Tecnologie dei semiconduttori MEMS: un gioco

Di Kapil Bardeja, CEO e cofondatore di Vehant Technologies

Il sistema microelettromeccanico (MEMS) è una tecnologia rivoluzionaria che ha preso d'assalto il mercato dei microsensori e microattuatori. Progredendo rapidamente nell'uso come microsensori, questa tecnologia ha trovato la sua strada nella costruzione di rilevatori di tracce esplosive (ETD). Lo strumento ETD basato su microriscaldatore MEMS soddisfa tutti i requisiti di una piattaforma efficace per il rilevamento di tracce, rilevando esplosivi in ​​aree sensibili, svolgendo così un ruolo importante nel mantenimento della sicurezza nazionale. Importanti progressi nell'elettronica e nella strumentazione a basso rumore e sofisticati algoritmi AI/ML hanno reso possibile l'uso dei MEMS nel rilevamento di tracce, vapori e esplosivi distanziati. È possibile che, a causa delle dimensioni ridotte, della bassa potenza e dei bassi costi di produzione, il futuro mercato del rilevamento di esplosivi possa spostarsi solo verso i microsensori invece che verso le costose tecnologie IMS/ITMS

La necessità di un sistema di rilevamento di tracce di esplosivi è fondamentale per controllare lo spaventoso aumento del terrorismo basato sugli esplosivi. La tecnologia MEMS rappresenta un punto di svolta per il rilevamento di tracce di esplosivi poiché supporta l’implementazione di massa di sensori miniaturizzati che sono sufficientemente sensibili, selettivi, economici e adatti alla produzione di massa. I dispositivi basati su questa tecnologia stanno rivoluzionando il settore ETD. Inoltre, la tecnologia MEMS nei sensori basati sulla fisica è una combinazione innovativa nel rilevamento di tracce di esplosivi. Il principio di funzionamento del semiconduttore basato sulla fisica è responsabile del rilevamento e della differenziazione degli oggetti da parte del sensore. Sono costruiti per temperature operative elevate per offrire elevata sensibilità e selettività verso le tracce esplosive. Questa tecnologia viene utilizzata per rilevare minuscole quantità di tracce di esplosivo negli oggetti o sulle persone per confutare eventuali incidenti. I MEMS comunicano in modo efficace con i componenti elettrici nei chip semiconduttori e l'industria del rilevamento di tracce di esplosivi viene rivoluzionata utilizzando questa tecnologia combinando azioni meccaniche, chimiche ed elettroniche.

I principali vantaggi dei sensori basati su MEMS che contano per la sua crescente domanda nel mercato ETD per la produzione commerciale sono il basso costo e il semplice processo di fabbricazione. Sono costruiti tenendo presente il basso consumo energetico, l'elevata sensibilità, le dimensioni significativamente ridotte e la potenzialità di varietà di fabbricazione. Questi sensori sono leggeri, hanno un'alta risoluzione, offrono prestazioni stabili e possono essere facilmente integrati con altri sistemi e dispositivi. Un altro aspetto importante che aumenta l’efficienza degli ETD è il tempo di sgombero. Il tempo di inattività dell'eliminazione è il tempo necessario affinché un rilevatore si riprenda da un allarme attraverso una sequenza ripetuta di pulizia automatizzata per eliminare il campione residuo dalla macchina finché il segnale non viene ridotto al di sotto della soglia. Le macchine ora disponibili hanno tempi di pulizia molto bassi in cui l'analita viene eliminato dal sensore MEMS.

Gli ETD basati su MEMS possono essere facilmente trasportati e utilizzati in ambienti a temperatura controllata, sia interni che esterni, e funzionano bene in pieno sole e temperature estreme. Funzionano con batterie ricaricabili. Sono inoltre in grado di vagliare materiale in massa con capacità esclusive di analizzare sia campioni di vapore che campioni strisciati. L'innovazione e la ricerca su questa tecnologia hanno migliorato l'efficienza e la precisione dei rilevatori e delle loro librerie spettrali quando vengono analizzate tracce di esplosivi.

I dispositivi ETD basati su MEMS sono in grado di rilevare esplosivi inorganici e a base di perossido, esplosivi di tipo militare e commerciale, esplosivi rudimentali e fatti in casa prodotti in "cortile", a differenza delle unità ETD senza questa integrazione tecnologica. La gamma comprende esplosivi come RDX, PETN, TNT, AN, PEK ecc. Questa integrazione tecnologica del sistema MEMS e ETD è la soluzione miracolosa nelle unità di rilevamento di tracce di esplosivi disponibili in commercio in grado di identificare facilmente potenziali esplosivi. Ha dimostrato di essere estremamente accurato e fornisce risultati coerenti durante le prove. Si presenta come una singola unità con la capacità di rilevare quasi tutti i tipi di esplosivi con elevata selettività e sensibilità e minimi falsi positivi. Un altro grande vantaggio di questa tecnologia è la velocità con cui esegue lo screening funzionale di persone e oggetti in aree ad alto rendimento come aeroporti, stazioni, ecc. Tali dispositivi di rilevamento all-in-one erano un sogno qualche anno fa, ma ora lo sono sono stati messi in campo in numerose aree sicure in tutto il mondo e hanno reso l'ETD una realtà per la sicurezza nazionale.