Di recente dalla collaborazione tra il Dipartimento di Scienza dei Materiali dell'Università degli Studi di Milano-Bicocca, (nota anche con la sigla UniMiB), e l'Istituto Italiano di Tecnologia, (conosciuto con la sigla IIT), è nata una nuova vernice luminescente che diventa più brillante in presenza di ossigeno, rilevando, grazie a dei nanosensori al suo interno, le variazioni di pressione dell'aria circostante. In pratica si tratta del frutto di uno studio, (intitolato "Reversed Oxygen Sensing" using Colloidal Quantum Wells: towards highly emissive photoresponsive varnishes), il quale è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications ed ha mostrato importanti applicazioni, soprattutto nel settore aerospaziale. In sostanza queste vernici luminescenti per sensori di gas o di pressione, (note come "pressure sensitive paints"), sono composte da delle molecole, (ossia i cromofori), le quali si attivano in presenza di determinate sostanze chimiche gassose: se opportunamente illuminati, brillano con un'intensità che dipende dalla pressione del gas a cui sono soggetti. Insomma, contrariamente alle vernici attualmente in uso, che si "spengono" quando interagiscono con gas ossidanti, in questo caso maggiore è la quantità di ossigeno che scorre sopra i cromofori, minore sarà l'emissione luminosa. Ad ogni modo il lavoro svolto dai ricercatori dell'UniMiB e dell'IIT, coordinati da Sergio Brovelli e Francesco Meinardi da una parte ed Iwan Moreels dall'altra, e segna una svolta importante: grazie allo sviluppo di nanomateriali, (costituiti a loro volta da nanofogli di semiconduttore), è possibile generare un segnale luminoso la cui intensità è direttamente proporzionale alla presenza di ossigeno; finora questa strada era sempre stata impedita dalla mancanza cromofori adeguati. Comunque sia, come già anticipato, una delle applicazione più significative di queste vernici luminescenti riguarda i test aerodinamici condotti in campo aerospaziale ed automobilistico. Infatti per verificare le prestazioni ed ottimizzare i consumi di un veicolo, (come, ad esempio, una navetta shuttle), si ricopre di vernice luminescente un modello in scala ridotta e lo si posiziona all'interno di una galleria del vento, nella quale viene contemporaneamente illuminato con una lampada ultravioletta ed esposto a flussi d'aria. A questo punto la luce emessa dalla vernice viene catturata da una fotocamera e rielaborata al computer, permettendo, attraverso l'analisi dell'immagine 3D, di valutare la pressione che il gas esercita in ogni punto della superficie. Al riguardo Sergio Brovelli ha spiegato: "Certi sistemi richiedono la maggiore precisione possibile, ma la vernice luminescente tradizionale, che si smorza in presenza di pressione, non è in grado di dare informazioni oltre una certa soglia: quando c'è troppo ossigeno, si spegne completamente. Potrebbe sembrare un dettaglio, ma non lo è, dato che nei test aerodinamici è sempre meglio un sensore che genera un segnale, rispetto uno che smette di segnalare. Ed è proprio qui che risiede l'aspetto innovativo del nuovo nanosensore: ci avverte, accendendosi, che in uno specifico punto del veicolo o dell'autovettura c'è un accumulo di pressione, un flusso non laminare o un flusso turbolento". Ed ha, infine, concluso dichiarando: "La nuova vernice risponde a variazioni infinitesime di pressione, (anche 0,001 bar), su grandi quantità di aria: è come avere un termometro che invece di andare solo da 0 a 100 gradi, scende fino a 100 gradi sotto lo zero. In questo modo possiamo ottenere una dinamica di misurazione molto più sensibile".
Di seguito alcune immagini:
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