UVT, catalizator al mișcării academice timișorene, își urmează calea spre cunoașterea aprofundată și trecerea către tehnologiile viitorului și ale noilor generațiiUniversitatea de Vest din Timișoara este astăzi cea mai dinamică instituție de învățământ superior din România, o universitate care se...
Senzori colorimetrici: de la fabricare la detecție
Culoarea reprezintă un element de căpătâi al percepției umane, influențând modul în care experimentăm lumea și modelându-ne emoțiile și preferințele. Trecând peste rolul lor estetic și emoțional, culorile pot fi folosite și pentru a ușura activitatea de zi cu zi a consumatorilor, a medicilor sau a inspectorilor de mediu. Utilizarea variației de culoare este o metodă nouă, inovativă, dar mai ales rapidă, prin care se poate detecta prezența/absența unei molecule de interes în mediul înconjurător.
Introducerea senzorilor colorimetrici pe piața de consum este o alternativă perfectă la dispozitivele scumpe, care se bazează pe procese fizico-chimice complicate. Pentru consumatorii de zi cu zi acest lucru poate fi concretizat, de exemplu, într-un senzor pentru analiza prospețimii alimentelor: senzorul are culoarea galbenă-pal dacă produsul este proaspăt, schimbându-și culoarea la roșu intens în cazul alterării. Un astfel de dispozitiv care se bazează pe diferiți coloranți (indicatori de culoare sau indicatori de pH), cu sensibilitate ridicată față de analiții gazoși și al căror viraj de culoare se poate observa cu ochiul liber poate fi „citit” ușor și rapid de oricine. Principiul de funcționare se bazează pe legea Lambert-Beer, care stipulează că există o relație matematică direct proporțională între cantitatea de lumină absorbită și concentrația analitului.
În cadrul Institutului de Cercetare-Dezvoltare pentru Optoelectronică – INOE 2000 au fost dezvoltați senzori colorimetrici pentru analiza propețimii cărnii proaspete, la baza acestor senzori fiind detecția colorimetrică a amoniacului. Au fost dezvoltate două tipuri de senzori colorimetrici: unul pe bază de polimer transparent și unul pe bază de membrană organică de filtrare, în golurile cărora au fost imobilizați coloranții. Cele două materiale au fost alese astfel încât să se adapteze diferitelor tipuri de coloranți și solvenți.
Metoda de fabricare este una simplă, bazându-se pe metoda absorpției în porii materialului suport. Un lucru deosebit de important este alegerea suportului, deoarece acesta trebuie să fie inert, transparent sau alb, flexibil și să nu permită inter-transferul coloranților la contactul dintre ei – cea mai importantă proprietate a suportului. Totodată, o proprietate foarte importantă a fost și flexibilitatea, întrucât acești senzori trebuie să fie înglobați în ambalajul alimentar.
Virajul de culoare este unul simplu de observat, de la albastru intens, atunci când nu există amoniac în atmosferă, la mov deschis/lila atunci când amoniacul este într-o concentrație de 1000 ppm. Viteza de viraj a culorii a fost rapidă, de aproximativ 25 secunde, pentru detecția cu ochiul liber. În cazul utilizării unui software pentru analiza spectrului RGB, virajul de culoare este mai rapid, întrucât modificarea culorii este observată obiectiv, prin modificarea indicatorilor. Deoarece modificările de culoare pot fi prea subtile pentru ochiul uman, se utilizează și metode de procesare ale imaginii cu ajutorul inteligenței artificiale. Utilizarea componentelor AI permite trecerea senzorilor colorimetrici de la simple dispozitive care indică prezența/absența analiților la dispozitive analitice, capabile de cuantificarea analiților analizați.
Domeniul de aplicare al senzorilor colorimetrici variază de la analiza prospețimii alimentelor, cum este dispozitivul dezvoltat la INOE 2000, la dispozitive pentru analiza probelor biologice sau chiar pentru analiza calitații aerului din interiorul camerelor. Implementarea unui astfel de dispozitiv poate aduce beneficii prin alertarea din timp a consumatorului asupra stării de alterare a alimentului cumpărat sau depozitat în congelator, sau asupra calității aerului dintr-o încăpere (modificarea compoziției aerului dintr-o cameră alertează locatarul să deschidă fereastra pentru aerisire și să identifice lucrul care eliberează amoniac).
Cercetările au fost derulate în cadrul proiectului Nucleu PN 2305/2023 (OPTRONICA VII).
Parerea ta conteaza: 
Asemanator
Cooperarea științifică și academică franco-română: Direcții strategice și perspective de colaborare- Viitorul hidrogenului, între planuri ambițioase și dezvoltare realistă
- Textilele electronice prietenoase cu mediul – o preocupare recentă a INCDTP București
- INFRASEAL, infrastructură de cercetare COMOTI dedicată evoluției aviației europene
- Contribuția ICPE-CA în dezvoltarea tehnologiilor reziliente pentru navigație, comunicații și control aplicate vectorilor aerieni și maritimi în contexte electromagnetice ostile
- România și CHIPS-JU: Dezvoltarea de ecosisteme specializate bazate pe RISC-V, cu performanță ridicată, sigure, securizate și cu sursă deschisă
