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ANALOG/MIXED SIGNAL ADVANCED SENSORS 43 - ELETTRONICA OGGI 470 - MAGGIO 2018 motive, industriali e medicali sin dal 1979 a Casale Monferrato dove permane la sede direttiva, il centro ricerche principale e lo stabilimento locale, affian- cati dagli impianti produttivi di Hone (in Val d’Ao- sta), Mendrisio (Svizzera), Brasile, Polonia e Cina nonché dalle sedi commerciali in New Jersey (USA) e Marxheim (Baviera, Germania). Da qualche anno i ricercatori Eltek studiano come perfezionare i processi produttivi MEMS per svilup- pare applicazioni nanotecnologiche dedicate per lo più alla medicina rigenerativa e a tal scopo nel cen- tro ricerche svizzero della Metallux studiano i ma- teriali nanocompositi con le migliori caratteristiche meccaniche, elettriche e fisiche per i sensori e gli attuatori micrometrici destinati ai fluidi. I sensori di pressione in silicone hanno sensibilità di misura compresa fra 0,06 e 10 bar, tolleranza ter- mica che va da -20 a +120 °C, uscita in tensione fra 0,5 e 4,5 V e in corrente da 4 a 20 mA. L’involucro ceramico può essere ricoperto con svariati materiali validati per il contatto con i fluidi biologici oppure con caratteristiche custom. Con lo stesso elemento sensibile MEMS sono fabbri- cati anche i microsensori di pressione con sensibili- tà di misura che va da 100 a 300 mmHg e tolleranza termica da +15 a +40 °C, pensati per l’inserimento all’interno di cateteri miniaturizzati. Più robusti e versatili sono i sensori di pressione ceramici con membrana piezoelettrica che hanno sensibilità da 0,06 fino a 600 bar e tolleranza termica da -40 a +140 °C. Cloruro liquido Imec ha recentemente presentato un sensore MEMS realizzato insieme al centro ricerche Holst e caratte- rizzato da una tecnologia innovativa. È a tutti gli effetti un SoC, sistema-su-chip, capace di misurare nei liquidi il PH e il livello di cloruro nella forma ionica, Cl-. Si può utilizzare nella diagnostica medicale, nel monitoraggio dell’inquinamento nelle metropoli e nel controllo delle sostanze tossiche in agricoltura. Inoltre, grazie all’integrazione su chip insieme a un transceiver, può diventare un nodo IoT nelle reti di rilevamento a controllo automatico. In pratica, è composto da un elettrodo a membra- na sensibile agli ioni (ISE, Ion-Sensitive Electrode) e da un Reference Electrode (RE), entrambi immersi in un fluido in modo tale da rivelare un potenziale proporzionale alla concentrazione di ioni presenti. La lisciviazione degli ioni dall’elettrodo di riferimen- to, tuttavia, ne causa il deterioramento nel tempo e perciò i ricercatori nei laboratori Imec hanno capito come realizzarlo unendo due segmenti di ossido d’i- ridio e cloruro d’argento (IrOx, AgCl) in modo tale da formare un canale microfluidico nel quale il pri- mo rileva il pH e il secondo gli ioni di Cl-, con ele- vata stabilità termica e chimica e con ottimi tempi di risposta. Il principio può essere sfruttato anche per rivelare concentrazioni ioniche di Na+ e K+ e realizzare sen- sori adatti alla diagnostica medicale personalizzata oltre che per le applicazioni Internet-of-Things. Audio differenziale Infineon ha introdotto un microfono MEMS a elevate prestazioni e bassissimo rumore caratterizzato da una doppia piastra per il rilevamento dei movimenti della membrana sensibile. Nei tradizionali microfoni il segnale viene generato in tensione dalla differenza di potenziale che si crea fra un diaframma elastico e una piastra di riferimento, entrambi polarizzati, ed è tempovariante perché insegue i movimenti del dia- framma prodotti dalle onde acustiche di pressione. La tecnologia DBP (Dual BackPlate) Infineon utilizza due piastre, una davanti e una dietro alla membra- na, e rileva due segnali fra i quali poi fa la differen- za ed estrae una ricostruzione del sonoro molto più sensibile e precisa. Fig. 3 – Il centro ricerche Imec ha realizzato un sensore MEMS in grado di rivelare il PH e la concentrazione di ioni Cl- nei liquidi, nonché altre sostanze ioniche d’interesse medicale e sanitario Fig. 2 – I sensori di pressione MEMS Eltek sviluppati da Metallux e fabbricati con materiali nanocompositi sono pensati per le applicazioni medicali e proposti anche con caratteristiche custom Fig. 4 – Grazie alla tecnologia DBP Infineon presenta un microfono MEMS con SNR di 70 dB in grado di raddoppiare la distanza di cattura dei comandi vocali