Ricerca nonostante e a causa del Corona

Ricercatori Fraunhofer EMFT in camera bianca (© Fraunhofer EMFT/Bernd Müller) / Scienziato Fraunhofer EMFT in camera bianca (© Fraunhofer EMFT/Bernd Müller)

Il Fraunhofer EMFT ricerca e sviluppa sistemi sensoriali e attuatori per l'uomo e l'ambiente nelle sedi di Monaco, Oberpfaffenhofen e Regensburg. Tra le competenze dei circa 130 dipendenti ci sono microtecnologie di produzione, soluzioni innovative per sensori, microdosaggio e elettronica sicura.

Non è un compito facile quello che gli scienziati devono affrontare in questo momento: la pandemia di COVID-19 può essere contenuta solo riducendo i contatti personali – questo vale anche nella vita lavorativa quotidiana. D'altra parte, alcune attività di ricerca sono particolarmente importanti in questo momento per supportare medici, infermieri e autorità nelle loro attività. Alla Fraunhofer EMFT questa sfida si presenta, ad esempio, nello sviluppo di sensori termopile della Heimann GmbH. Le fasi cruciali del processo avvengono nelle camere bianche dell'istituto di Monaco.

Le tecnologie sensoriali non sono, a dire il vero, il primo campo di ricerca che viene in mente nel contesto della lotta alle infezioni. Tuttavia, questi piccoli aiutanti elettronici sono anche presenti in dispositivi medici, che sono particolarmente necessari in questo momento, come i ventilatori.

Per questo motivo, anche la camera bianca della Fraunhofer EMFT non è inattiva – anche se gli elevati standard di igiene e sicurezza sono stati ulteriormente rafforzati. Il Dr. Lars Nebrich supporta con il suo team la Heimann Sensor GmbH, cliente di lunga data, nello sviluppo e nell'ottimizzazione dei cosiddetti rivelatori infrarossi termopile. Questi sensori high-tech vengono utilizzati, ad esempio, come termometri IR senza contatto: anche a una distanza di 0,5-2 m (a seconda del tipo di sensore), possono determinare con affidabilità la temperatura corporea delle persone. La misurazione della temperatura senza contatto può essere utilizzata, ad esempio, per l'accesso agli edifici: se il sensore rileva una temperatura corporea elevata di una persona, il sistema reagisce con un segnale ottico e acustico. Nei termometri per la febbre manuali, i sensori consentono un controllo affidabile della febbre senza che il personale medico debba entrare in contatto con i pazienti.

Ancora più rilevante, però, in questa situazione attuale, è il fatto che si necessitino anche di singoli sensori per i ventilatori”, spiega il ricercatore. Nei ventilatori, i sensori di tipo termopile sono impiegati in sensori ottici di CO2 per il controllo dell’aria espirata.

Heimann è un produttore leader mondiale di questi rivelatori infrarossi termopile, e di conseguenza la domanda attuale è molto alta. Se la fornitura di questi sensori si dovesse interrompere, in queste zone di crisi mancherebbe ancora più attrezzatura medica urgentemente necessaria, afferma Nebrich. Per questo motivo, i partner di cooperazione hanno deciso all’unanimità di continuare il lavoro nelle camere bianche. Tuttavia, per il team non si tratta ancora di “business as usual”. La protezione della salute dei nostri colleghi è la priorità assoluta, questo non si discute, sottolinea Nebrich. Basandosi sulle istruzioni del governo bavarese e sulla gestione delle crisi del Fraunhofer, attualmente lavora solo un nucleo di team molto ridotto nelle camere bianche, in modo da rispettare sempre la distanza di sicurezza. A parte questo, il lavoro nelle camere bianche, anche in tempi “normali”, è caratterizzato da elevati standard di pulizia: i ricercatori lavorano generalmente con abbigliamento speciale da camera bianca e l’aria, grazie a sistemi di filtrazione dell’aria specifici, è di solito già a bassa carica microbica – simile a quella di una sala operatoria.

Lo sviluppo dei sensori di tipo thermopile è un processo complesso che richiede non solo infrastrutture specifiche per le camere bianche, ma anche un ampio know-how e routine nel montaggio e nella lavorazione di cosiddetti MEMS (sistemi micro-elettro-meccanici). Per ottimizzare la tecnologia di produzione, i ricercatori del Fraunhofer EMFT collaborano anche con Heimann Sensor GmbH per la prossima generazione di sensori infrarossi ad alta risoluzione. Questo potrebbe migliorare ulteriormente la risoluzione spaziale e termica di tali sensori, mantenendo i costi di produzione contenuti.