DIADEMS – scoprire il sensore dietro lo scintillio

Il progetto DIADEMS (“DIAmond Devices Enabled Metrology and Sensing”) sta sperimentando la sostituzione di un singolo atomo di un cristallo di diamante con uno di azoto, un processo conosciuto come “drogaggio”. Intrappolando l’azoto nel cristallo, i ricercatori possono produrre una struttura simile all’atomo con proprietà magnetiche intrinseche che obbediscono alla meccanica quantistica.

“Ciò significa che potremmo in definitiva creare sensori piccolissimi in grado di rilevare piccoli segnali magnetici, i quali ci permetterebbero, ad esempio, di monitorare l’attività elettrica dei neuroni su un vetrino di diamante e vedere come funzionano insieme,” spiega il dott. Thierry Debuisschert, coordinatore del progetto DIADEMS, che ha sede presso Thales, Francia.

“In futuro potremmo essere in grado di vedere se un neurone risponde o meno a una sostanza chimica usata per una determinata cura.” Il risultato potrebbe essere utile alla ricerca sulle malattie neurodegenerative come l’Alzheimer.

DIADEMS potrebbe fare la differenza in tutti i settori in cui i campi magnetici hanno un ruolo, come le scienze della vita, la fisica e la chimica.

Un nuovo mondo di applicazioni

L'abilità tutta nuova di osservare come le molecole reagiscono ai cambiamenti della rotazione dei loro elettroni, si traduce nella capacità dei ricercatori di analizzare esattamente cosa succede durante le reazioni chimiche su scala molecolare e atomica.

“Inizia a emergere un’ampia gamma di applicazioni grazie alla possibilità di monitoraggio così precisa,” dice Debuisschert.

Anche l’informatica potrebbe beneficiarne, poiché i sensori possono essere usati nello sviluppo di piccoli dischi ad alta densità di memorizzazione, con capacità e affidabilità di gran lunga maggiori di quelli attuali.

“Grazie alle dimensioni ridotte dei supporti magnetici usati per conservare le informazioni, aumenta sempre di più la capacità dei dischi per la memorizzazione dei dati. Lavorando a livello atomico e molecolare, potremmo riuscire a controllare questi dispositivi per la conservazione dei dati su una scala necessaria per una memorizzazione ad alta densità,” aggiunge Debuisschert.

Risultati per la ricerca

Debuisschert è affascinato dall’associazione di fisica atomica e meccanica quantistica nella produzione di applicazioni pratiche. “Siamo in un contesto industriale, pertanto dobbiamo mostrare che la ricerca è capace di produrre risultati reali e applicabili.”

Il fatto che DIADEMS stia usando diamanti costruiti in laboratorio che funzionano a temperatura ambiente, significa che una volta pronta, la sua tecnologia sarà facile da applicare e commercializzare. “Tuttavia,” dice Debuisschert, "poiché siamo ancora a livello di ricerca, il finanziamento dell’UE in questa fase è indispensabile.”

I vantaggi di lavorare a livello dell’UE

Il progetto non potrebbe esistere senza il finanziamento dell’UE e Debuisschert ritiene che un aspetto particolarmente importante del progetto esteso a tutta l’UE sia la collaborazione tra i 15 partner, appartenenti al mondo accademico e industriale. “Veniamo informati direttamente dai laboratori sul territorio dell'Unione europea su tutti i risultati più recenti e ciò ci fa risparmiare un sacco di tempo e ci permette di condividere idee specifiche sui progetti comuni,” spiega.

“Questo ci aiuta a rimanere competitivi rispetto alla concorrenza estera.”

Il progetto quadriennale è stato avviato a settembre 2013 ed è sostenuto dall’UE con 6 milioni di euro attraverso lo schema Tecnologie Future ed Emergenti (FET).

Collegamento al sito web del progetto
Horizon Magazine