Poiché le sfide ambientali globali minacciano la qualità dell'acqua, cresce la domanda di soluzioni di monitoraggio efficienti. Le tecnologie di rilevamento fotonico si stanno affermando come promettenti strumenti di valutazione della qualità dell'acqua in tempo reale e precisi, offrendo elevata sensibilità e selettività in diversi ambienti acquatici.
Principi delle tecnologie di rilevamento fotonico
Le tecnologie di rilevamento fotonico sfruttano le interazioni fondamentali tra luce e materia, come la trasmissione e la riflessione, per identificare i contenitori o gli indicatori chiave della qualità dell'acqua, come i solidi sospesi totali (TSS).
Questi sensori utilizzano fonti luminose come LED o laser per illuminare l'acqua, dove le dimensioni e la composizione delle impurità influenzano l'interazione della luce, causando modifiche nell'intensità luminosa o nella lunghezza d'onda.
Questi cambiamenti vengono poi registrati utilizzando vari metodi di rilevamento, tra cui fotodiodi, fototransistor o dispositivi ad accoppiamento di carica (CCD), che misurano l'intensità della luce dopo l'interazione con i contaminanti. Le fibre ottiche vengono spesso impiegate per dirigere la luce da e verso il campione d'acqua, consentendo il rilevamento remoto o distribuito.
Oltre a misurare la trasmissione e la riflessione della luce, alcuni sensori fotonici sfruttano specifici fenomeni ottici per rilevare i contaminanti. Ad esempio, i sensori a fluorescenza eccitano le molecole fluorescenti presenti nell'acqua con luce di una particolare lunghezza d'onda e misurano l'intensità della fluorescenza emessa, che può essere correlata alla concentrazione di specifici contaminanti.
Al contrario, i sensori a risonanza plasmonica di superficie (SPR) monitorano le variazioni nell'indice di rifrazione di una superficie metallica risultanti dal legame delle molecole bersaglio, fornendo un metodo di rilevamento in tempo reale e senza etichetta.
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Data di pubblicazione: 11-06-2024