Projektbeschreibung
Mikromechanische Sensoren eröffnen bisher unerreichte Möglichkeiten für die Bestimmung von Eigenschaften auf der Mikroebene
Intelligente Sensoren spielen eine bedeutende Rolle bei der Messung und Charakterisierung von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen in Anwendungen, die von industriellen Prozessen über den Verteidigungsbereich bis hin zu Umweltwissenschaften und Biomedizin führen. Mit der Verbesserung des Zugangs zu 5G-Netzwerken, der Ausweitung des Internets der Dinge und der Verwirklichung der Industrie 4.0 wird der Bedarf an und der Wert von intelligenter Sensortechnologie nur noch steigen. Das EU-finanzierte Projekt MARS entwickelt eine äußerst vielseitige und präzise Sensorplattform zur Bestimmung von Massen und Fließeigenschaften, die sich auf modernste Technologien für den Mikrobereich stützt. In der neuartigen Plattform kommt ein Mikrocantilever zum Einsatz, der auf Mikroebene, in Echtzeit und mit beispielloser Genauigkeit wichtige Eigenschaften misst.
Ziel
The MARS project will develop a platform for measuring mass at microscale and rheological properties of Newtonian/ non-Newtonian fluids in real-time, with unprecedented resolution, accuracy and reliability. This will be achieved by exploiting some unique degrees of flexibility in the dynamical response of a self-excited micromechanical probe. Depending on the desired application, this platform can be either used as a continuous sensor, a threshold sensor or a stable reference. Measuring the mass of analytes with high accuracy and understanding the rheology of simple and complex fluids play a critical role in a wide variety of applications in the ever-growing smart sensor global market.
The success of the MARS project requires:
- Advanced modelling of the dynamical response of self-excited microresonators oscillating in Newtonian or non-Newtonian fluids while subject to mass changes;
- Design, development and optimisation of the new sensing platform;
- Real case experiments for mass sensing, to assess and showcase the capabilities of each sensing modality;
- Characterisation of the properties of weakly non-Newtonian viscoelastic fluids.
This platform addresses several of the main drawbacks of current techniques to measure mass or to characterise viscoelastic fluids and presents some unique features:
i) Self-sustained oscillations that keep track of any environmental changes affecting the mechanical probe, without requiring any external equipment;
ii) Possibility of controlling a variety of sensing modalities by introducing delay in the feedback loop with a phase-shifter circuit;
iii) Capability of sensing extremely small mass (potentially single molecules) and weakly non-Newtonian fluids.
The end technical result will be a proof-of-concept prototype to demonstrate the effectiveness of the technology, and its potential to engage with external partners for further development in the direction of a viable and revolutionary commercial product.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordinator
00185 Roma
Italien