Cos’è la tecnologia MEMS

La tecnologia dei chip a semiconduttore sta migliorando la nostra vita in molti modi. Nata dalla tecnologia a semiconduttori, la tecnologia a chip MEMS è presente anche nei dispositivi che vi circondano sotto forma di sensori. Pensate al vostro smartphone che cattura la vostra voce e rileva la posizione, l’orientamento e il movimento dello smartphone grazie ai Micro Electro Mechanical Systems (MEMS). L’aggiunta di queste funzioni ha un impatto minimo sulle dimensioni fisiche di uno smartphone, che sta comunque in mano e in tasca.

Questo articolo tratta della miniaturizzazione degli strumenti mediante la tecnologia dei chip MEMS e dei vantaggi degli strumenti di misurazione della portata del gas per applicazioni nel campo della gascromatografia.

Soluzione IQ+FLOW basata su moduli MEMS

Miniaturizzazione

In un ambiente di laboratorio, è vantaggioso lavorare con apparecchiature da tavolo. I vantaggi dell’aumento delle funzionalità delle apparecchiature da tavolo sono: riduzione degli ingombri, maggiore facilità d’uso e spesso riduzione dei costi di gestione.

Le apparecchiature di gascromatografia sono un buon esempio di una concentrazione di funzionalità con un ingombro ridotto. Molti tipi di composizione di gas e di vapore possono essere analizzati con elevata precisione e per livelli di concentrazione molto bassi. Inoltre, è previsto un certo grado di automazione. Tutto questo è a portata di mano di un analista di laboratorio.

Principio di gascromatografia

Gascromatografia

L’obiettivo dell’analisi gascromatografica è quello di identificare e misurare la concentrazione dei componenti gassosi in un campione analitico di gas. All’interno del gascromatografo (vedere la figura), è spesso necessario controllare il flusso o la pressione del gas. L’immagine mostra un regolatore di portata del gas per il flusso del gas vettore (rosso) e un regolatore di pressione per il flusso diviso (giallo).

Il principio della gascromatografia prevede un flusso di gas vettore controllato che passa attraverso un iniettore, una colonna e un rilevatore. Un campione di gas viene iniettato per un breve periodo di tempo, creando un tappo di campione di gas. Il tappo di campione di gas viene separato in componenti di gas attraverso la colonna, che diventano visibili come picchi durante il rilevamento. La figura a destra mostra un esempio di risultato della gascromatografia.

Diagramma del risultato della gascromatografia

Campionamento dello spazio di testa dinamico

Campionamento dello spazio di testa

Analizziamo nel dettaglio il campionamento dinamico dello spazio di testa che viene utilizzato in combinazione con le gascromatografie. Il campionamento dello spazio di testa si riferisce allo spazio occupato dal gas in una fiala per cromatografia contenente un campione liquido. Il campione liquido è un solvente contenente il materiale da analizzare. Ad esempio, composti organici volatili in campioni ambientali, alcoli nel sangue, solventi residui nei prodotti farmaceutici, plastiche, composti aromatici nelle bevande e negli alimenti, caffè, fragranze in profumi e cosmetici.

Tutto ciò è spiegato nella figura. Il campionamento dello spazio di testa dinamico viene eseguito spurgando lo spazio occupato dal gas e l’adsorbente. L’adsorbente raccoglie il campione di gas. Dopo il trasporto, l’adsorbente viene di nuovo spurgato per rilasciare il gas campione del gascromatografo.

Il regolatore di portata del gas entra in gioco al momento dello spurgo dello spazio di testa e dell’adsorbente con un flusso costante di elio o azoto. Il flusso di gas, contenente il gas campione dello spazio di testa, passa attraverso un adsorbente che raccoglie il gas campione dello spazio di testa.

A questo punto, l’adsorbente viene trasportato all’ingresso di un gascromatografo. Di nuovo, un flusso di gas controllato di elio o azoto passa attraverso l’adsorbente per rilasciare il gas campione dello spazio di testa nell’ingresso del gascromatografo. Il gascromatografo svolge il suo lavoro di analisi del campione e diversi picchi mostrano i diversi componenti e la rispettiva concentrazione.

Misuratori e regolatori di pressione IQ+FLOW

Per i misuratori di portata, sono importanti diverse specifiche nel campionamento dello spazio di testa e nella gascromatografia. La linea di prodotti IQ+FLOW, che si basa sulla tecnologia dei chip MEMS, corrisponde a tali specifiche con strumenti di piccole dimensioni, risposta rapida, buona ripetibilità, bassa potenza, costi di gestione ridotti e l’eccellente assistenza che ci si aspetta da Bronkhorst.

Il futuro della tecnologia MEMS

Bronkhorst si impegna a guardare avanti e a trovare applicazioni che possano essere migliorate grazie alla tecnologia dei chip MEMS. Contattateci per qualsiasi domanda. Vi terremo informati!