Description du projet
Transformer les matériaux en fournisseurs d’informations intelligents
Les matériaux traditionnels sont considérés comme passifs, n’ayant pas la capacité de sentir ou de communiquer avec leur environnement. Cette limitation entrave les progrès en matière de sécurité, de maintenance prédictive, de transparence du recyclage et de fabrication automatisée. Dans cette optique, le projet SmartRust, financé par le CER, vise à transformer les matériaux en participants actifs capables de percevoir et de signaler les événements déclencheurs. Il pourrait ainsi redéfinir la manière dont les produits sont contrôlés, recyclés et intégrés dans les systèmes de l’industrie 4.0. Au cœur de SmartRust se trouvent des supraparticules innovantes de la taille d’un micron, composées de blocs de construction nanométriques magnétiques (transducteurs) et de motifs non magnétiques (sensibilisateurs), conçues pour répondre à des stimuli spécifiques. Grâce à la spectroscopie des particules magnétiques, les chercheurs examineront les interactions au sein de ces particules et entre elles afin de mettre au point des matériaux qui pourraient finalement nous parler, offrant ainsi une nouvelle frontière à la matière consciente.
Objectif
So far, materials are seen as passive items. This project aims at providing a solution that can turn objects into matter that can perceive and communicate trigger events. If materials are turned capable of reporting their encountered history, this will significantly contribute to i) ensuring product safety and reliability, ii) making predictive maintenance possible, iii) making complex recycling fates of materials transparent, and iv) enabling autonomous, robot-controlled, resilient manufacturing (Industry 4.0).
The key to realize this vision is to make use of smart magnetic particles, largely based on iron oxide (SmartRust). To achieve SmartRust, micron-sized (1-10 µm) supraparticles are composed of magnetic nano building blocks, the “signal transducers”, which are combined with other non-magnetic moieties, the “sensitizers”. A toolbox-like approach using spray-drying allows for nanoparticle assembly of a transducer and a sensitizer type of choice to specifically target a desired type of stimulus. The SmartRust particles are then integrated in materials` matrices.
It is hypothesized – and yet an open research question! - that there is an interplay of two magnetic interaction principles: on a hierarchical level I, a trigger event will alter the intra-supraparticle magnetic interactions of the nanoparticles within individual supraparticles. On a hierarchical level II, a trigger event will alter the inter-supraparticle magnetic interactions among the supraparticles when the matrix of the materials, where the supraparticles are embedded in, is altered.
The scientific idea is that this magnetic interaction information can be read out fast, easily, in a non-destructive way and from within a material, enabled by the technique magnetic particle spectroscopy (MPS).
If this endeavour is successful in obtaining a meaningful signal-structure-trigger correlation, ultimately, design rules could be deduced how to create conscious matter using SmartRust.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régime de financement
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
91058 ERLANGEN
Allemagne