Con il termine Naso Elettronico si intende uno strumento in grado di creare delle mappe digitali di odori complessi. Il principio di funzionamento mira a riprodurre il sistema olfattivo umano;
in effetti la sensibilità dei sensori che lo costituiscono è simile a quella dei recettori olfattivi umani, il sistema di elaborazione dati è concettualmente analogo al
processo che accade nel bulbo olfattivo e la classificazione degli odori finale è eseguita da una rete neurale o da un tipo di analisi statistica multivariata che riprendono i meccanismi
di identificazione del cervello.

Presso i laboratori dell’Istituto per la Microelettronica e Microsistemi del CNR, sezioni di Roma, Lecce e Bologna, da alcuni anni si stanno studiando e sviluppando differenti prototipi di
sistemi olfattivi artificiali. Gli elementi fondamentali sono i sensori chimici che, lavorando come trasduttori miniaturizzati, rispondono in maniera selettiva e reversibile, alle sostanze
chimiche volatili, generando segnali elettrici in funzione della concentrazione in tempo reale. Il principio di funzionamento dei sensori chimici piezoelettrici , definiti sensori di massa,
posizionati nella “narice” del naso elettronico di Roma (LibraNose ed EnQbe, sviluppati in collaborazione anche con l’Università “Tor Vergata” di Roma, dipartimento di Ingegneria
Elettronica e Scienze e Tecnologie Chimiche) si basa sulla variazione di frequenza di oscillazione dei cristalli in funzione dell’aumento di massa (Thickness Shear Mode Resonators) dovuto
all’assorbimento delle molecole gassose sullo strato sensibile del sensore (Me-Tetrafenilporfirine differentemente funzionalizzate e depositate). Nel caso degli altri due prototipi (Lecce,
Bologna) l’interazione chimica determina un trasferimento di elettroni tra la superficie di un semiconduttore e le molecole di gas adsorbite, che viene misurata come un cambiamento di
conducibilità (Metal Oxide Semiconductor). In particolare questa variazione è determinata dall’ossidazione superficiale delle sostanze che compongono l’aroma e dalla riduzione
dell’ossigeno precedentemente adsorbito ed attivato sulla superficie del sensore stesso (SnO2, In2O3, TiO2 …).

Le caratteristiche comuni a tutti e tre i prototipi sono l’immediatezza della risposta e l’assenza di lunghi pretrattamenti del campione da analizzare. Le attività dei gruppi nei
laboratori del CNR sono rivolti, in modalità diversificate, alla miniaturizzazione del sistema (microtecnologie), allo sviluppo dell’elettronica e dei software di gestione, ma anche alla
chimica del sensore, preparando e caratterizzando nuovi materiali, mirando ad aumentarne la risoluzione nei confronti degli analiti desiderati (ppb), a diminuire il tempo di risposta e ad
ottenere completa reversibilità, accuratezza e riproducibilità delle misure, un segnale di output forte e con il minimo rumore. Le potenzialità applicative di simili
strumenti sono ovviamente notevoli.

Nel settore alimentare può essere utilizzato per formulare un giudizio oggettivo di qualità (es. valutazione dello stato di conservazione degli alimenti, controllo di delle
denominazioni di origine protetta, controllo di frodi e sofisticazioni …); nel monitoraggio ambientale (gas di combustione, fughe di gas, idrocarburi aromatici, aerosols …); in campo medico
(strumento di diagnosi per malattie della pelle, del sistema endocrino.

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