SPS_2026

28 SPECIALE SPS ITALIA 2026 Tutorial Elettronica stampata in 3D per accelerare la sperimentazione di sensori quantistici Lo sviluppo e la fabbricazione dei sensori quantistici richiedono spes- so attrezzature e risorse sofisticate che molte università e laboratori di ricerca non dispongono. L’iniziativa ‘Bmbf Cluster4Future QSens’, capi- tanata dall’ Università di Stoccarda ( www.uni-stuttgart.de/en ) e a cui partecipano diversi istituti di ricerca e partner industriali, sta aprendo la strada alla trasformazione di questo settore, con l’obiettivo di colmare il divario tra la ricerca accademica e le applicazioni industriali. Sfruttando il processo produttivo dell’elettronica additiva (AME), si stanno svilup- pando sensori quantistici scalabili e convenienti utilizzabili in un’am- pia gamma di settori, democratizzando l’accesso alla ricerca quantisti- ca avanzata e promuovendo l’innovazione nella tecnologia dei sensori quantistici. Ad esempio, è stato integrato il sistema di stampa 3D DragonFly IV di Nano Dimension nel flusso di lavoro del laboratorio di ricerca e nella piattaforma di produzione Quantum4SME. La tecnologia additiva per l’elettronica offre una soluzione unica, che combina la produzione ad- ditiva con la possibilità di stampare materiali conduttivi e non condut- tivi in un unico processo. Ciò consente la creazione di circuiti elettronici complessi e multistrato e, soprattutto, l’integrazione eterogenea di di- spositivi quantistici composti da circuiti elettronici, sensori, elementi fotonici o altri componenti in dispositivi compatti con un’elevata den- sità di packaging. Applicazioni nell’automazione industriale L’introduzione su larga scala dei sen- sori quantistici nel settore industriale potrebbe rendere possibile o miglio- rare numerose applicazioni in diversi ambiti, come ad esempio: • Rilevamento non invasivo di mate- riali e difetti: I magnetometri quan- tistici potrebbero individuare difet- ti microscopici in materiali metallici o compositi senza contatto, miglio- rando il controllo qualità. • Navigazione autonoma in ambienti critici: Gli accelerometri e i girosco- pi quantistici potrebbero essere im- piegati per la navigazione di robot industriali o veicoli autonomi in am- bienti in cui il segnale GPS non è ri- cevibile, comeminiere, impianti sot- terranei o strutture schermate. • Controllo di campi magnetici nei processi produttivi: Nei processi che coinvolgono l’elettromagnetismo (come saldatura a induzione, fusio- ne, galvanizzazione), i sensori quan- tistici permettono un monitoraggio più preciso dei campi, migliorando efficienza e sicurezza. • Monitoraggio strutturale e vibra- zionale: Gli accelerometri quantisti- ci ultra-sensibili potrebbero essere usati per il monitoraggio continuo di strutture meccaniche, macchine ro- tanti o turbine, rilevando guasti la- tenti prima che causino danni. • Orologi atomici per la sincronizza- zione di precisione: Negli impian- ti distribuiti, una sincronizzazione temporale accurata è cruciale per la coordinazione dei sistemi di con- trollo e supervisione. Gli orologi ato- mici miniaturizzati potrebbero offri- re un riferimento temporale locale estremamente stabile. Evoluzione e prospettive di sviluppo Nonostante il potenziale, l’adozio- ne su larga scala dei sensori quanti- stici in ambito industriale presenta ancora notevoli sfide tecnologiche e commerciali da superare. Il costo e la complessità dei processi di produzio- ne rendono ancora i sensori quantisti- ci un prodotto di nicchia, anche se nel tempo ci si aspetta che le economie di scala porteranno a un notevole abbat- timento dei costi. La robustezza dei di- spositivi per le applicazioni sul campo è stata dimostrata per alcune applica- zioni pratiche, mentre per molte altre i sensori quantistici hanno dimostrato il corretto funzionamento in laborato- rio, ma non hanno ancora raggiunto la maturità per il loro impiego in ambi- to industriale. Infine, certamente sarà necessario un periodo di formazione del personale tecnico e di apprendi- mento delle caratteristiche peculiari di questa tipologia di sensori. Tuttavia, l’evoluzione delle tecnologie quanti- stiche, spinte anche dall’interesse del- le applicazioni in ambito militare, me- dico e aerospaziale, sta accelerando il percorso verso sensori più compatti, affidabili e più facilmente integrabili nei processi industriali. I sensori quantistici rappresentano un’evoluzione tecnologica profonda, in grado di ridefinire gli standard di precisione e controllo nell’automazio- ne industriale. Man mano che la ma- turità tecnologica aumenterà e i co- sti si ridurranno, è lecito aspettarsi che questi dispositivi entrino in modo sempre più pervasivo nei settori ma- nifatturiero, energetico, dei trasporti e infrastrutture, contribuendo alla co- struzione delle fabbriche intelligenti del futuro. L’evoluzione delle tecnologie quantistiche, spinte anche dall’interesse delle applicazioni in ambitomilitare, medico e aerospaziale, sta accelerando il percorso verso sensori più compatti, affidabili e più facilmente integrabili nei processi industriali FonteCreatedbyAI FonteNanoDimensions La tecnologia di produzione elettronica additiva (AME) permette di crearemolteplici prototipi di sensori quantistici