREA: Francesco Soldovieri

 

Pubblicato in Progetti Conclusi
Giovedì, 01 Gennaio 2015 15:35

Sensori ottici ed optofluidici integrati

SensOpto

I sensori optofluidici rappresentano una recente innovazione nel campo della sensoristica che unendo le caratteristiche uniche dei liquidi a quelle della microfluidica permette la realizzazione di dispositivi innovativi. In tale ambito ricadono ad esempio i sensori basati su guide liquide a getto recentemente realizzati all’IREA. Inoltre, i sensori optofluidici si prestano agevolmente ad una integrazione con altri dispositivi elettronici.

La realizzazione di sensori ottici integrati con circuiti microelettronici deputati all’elaborazione del segnale ed incorporati all’interno di micro-analizzatori offre notevoli vantaggi in termini di peso, dimensioni e costo. Essi possono essere, infatti, realizzati con costi notevolmente inferiori rispetto alle strumentazioni convenzionali, hanno un elevata portabilità, ed inoltre consentono di eseguire numerose analisi con una ridottissima quantità di sostanza con ulteriore riduzione dei costi in termini di reagenti e manutenzione.

L’attività di ricerca svolta è indirizzata allo sviluppo di dispositivi optofluidici, in cui i sistemi ottici vengono sintetizzati mediante l’uso di fluidi. Ciò consente in principio una completa integrazione tra componente ottica e componente microfluidica, che si traduce in una maggiore compattezza e stabilità del dispositivo e, grazie al confinamento della luce e del fluido nella stessa regione del dispositivo, alla realizzazione di sensori ad elevata efficienza. Tali dispositivi optofluidici sono stati realizzati utilizzando diversi materiali e tecnologie di fabbricazione. In particolare, sono stati sviluppati micro-dispositivi optofluidici in polimero e micro-dispositivi ibridi, questi ultimi ottenuti attraverso l’integrazione di componenti in silicio e materiali polimerici. I dispositivi optofluidici realizzati con materiali polimerici (quali ad esempio PMMA e PDMS) sono stati fabbricati impiegando tecniche di fabbricazione quali la litografia “soffice” e la microfresatura.

In questo contesto i ricercatori dell’IREA hanno sviluppato un approccio alternativo che consiste nell’utilizzare un diverso tipo di guide integrate, chiamate guide ottiche a riflessione antirisonante (ARROW), il cui principale vantaggio risiede nella possibilità di realizzare guide con indice di rifrazione del core più basso dei cladding circostanti.

Guide ARROW ibride (h-ARROW), fabbricate sostituendo allo strato antirisonante un sottile layer di PDMS, sono state progettate e caratterizzate e applicate con successo come elemento base per la realizzazione di piattaforme optofluidiche di tipo lab-on-a-chip per applicazioni biomedicali.

Le guide ARROW, secondo come sono progettate, possono essere usate sia direttamente come sensori d’indice di rifrazione sia come celle per aumentare l’interazione fra la luce e le sostanze, liquidi o gas, di cui è riempito il core. Infatti, esse consentono di confinare simultaneamente nel core della guida sia la luce sia la sostanza sotto analisi. Esse inoltre possono essere utilizzate come elemento base per la realizzazione di complessi sensori e dispositivi ottici integrati in cui la luce non si propaga in un solido bensì in un liquido. Quest’approccio ha consentito la realizzazione di:

- Sensori d’indice di rifrazione

- Accoppiatori direzionali optofluidici tunabili

- Filtri optofluidici tunabili

- Inteferometri Mach-Zhender optofluidici

- Risonatori optofluidici ad anello 

Dispositivo optofluidico integrato ibrido per misure di fluorescenza

DiagClinica

Lo studio dell’interazione tra i campi elettromagnetici e i sistemi biologici, quali il corpo umano, è da molti anni uno dei settori più attivi nella ricerca fondamentale ed applicata che coinvolge le tecnologie dell’elettromagnetismo.

Se storicamente tali attività si sono indirizzate verso lo studio dei possibili effetti nocivi dell’interazione tra campi e sistemi biologici ed alla valutazione dosimetrica, recentemente è emerso un paradigma innovativo, che guarda alle notevoli possibilità offerta dall’utilizzo di tale interazione per produrre uno specifico effetto.

Evidentemente, questo nuovo paradigma è di notevole interesse nell’ambito medico, dove la natura non ionizzante dei campi elettromagnetici, la loro capacità di penetrare la materia, e la specificità delle proprietà elettromagnetiche dei diversi tessuti umani (anche in dipendenza del loro stato patologico) ha dato l’impulso allo studio ed allo sviluppo di nuove metodologie diagnostiche e terapeutiche, che possano affiancarsi a quelle correntemente in uso, al fine di migliorare la qualità (e la precocità) delle diagnosi o contribuire al più efficace trattamento di determinate patologie.

Un possibile esempio di applicazione terapeutica di questo nuovo paradigma è l’ipertermia a microonde, in cui il riscaldamento selettivo dei tessuti affetti da tumore, mediante la focalizzazione dell’energia del campo a microonde nella regione di interesse, è sfruttato per indurre l’apoptosi (termoablazione) delle cellule malate o per incrementare localmente l’efficacia dei farmaci chemio- e radio-terapici. In ambito diagnostico, un esempio è lo screening morfologico e funzionale per la diagnostica precoce del tumore al seno, in cui si sfrutta la diversa risposta a microonde dei tessuti sani rispetto a quelli malati, al fine di ottenere informazioni diagnostiche dalla misura dei campi diffusi dai tessuti in esame.

Rispetto a tale contesto, l’attività di ricerca portata avanti all’IREA ormai da alcuni anni riguarda lo sviluppo di tecnologie innovative di diagnostica e terapia basate sull’uso di campi elettromagnetici alle frequenze delle microonde. In particolare, si mira alla definizione delle condizioni di irradiazione necessarie a indurre l’effetto desiderato, alla sintesi ed alla messa a punto dei relativi sistemi radianti e allo sviluppo di metodologie di elaborazione dati per l’estrapolazione delle informazioni diagnostiche.

In ambito diagnostico, l’attenzione è posta sue due tematiche. La prima consiste nello sviluppo di una tecnica innovativa per la diagnostica precoce del tumore al seno, che sfrutta agenti di contrasto nanomagnetici capaci di concentrarsi selettivamente in tessuti malati. Grazie alla natura non magnetica del corpo umano, l’utilizzo di un tale agente di contrasto, già approvato per altri utilizzi biomedicali, consente di ridurre l’incidenza di falsi positivi e negativi, con un ovvio beneficio in termini di affidabilità e qualità della diagnosi. La seconda tematica riguarda lo studio dell’utilizzo di tecniche di imaging differenziale a microonde per monitorare l’evoluzione di una patologia nel suo decorso o nell’arco di una terapia. In particolare, l’attenzione è rivolta al monitoraggio dei cambiamenti fisiologici dei tessuti cerebrali causati da alterazioni del normale flusso sanguigno (ischemie, emorragie) o eventi traumatici (ematoma). In entrambe i casi, le attività di ricerca mirano alla progettazione di dispositivi in grado di ottimizzare l’interazione tra campi elettromagnetici e tessuti umani e a sviluppare approcci di imaging capaci di caratterizzare, dal punto di vista delle proprietà elettromagnetiche, ambienti biologici complessi.

Per quel che riguarda gli aspetti terapeutici, l’attività di ricerca affronta lo sviluppo di nuove metodologie per l’ipertermia a microonde, e in particolare la progettazione e realizzazione di applicatori capaci di focalizzare l’energia elettromagnetica nei tessuti malati, minimizzando al contempo il riscaldamento dei tessuti circostanti, al fine di evitare effetti collaterali. L’uso di opportune tecniche di ottimizzazione per la sintesi di campo e l’accurata modellizzazione numerica della propagazione del segnale elettromagnetico e della sua interazione con le strutture biologiche esposte sono cruciali per l’attività, che inoltre fornisce anche gli strumenti necessari all’opportuna pianificazione di trattamenti terapeutici specifici.

Infine, è anche oggetto di studio la possibilità di utilizzare l’insieme delle metodologie e degli strumenti sviluppati per la messa a punto di sistemi “teranostici”, in cui la natura duale (diagnostico/terapeutica) delle microonde è utilizzata in modo sinergico. In particolare, l’obiettivo è il progetto di un sistema che integri un dispositivo per la terapia termica con un dispositivo diagnostico, in grado di ottenere le informazioni necessarie alla pianificazione del trattamento terapeutico specifico e verificare in corso d’opera l’evoluzione e l’efficacia dello stesso.

Domenica, 01 Maggio 2011 15:18

Tomografia radar

Imaging

La capacità delle onde elettromagnetiche di penetrare corpi materiali ed interagire con essi, in un modo che dipende dalla morfologia e dalle proprietà costitutive dell'oggetto in esame, costituisce il principio fisico delle tecniche diagnostiche senza contatto e non invasive finalizzate all’individuazione e caratterizzazione, in una parola all’imaging, di oggetti incogniti, anche se posti in un mezzo opaco o nascosti da un ostacolo.

A tal fine, è necessario sviluppare metodologie avanzate per l’elaborazione di dati radar, eventualmente raccolti adottando configurazioni di misura non canoniche. Tali metodologie, diversamente da quelle comunemente in uso, si avvalgono di modelli fisico/matematici più adeguati a descrivere l’interazione onda/bersaglio in scenari complessi e affrontano opportunamente la soluzione del problema inverso, non-lineare e mal posto, coinvolto. Basandosi su tali requisiti, le metodologie sviluppate presso l'IREA, mirano a fornire immagini dell’oggetto in esame da cui è possibile determinarne, senza ambiguità, le proprietà morfologiche ed elettromagnetiche (permettività dielettrica e conducibilità).

I ricercatori dell’IREA hanno una lunga ed assestata esperienza in questo campo, che ha consentito la messo a punto di diversi approcci, che sono stati testati in diversi contesti applicativi.

Da un punto di vista concettuale, le metodologie sviluppate possono essere classificate in due gruppi:

1) strategie per la localizzazione di oggetti incogniti e loro caratterizzazione geometrica (dimensione, forma)

2) approcci capaci di fornire una caratterizzazione (quantitativa) accurata delle proprietà elettromagnetiche degli oggetti in esame

Tali metodologie di elaborazione dati rappresentano un utile strumento per affrontare un vasto numero di applicazioni in cui è di interesse l’imaging radar in situ, tra cui il monitoraggio di strutture civili ed infrastrutture critiche, la diagnostica dei beni culturali, la mappatura dei sottoservizi in ambienti urbani, le applicazioni legate alla sicurezza fisica, come ad esempio il rilevamento di mine anti-uomo ed ordigni inesplosi, l’imaging attraverso i muri, l’individuazione di tunnel, il rilevamento di oggetti nascosti su persone, il rilevamento a distanza di segni vitali (ad esempio respirazione e battito cardiaco).

Un ambito tecnologico in cui l’uso di tali metodologie di inversione è estremamente rilevante o quello del georadar (GPR), che è un sistema radar specificamente progettato per l’imaging di strutture sepolte o nascoste. In tale ambito, le metodologie sviluppate all’IREA, ed in particolare quelle finalizzate alla localizzazione e caratterizzazione morfologica di oggetti incogniti, sono state applicate con successo in molte campagne di investigazione mediante GPR eseguite nell’ambito di vari progetti di collaborazione nazionali ed internazionali che hanno riguardato prospezioni di siti archeologici (casa del Centauro in Pompei, Stabia antica e Pontecagnano in Campania, Viggiano in Lucania e molti altri), il monotoraggio di strutture civili ed infrastrutture (ad esempio il ponte Musmeci in Potenza e diverse corsi autostradali svizzere) e la diagnostica dei beni culturali (indagine georadar nel Salone dei 500 a Firenze alla ricerca degli stati nascosti del dipinto del Vasari). 

Martedì, 18 Febbraio 2014 15:37

Sensori a microonde e ai terahertz

THzSystem

Le misure delle proprietà dielettriche dei materiali sono oggetto di numerosi studi a causa delle loro implicazioni in svariati settori applicativi. La capacità di monitorare in modo non distruttivo e in tempo reale la risposta dei materiali a campi elettromagnetici alle frequenze delle microonde e dei terahertz fornisce utili informazioni riguardanti diversi parametri fisici e chimici del materiale analizzato. Per un orientamento specifico del campo elettrico e una fissata frequenza di lavoro, le proprietà elettromagnetiche di una sostanza possono essere correlate a grandezze fisiche quali temperatura, concentrazione, pressione, umidità, stress meccanico, struttura molecolare, e così via. Pertanto tali sensori sono di interesse in numerosi contesti applicativi, tra cui:

- Industria alimentare e agricoltura: previsione dei tassi di riscaldamento quando i materiali sono esposti a campi a elevata intensità, determinazione del contenuto di umidità, conservazione degli alimenti, verifica della qualità dei prodotti, ecc.;MWSensor

- Medicina e industria farmaceutica: caratterizzazione dei tessuti, sperimentazione e produzione di farmaci, caratterizzazione di solventi, reazioni chimiche, ecc.;

- Industria elettronica: caratterizzazione di substrati, circuiti stampati, ecc.;

- Industria aerospaziale/difesa: materiali radar assorbenti, radomes, ecc.;

In quest’ambito l’attività condotta dai ricercatori dell’IREA-CNR è dedicata sia alla progettazione e caratterizzazione di sensori a microonde, tra cui sensori per la caratterizzazione di soluzioni liquide e sensori bioradar, sia ad analisi alle frequenze dei THz, al fine di effettuare una caratterizzazione quantitativa dei materiali sfruttando la loro univoca risposta spettrale in tale banda.

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