Il naso elettronico che rileva il gas e sente odore di marcio

In un futuro neanche troppo lontano, i frigoriferi ci diranno che il pesce sta per scadere e i forni ci avvertiranno se la pizza rischia di bruciare e quando ha raggiunto la cottura ottimale. Sarà l’effetto macroscopico di un’innovazione che in realtà nasce dall’ultrapiccolo, cioè dalle nanotecnologie e dalle nanostrutture su cui adesso si stanno concentrando sempre più investimenti in tutto il mondo.

In gergo, e un po’ impropriamente, si chiamano nasi elettronici e sono formati da un insieme di nanosensori di gas capaci di acquisire informazioni chimiche dall’ambiente circostante in tempo reale. È il prodotto finale del lavoro congiunto del laboratorio Sensor del dipartimento di Ingegneria Informatica e della start-up Nasys, da due anni spin-off dell’Università degli Studi di Brescia e nata per sviluppare e commercializzare sensori chimici e sistemi basati su nanotecnologie e materiali innovativi.

«È una ricerca che dura da decenni e ha portato a risultati unici al mondo», spiega il prof. emerito Giorgio Sberveglieri, presidente di Nasys e ora imprenditore full-time. Tutto nasce in laboratorio. Lì un team internazionale di ricercatori e dottorandi prepara i nanofili realizzati con ossidi metallici, con un ventaglio di macchinari e tecniche che lavorano sui materiali dalla fase liquida, come la tecnica idrotermale e l’anodizzazione elettrochimica, e da quella a vapore, come l’evaporazione e lo sputtering. «Questi ossidi sono isolanti, semiconduttori e quasi metalli, e per questo possono essere usati per preparare dispositivi di vario tipo - racconta la prof.ssa Elisabetta Comini, docente di fisica responsabile del laboratorio e cofondatrice di Nasys insieme a Veronica Sberveglieri, ricercatrice al Cnr -. Il vantaggio maggiore è che gli ossidi sono formati da una struttura cristallina, quindi molto stabile, che garantisce l’affidabilità dei dispositivi. Noi siamo stati i primi già nel 2002 a usare questi materiali come sensori».

Da lì sono arrivate tantissime applicazioni. Perché queste sofisticate nanostrutture in ossido quasi unidimensionali hanno consentito di realizzare sensori chimici altamente innovativi, che annusano e catturano i composti volatili in circolazione. A Nasys si è quindi prodotto un sistema di nanosensori chiamato S3, acronimo di Small Sensor System. Si tratta di una specie di naso elettronico dalla super performance, usato principalmente per controllare la qualità del cibo e dell’ambiente. «I sensori rilevano le eventuali contaminazioni batteriche e difettosità degli alimenti: caffè, pomodori, formaggio, carne, frutta, e altri ancora - illustra il prof. Sberveglieri -. E già a partire dalla produzione».

Facili da usare e da riprodurre, molto stabili e precisi, veloci nelle risposte e a basso costo, i vantaggi di questi sensori non si fermano qui: «L’altro grande aspetto innovativo di S3 è quello di essere uno smart system - prosegue Sberveglieri -. I dati raccolti vengono inviati in cloud, dove algoritmi elaborati al Sensor Lab riconoscono e classificano gli odori, restituendo poi una risposta in tempo reale».

La portata dell’invenzione non sta passando inosservata. Dopo partner come Parmigiano Reggiano, Menz&Gasser e Cimbali, ora bussano alla porta di Nasys grosse multinazionali di elettrodomestici interessate a portare il sistema UniBs nelle case. La storia dei nanosensori ha già alle spalle importanti progetti. Fra gli altri, il Multisensing platform for smart building management dell’Unione Europea, che ha coinvolto 17 partner internazionali per riuscire a integrare un sistema di sensori in un singolo chip con lo scopo di rilevare la presenza di Co2 e Pm dentro e fuori gli edifici. Sempre sul fronte del controllo ambientale, va ricordata la collaborazione con A2a con l’installazione di sistemi di rilevazione per versamenti dannosi nel depuratore di Verziano.