Junto com parceiros de pesquisa e indústria, A Fraunhofer IAF desenvolveu um scanner portátil para substâncias perigosas no projeto CHECKERS da UE. O sensor detecta explosivos, substâncias tóxicas e outras substâncias perigosas em tempo real e ajudará o pessoal de emergência com detecções no local nas cenas do crime, após acidentes ou ataques terroristas. Em 25 de abril, o consórcio do projeto se reuniu para a conclusão bem-sucedida do projeto.

As forças policiais encontram uma sala suspeita durante uma busca em uma casa - uma sala que pode ser qualquer coisa:um laboratório de drogas ou explosivos ou apenas uma falsificação. Para reagir imediatamente, eles precisam saber com quais substâncias químicas são confrontados. Usualmente, a análise seria demorada e envolveria a coleta de uma amostra e seu envio a um laboratório externo. Portátil, scanners seguros para os olhos com a capacidade de identificar vários produtos químicos rápida e remotamente até uma distância de 1 m não existem até hoje.

Dentro do projeto EU CHECKERS, o Instituto Fraunhofer de Física Aplicada do Estado Sólido IAF e seus parceiros desenvolveram em conjunto um scanner portátil para a detecção remota de explosivos e substâncias perigosas. "Nosso scanner de substâncias perigosas cobre uma grande faixa espectral em nenhum momento, fornece resultados precisos e pode até ser usado por pessoal não treinado. Isso é extremamente útil em cenas de crime, após ataques terroristas ou após acidentes em plantas industriais em que produtos químicos se espalham de forma descontrolada. As forças de resgate podem reagir imediatamente à ameaça, "explica o Dr. Stefan Hugger, gerente de projetos e cientista da Fraunhofer IAF.

Rápido, preciso e portátil

O consórcio de CHECKERS enfrentou o desafio técnico de realizar um sistema portátil para detecção remota de substâncias perigosas a uma distância segura e com rápido tempo de reação. O resultado é um dispositivo de medição baseado em espectroscopia de retroespalhamento infravermelho. A equipe de pesquisa combinou lasers em cascata quântica amplamente sintonizáveis ​​muito rápidos com transmissão ajustada e óptica de receptor, detectores infravermelhos rápidos e um software de controle e detecção de ajuste.

A pesquisa ocorreu dentro do projeto "Sensores laser compactos de alto desempenho, "CHECKERS para abreviar (www.chequers.eu). Desde 2015, Fraunhofer IAF colaborou com os Institutos Fraunhofer IPMS e CAP, a Polícia Federal Criminal, bem como as empresas Vigo Systems, Lasers M ao quadrado e Modus de Pesquisa e Inovação, a fim de desenvolver um scanner portátil para substâncias perigosas. CHECKERS foi financiado pela União Europeia dentro do programa Horizon 2020. Em 25 de abril, 2019, o projeto é parceiro de mim para encerrar com sucesso o projeto em Bruxelas.

Laser em cascata quântica miniaturizado

Sensores portáteis para detecções espectroscópicas remotas requerem fontes de laser especialmente compactas e ajustáveis ​​rapidamente. "Esses dispositivos precisam compensar os movimentos inevitáveis ​​da mão e ainda ser capazes de detectar um espectro conclusivo em um curto espaço de tempo. Junto com o Fraunhofer IPMS, desenvolvemos um laser em cascata quântica miniaturizado com um ressonador externo que é capaz de varrer toda a faixa espectral do chip de laser QC em apenas um milissegundo, "explica Hugger, que representou o Fraunhofer IAF na reunião final. O princípio de medição é baseado na iluminação espectral seletiva do alvo na faixa de comprimento de onda de 1000—1300 cm-1. A substância química é identificada com base na intensidade da luz retroespalhada e no comprimento de onda de iluminação. A chamada impressão digital espectral é combinada com o banco de dados integrado que contém uma grande quantidade de substâncias relevantes para a segurança, e assim a substância pode ser identificada.

O demonstrador portátil teve sucesso em uma série de medições de teste conduzidas pelo Escritório de Polícia Criminal Federal em cooperação com a Fraunhofer IAF no início de 2019. "Durante as medições de teste, o scanner de substâncias perigosas foi capaz de detectar muitos explosivos e seus materiais precursores, e assim provou que a tecnologia funciona. A próxima etapa é aumentar a robustez do sistema de medição para torná-lo pronto para o uso diário, "diz Hugger.