La fisica regala alla robotica i nanosensori quantistici
![](https://automazione-plus.it/wp-content/uploads/sites/3/2016/03/nanosensor-300x195.jpg)
In un mondo sempre più interconnesso, dove la raccolta e il trasferimento di dati diventa un fattore cruciale per sfruttare tutte le enormi potenzialità dei nuovi sistemi di comunicazione, il ruolo dei sensori diventa determinante e strategico. Incrociando poi questo trend con la diffusione delle nanotecnologie, ecco che acquistano interesse i nanosensori e tutte le innovazioni che li riguardano; fino a quelle, a prima vista esotiche e lontane dagli interessi industriali, relative ai nanosensori quantistici che recentemente sono stati oggetto di importanti scoperte e significativi risultati da parte di un gruppo di scienziati del CNR.
I nanosensori sono quei sensori in grado di trasportare informazioni dal mondo nanometrico al mondo macroscopico; tra queste informazioni ci sono quelle connesse alle proprietà magnetiche delle nanoparticelle: dalle molecole, agli atomi freddi, ai singoli elettroni. Sono tutti ambiti dominati dalle leggi della fisica quantistica, con le sue difficoltà, alcune ancora irrisolte, e con le sue stranezze, come il celebre effetto tunnel, che prevede che una particella possa attraversare una barriera energetica pur non avendo l’energia necessaria: come se una palla potesse passare attraverso un muro senza scavalcarlo.
Quello che i ricercatori dell’Istituto di Scienze Applicate e Sistemi Intelligenti (Isasi-CNR) hanno realizzato sono dei nanosensori quantistici ultrasensibili in grado di rilevare il momento magnetico di pochi singoli atomi. Si tratta di nano dispositivi superconduttori a interferenza quantistica, meglio conosciuti come nano-SQUIDs (acronimo di nano Superconducting QUuantum Interference Devices), in grado di misurare flussi magnetici un milione di volte più piccoli di quello prodotto dal campo magnetico terrestre, consentendo la misura del magnetismo della materia a livello dei singoli atomi o di piccole aggregazioni di essi.
“I nanoSQUIDs” spiegano i ricercatori del CNR “sono tipicamente costituiti da un anello superconduttore submicrometrico dotato di due costrizioni nanometriche. Quelli realizzati presso Isasi-Cnr presentano una struttura più complessa, basata su nano-giunzioni tunnel tridimensionali su un sandwich nanometrico di due superconduttori separati da uno sottilissimo strato di materiale isolante (1 nm), che si traduce in una maggiore sensibilità e affidabilità del dispositivo. In questo modo è stato possibile ottenere nanosensori capaci di misurare localmente campi magnetici così piccoli da apprezzare addirittura quello prodotto dai singoli elettroni”.
I nanoSQUIDs si candidano a essere un potente strumento d’indagine scientifica sui nano-oggetti magnetici, con particolari applicazioni in biomedicina, dove potranno diventare un prezioso strumento capace di misurare il campo magnetico associato all’attività elettrica del singolo neurone. Ma sono di grande interesse anche per alcune tematiche chiave della scienza dei materiali e della fisica dello stato solido e per altre stimolanti applicazioni che possono arrivare fino al livello industriale, quali la computazione quantistica, la rivelazione di singolo fotone e la nanoelettronica.
In figura: Nanosensore a effetto tunnel (fonte Isasi-CNR)
![](https://automazione-plus.it/wp-content/uploads/sites/3/2015/10/mario-gargantini-175x175.jpg)
Periscopio
il blog di Mario Gargantini
Periscopio è un blog pensato per chi vuole guardare oltre i confini tradizionali della propria disciplina. Nel complesso scenario attuale le interconnessioni assumono un ruolo sempre più importante e spesso risultano decisive nel favorire e promuovere lo sviluppo di singoli settori. Questo blog si propone di segnalare o rilanciare notizie, esempi, situazioni relative a mondi diversi da quello dell’automazione che è interessante esplorare e con i quali i protagonisti dell’automazione possono e dovrebbero utilmente interagire. L’autore punterà l’obiettivo sia sulle fasi a monte che su quelle a valle dei sistemi di controllo alla ricerca sia di idee per soluzioni innovative che di nuovi ambiti applicativi.Contenuti correlati
-
Sensori e connettività per dare nuova vita alla plastica
Utilizzando i sensori e la tecnologia di ifm, il Gruppo austriaco Erema è in grado di riciclare la plastica con la massima efficienza e con un uso attento delle risorse, gestendo i dati in modo efficace e...
-
Sensori Leuze per l’automazione sicura delle macchine utensili
L’aumento dell’automazione e la prospettiva della Smart Factory mettono i costruttori di macchine di fronte a nuove sfide: dalle singole macchine utensili fino al collegamento in rete dell’intero sistema di produzione, flessibilità e connessione acquisiscono sempre più...
-
Sensori di corrente coreless LEM a risparmio energetico
I sensori Olci (Open Loop Coreless Integral) sono in grado di misurare elevate correnti DC da 2 kA fino a 42 kA senza limitazioni di corrente di picco, sono dotati di un’ampia apertura per la misurazione accurata...
-
La potenza dell’acqua usata con efficienza grazie a ifm
La Compagnia Valdostana delle Acque (CVA), società energetica con sede in Valle d’Aosta, produce energia elettrica da fonti rinnovabili, sfruttando in particolare la forza dell’acqua. L’energia viene generata principalmente dalle 32 centrali idroelettriche, site nella regione, che...
-
Advantech lancia i sensori wireless serie EVA-2000 con LoRaWAN
Advantech ha lanciato l’innovativa serie EVA-2000, una nuova linea di sensori wireless intelligenti con tecnologia LoRaWAN. Questa serie rappresenta un’evoluzione importante nel campo della sensoristica industriale, grazie alla possibilità di effettuare trasmissioni di dati a lunga distanza...
-
Utilizzo semplice e flessibile di sensori: la parola a Leuze
Se siete gestori di impianti e desiderate ridurre il numero di sensori diversi utilizzati nei vostri sistemi, le serie 420B e 412B di Leuze sono la scelta giusta. I nuovi sensori a ultrasuoni sono disponibili con una...
-
Sensori intelligenti per qualsiasi esigenza in mostra a SPS Italia 2024
Non esiste applicazione industriale per la quale wenglor, azienda tedesca che sviluppa, produce e commercializza sensori intelligenti, dispositivi di sicurezza e sistemi avanzati di elaborazione di immagini, non abbia la soluzione più adatta. E sarà proprio la dodicesima edizione di...
-
Leuze Italia a SPS 2024 di Parma: sensoristica a supporto della Transizione 5.0
Antonio Belletti, amministratore delegato di Leuze Italia, è conscio del fatto che la 12a edizione di SPS Italia a Parma segna in qualche modo una pietra miliare dell’evoluzione dell’industria dell’automazione e più in generale della produzione. “La...
-
Sensori che non temono nulla… nemmeno l’isolamento
Una delle più innovative e recenti macchine realizzate da Macofar, del gruppo Romaco, effettua il dosaggio di precisione di polveri e/o liquidi in flaconi di vetro in ambiente isolato. Gli stringenti requisiti di asetticità e resistenza ai...
-
Sensori, sempre più intelligenti
Industria 4.0, digitalizzazione e IIoT stanno facendo rapidamente evolvere il mondo dei sensori, che diventano sempre più ‘intelligenti’ e capaci di rilevare innumerevoli parametri da macchinari e impianti Con l’avvento del paradigma 4.0, la digitalizzazione dei processi...
Scopri le novità scelte per te x
-
Sensori e connettività per dare nuova vita alla plastica
Utilizzando i sensori e la tecnologia di ifm, il Gruppo austriaco Erema è in grado di riciclare...
-
Sensori Leuze per l’automazione sicura delle macchine utensili
L’aumento dell’automazione e la prospettiva della Smart Factory mettono i costruttori di macchine di fronte a nuove...
Notizie Tutti ▶
-
Economia circolare, Siemens e Osai GreenTech al recupero dei metalli preziosi dai RAEE
Nell’economia lineare l’estrazione, la lavorazione e lo smaltimento dei metalli preziosi comportano un consumo...
-
1° ottobre, appuntamento con la II edizione dell’IO-Link Day
Sulla scia del successo della prima edizione, torna l’evento di Consorzio PI Italia dedicato...
-
Hewlett Packard e Danfoss insieme per ridurre il consumo energetico nei data center
Hewlett Packard Enterprise e Danfoss collaborano per la fornitura di HPE IT Sustainability Services...
Prodotti Tutti ▶
-
Sensori di corrente a rilevamento magnetico di Allegro per industria, automotive ed energie rinnovabili
Allegro MicroSystems ha sviluppato i sensori di corrente ad alta potenza ACS37220 e ACS37041,...
-
InnoTrans 2024: Moxa presenta le soluzioni di comunicazione ed elaborazione dati con protezione
Moxa, fornitore di soluzioni di comunicazione basate su IP, si presenterà a InnoTrans 2024...
-
Refrigeratori di acqua di processo ecologici di Parker a basso GWP
Parker Hannifin ha sviluppato Hyperchill Plus-E, un nuovo refrigeratore ecologico per processi industriali utilizzato...
Per commentare devi autenticarti: