Η δεύτερη γενιά του φασματομέτρου FTIR που αναπτύχθηκε στο πλαίσιο του έργου BROMEDIR αποτελεί ένα σημαντικό τεχνολογικό επίτευγμα στον τομέα της φορητής φασματοσκοπίας μέσου υπερύθρου. Για πρώτη φορά, αποδεικνύεται ότι επιδόσεις αντίστοιχες με εκείνες προηγμένων εργαστηριακών συστημάτων FTIR μπορούν να επιτευχθούν σε μια πραγματικά μικρού μεγέθους και φορητή πλατφόρμα, κατάλληλη για επιτόπια χρήση.
Η συσκευή αναπτύχθηκε στο πλαίσιο του ευρωπαϊκού έργου BROMEDIR (Broadband MEMS-based InfraRed spectrometers: the core of a multipurpose spectral sensing photonic platform) και αποτελεί ένα καθοριστικό βήμα πέρα από τα συμβατικά, ογκώδη φασματοσκοπικά συστήματα που μέχρι σήμερα χρησιμοποιούνται κυρίως σε εργαστηριακά περιβάλλοντα.
Η καινοτομία του συστήματος βασίζεται στην προηγμένη ενοποίηση φωτονικών και οπτοηλεκτρονικών τεχνολογιών: πολυζωνικών πηγών LED που αναπτύχθηκαν από τη NANOPLUS, ευρυζωνικών φωτοανιχνευτών μέσου υπερύθρου από τη VIGO Photonics, καθώς και ενός βελτιστοποιημένου ολοκληρωμένου φωτονικού κυκλώματος (PIC) FTIR με φασματική κάλυψη έως τα 10 μm, σχεδιασμένου από τη Si-Ware Systems και κατασκευασμένου από το Gustave Eiffel University. Ο συνδυασμός αυτών των τεχνολογιών επιτρέπει ευρυζωνική φασματική ανάλυση υψηλής ανάλυσης και ακρίβειας.
Σε σύγκριση με το πρώτο πρωτότυπο, η νέα έκδοση επιτυγχάνει σημαντική μείωση του μεγέθους της συσκευής, ενώ παράλληλα προσφέρει βελτίωση της ευαισθησίας έως και κατά μία τάξη μεγέθους. Ο συνδυασμός μικρών διαστάσεων, υψηλής ευαισθησίας και ευρείας φασματικής κάλυψης κατατάσσει τη συσκευή BROMEDIR ανάμεσα στα πλέον προηγμένα φορητά φασματόμετρα μέσου υπερύθρου, ανοίγοντας νέες δυνατότητες για επιτόπια χημική ανάλυση που μέχρι σήμερα απαιτούσε ακριβό εργαστηριακό εξοπλισμό.
Οι δυνατότητες της τεχνολογίας επιβεβαιώθηκαν μέσα από πραγματικές δοκιμές στον αγροδιατροφικό τομέα, στις εγκαταστάσεις του Centre Wallon de Recherches Agronomiques. Το φασματόμετρο λειτούργησε σε φορητό εργαστήριο τοοπθετιμένο εντος κτηνοτροφικής μονάδας, επιτρέποντας ταχεία επιτόπια ανάλυση γάλακτος χωρίς την ανάγκη μεταφοράς δειγμάτων σε κεντρικά εργαστήρια. Τα δεδομένα των μετρήσεων μεταδίδονταν αυτόματα σε πλατφόρμα ανάλυσης δεδομένων στο cloud, αναδεικνύοντας στην πράξη την ολοκληρωμένη αλυσίδα λειτουργίας «από τη μέτρηση έως τη λήψη αποφάσεων» που φιλοδοξεί να υλοποιήσει το έργο.
Ιδιαίτερα σημαντικό είναι το γεγονός ότι η συσκευή επιτυγχάνει επίπεδο απόδοσης που αναμένεται να επιτρέψει την αξιόπιστη εφαρμογή αναλυτικών μοντέλων τα οποία μέχρι σήμερα χρησιμοποιούνταν αποκλειστικά σε προηγμένα εργαστηριακά συστήματα FTIR. Η δυνατότητα αυτή αναμένεται να αλλάξει ουσιαστικά τον τρόπο παρακολούθησης της ποιότητας στην αγροδιατροφική παραγωγή, επιτρέποντας την άμεση ανίχνευση αποκλίσεων στην ποιότητα του γάλακτος, πρώιμων ενδείξεων προβλημάτων υγείας των ζώων και πιθανών περιστατικών επιμόλυνσης, απευθείας στο σημείο παραγωγής. Με αυτόν τον τρόπο, οι κτηνοτρόφοι και οι διαχειριστές των μονάδων μπορούν να λαμβάνουν ταχύτερες και καλύτερα τεκμηριωμένες αποφάσεις, μειώνοντας τις οικονομικές απώλειες, ενισχύοντας την ασφάλεια τροφίμων και βελτιώνοντας συνολικά τη διαχείριση του ζωικού κεφαλαίου.
Το έργο BROMEDIR χρηματοδοτείται από το πρόγραμμα Horizon Europe (Grant Agreement No. 101092697) και φέρνει κοντά εννέα εταίρους από την Αυστρία, το Βέλγιο, την Κύπρο, τη Γαλλία, τη Γερμανία και την Πολωνία. Στόχος του έργου είναι η ανάπτυξη μιας νέας γενιάς μικρού μεγέθους φασματοσκοπικών πλατφορμών υψηλών επιδόσεων, πλήρως συνδεδεμένων με προηγμένες υποδομές ανάλυσης δεδομένων στο cloud και επικυρωμένων σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας στους τομείς της γεωργίας, της ενέργειας και της βιομηχανικής παρακολούθησης.
Η επιτυχής επίδειξη της δεύτερης γενιάς της συσκευής FTIR του BROMEDIR επιβεβαιώνει τη δυναμική και τον αναμενόμενο αντίκτυπο αυτής της τεχνολογίας, αναδεικνύοντας παράλληλα την ηγετική θέση της Ευρώπης στις τεχνολογίες ολοκληρωμένης φωτονικής ανίχνευσης.
https://www.linkedin.com/company/bromedir
