Rilevazione di Ocratossina A mediante QCM e SPR

Questa grande categoria di sensori può essere ulteriormente suddivisa in base al loro principio di funzionamento. Ad esempio nei sensori di contatto si parla di leveraggi e ingranaggi, dove le grandezze di ingresso e di uscita sono date da spostamenti lineari o angolari. Nei sensori elastici invece la grandezza di ingresso (forza, coppia, pressione), provoca una deformazione di un elemento elastico dando in uscita uno spostamento lineare o angolare. Alcuni esempi di questi sensori sono gli elementi sensibili a sollecitazioni di trazione, di compressione, di flessione e le molle elicoidali. Oppure nel caso di elementi sensibili a sollecitazioni di torsione la grandezza di ingresso è data da una coppia e quella in uscita è una rotazione, lo spostamento angolare.
Nei sensori idropneumatici il sensore è una corrente fluida di cui può essere variata la sezione, oppure può incontrare un ostacolo o essere deviata. Esempi sono i tubi di Pitot, dove entra una velocità ed esce una variazione di pressione, i venturimetri e i diaframmi, dove entra una portata e esce una variazione di pressione, o i dispositivi a turbina dove entra una velocità o una portata ed esce una velocità angolare. Nel caso di sensori a massa l'elemento sensibile è una massa su cui agisce una forza di volume (di inerzia, di gravità, ecc.). Tra questi ricordiamo i sensori sismici, dove entra un'accelerazione ed esce una forza e la colonna liquida, dove entra una pressione ed esce uno spostamento lineare.
Tra i trasduttori gravimetrici (in grado di misurare variazioni di peso) vi sono quelli piezoelettrici, che si basano sulle proprietà di cristalli come il quarzo, che manifestano una relazione tra uno stress meccanico (tensione o compressione) e la formazione di cariche elettriche sulla loro superficie. Più precisamente quando un cristallo piezoelettrico viene compresso o allungato si sviluppa una differenza di potenziale tra le facce opposte causata da una dislocazione delle cariche positive e negative. Questo effetto è molto utile nei sensori in quanto un input meccanico, la deformazione, produce un output di tensione elettrica facilmente processabile. Viceversa quando il cristallo piezoelettrico viene sottoposto ad un voltaggio esterno questo si espande o si contrae.
I cristalli piezoelettrici sono anche noti con il termine di "microbilance a cristalli di quarzo" (QCM), dovuto alla relazione di proporzionalità tra la massa complessiva del metallo e la variazione nella frequenza di risonanza osservata quando la massa è depositata sul cristallo stesso e descritta dall'equazione di Sauerbrey. Questa legge è un'equazione che descrive la relazione lineare tra la variazione di massa alla superficie del cristallo e la variazione della frequenza di risonanza del cristallo piezoelettrico. I sensori QCM sono ampiamente utilizzati per la caratterizzazione di film sottili, fluidi e gas e ciò è dovuto alla loro alta sensibilità e resistenza. La QCM è costituita da un apparato sensore che ha il cristallo come substrato e sulle sue due facce un paio di elettrodi capaci di determinare la variazione di frequenza di un'onda incidente, o la variazione d'impedenza data da una delle due superfici degli elettrodi se posta a contatto con un campione liquido (Kanazawa et al., 1985) o gassoso (King, 1964). L'estrema loro sensibilità può determinare con accuratezza deposizioni di massa nell'ordine dei nanogrammi, corrispondenti a variazioni di qualche Hertz nella vibrazione. La tecnologia QCM viene molto utilizzata nell'ambito del monitoraggio ambientale, sensori di gas, sensori di pressione e sensori chimici. [...]