Pikomittauksia kenttälaitteisiin

Purdue Universityn tutkijat ovat selvittäneet kuinka parantaa pienten värähtelevien mikroulokepalkkiin perustuvan anturin suorituskykyä havaita kemiallisia ja biologisia aineita.

Mikropalkkianturit saatetaan värähtelemään resonanssitaajuudellaan ja analysoinnissa taajuuden muutos, kun partikkeli laskeutuu mikropalkille paljastaa hiukkasen läsnäolon ja mahdollisesti sen massan ja koostumuksen.

Tällaisia antureita käytetään nykyään lähinnä tieteellisissä tutkimuksissa mutta viime aikoina tapahtunut kehitys voi tuoda luotettavan tunnistuksen myös kenttäkäyttöön tarkoitetuissa laitteissa.

Aiempaa pienempien antureiden luonti on ollut vaikeaa koska taajuuden muutoksen mittaustapa ei toimi kovin hyvin, kun anturin koko pienenee.

Purduen tutkijat kiersivät ongelman mittaamalla taajuuden sijaan amplitudia. Amplitudin avulla mittaaminen on paljon helpompaa kuin taajuuden avulla koska amplitudi muuttuu dramaattisesti, kun hiukkanen laskeutuu mikropalkille, kun taas taajuuden muutos on minimaalista.

Uuden lähestymistavan avulla voidaan rakentaa antureita, joilla voidaan luotettavasti mitata hiukkasia, joiden massa on pienempi kuin yksi pikogramma huonelämpötilassa ja ilmakehän paineessa.

Mikropalkkiantureilla on potentiaalia havaita ja mitata ainesosia, kuten tiettyjen proteiineja tai DNA:ta biologisissa testeissä nesteissä, kaasuissa ja ilmassa. Niille löytynee sovelluksia hengitysilman analysaattoreissa, teollisuudessa ja elintarvikkeiden jalostuksessa sekä ruoan ja veden laadun seurannassa.