Una PMI deep-tech olandese, impegnata nello sviluppo di tecnologie di sensing quantistico per il monitoraggio dell’integrità strutturale, sta cercando un laboratorio partner che effettui misurazioni di risonanza magnetica per validare il proprio rivestimento superficiale a base di diamante. Dopo aver completato un ampio programma di validazione computazionale, l’azienda necessita ora di un breve esperimento di laboratorio prima di procedere con la concessione di licenze industriali. È disponibile a valutare una cooperazione di ricerca, tecnica o commerciale con assistenza tecnica. Il partner tecnologico che l’azienda sta cercando dovrebbe operare nei settori della fisica applicata, delle tecnologie quantistiche o della fotonica. Sono pertanto ricercati gruppi universitari, istituti di ricerca o PMI specializzate in metrologia, attivi nella magnetometria con diamanti NV, nel sensing quantistico o nella spettroscopia di fluorescenza.
Il partner tecnologico dovrà:
- eseguire l’esperimento di validazione ODMR (risonanza magnetica rilevata otticamente) definito sui campioni forniti;
- consegnare i dati delle misurazioni e una relazione tecnica riservata;
- discutere i risultati con il team olandese;
- eventualmente definire una successiva collaborazione di ricerca.
Il rivestimento superficiale sviluppato e brevettato dall’azienda è in grado di trasformare strutture di uso comune, come aeromobili, ponti, turbine eoliche, navi e apparecchiature industriali, in sensori continui e senza contatto. Il laboratorio deve essere dotato di una configurazione operativa per una tecnica specialistica di misura ottico-magnetica, utilizzata per caratterizzare difetti microscopici nei materiali a base di diamante.
Tali competenze e attrezzature sono necessarie perché l’azienda ha completato un ampio programma di modellazione computazionale, utilizzando cinque strumenti di simulazione indipendenti nell’ambito di 22 studi distinti. L’ultimo passaggio necessario prima della dimostrazione fisica del proof of concept consiste in un’unica misurazione di laboratorio, chiaramente definita, su campioni di piastre di diamante rivestite che saranno forniti dall’azienda insieme a un protocollo di misura.
Nello specifico, la tecnica richiesta è la risonanza magnetica rilevata otticamente (ODMR) applicata ai centri azoto-vacanza (NV) nel diamante.
Il rivestimento è a base di diamante ed è sensibile, a livello quantistico, alla temperatura, alla deformazione meccanica e ai campi magnetici. Queste informazioni possono essere rilevate semplicemente illuminando la superficie, a distanza e senza alcun contatto fisico.
In questo modo, l’intera superficie rivestita diventa un sensore, senza necessità di cablaggi o componenti elettronici integrati, consentendo di rilevare precocemente microdanni molto prima che diventino visibili mediante i metodi di ispezione convenzionali.
Rispetto ai sistemi tradizionali di monitoraggio dell’integrità strutturale, basati su sensori discreti e cablati, ciascuno dei quali misura un singolo parametro in punti prestabiliti, il rivestimento misura simultaneamente temperatura, deformazione e campi magnetici su tutta la superficie trattata.
Per quanto a conoscenza dell’azienda, attualmente nessun operatore combina capacità di sensing di livello quantistico con un rivestimento strutturale concretamente applicabile.
L’obiettivo della partnership internazionale è ottenere una conferma sperimentale indipendente e autorevole del fatto che il rivestimento si comporti come previsto dalle simulazioni. Ciò consentirebbe all’azienda di procedere verso la concessione in licenza della tecnologia a partner industriali europei attivi nei settori aerospaziale, dei rivestimenti e del monitoraggio delle infrastrutture.
La cooperazione internazionale è prevista come un progetto breve e ben delimitato, della durata di circa sei-dodici settimane, da svolgersi nell’ambito di un accordo di riservatezza. I campioni e il protocollo di misura saranno forniti dall’azienda richiedente.
Qualora la validazione iniziale abbia esito positivo, sarà inoltre possibile avviare un progetto congiunto di ricerca a più lungo termine, ad esempio nell’ambito di un programma europeo di finanziamento della ricerca.
La configurazione ODMR operativa per la caratterizzazione dei centri NV, deve avere i seguenti requisiti:
- eccitazione a 532 nm;
- controllo a microonde intorno a 2,87 GHz;
- rilevazione della fluorescenza, in modalità confocale o wide-field;
- capacità di misurare campioni macroscopici costituiti da piastre rivestite.
Inoltre, è richiesta la CW-ODMR, ossia l’ODMR a onda continua. La disponibilità di ODMR pulsata, con tecniche Ramsey o spin-echo, costituisce un vantaggio. È inoltre auspicabile la capacità di effettuare misurazioni in funzione della temperatura e della deformazione.
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