Description du projet
Des capteurs micromécaniques permettent une mesure sans précédent des propriétés à l’échelle microscopique
Les capteurs intelligents ont un impact significatif sur notre capacité à mesurer et à caractériser les solides, les liquides et les gaz dans des applications allant des processus industriels et de la défense aux sciences environnementales et biomédicales. L’accès croissant aux réseaux 5G, l’expansion de l’Internet des objets et la mise en œuvre de l’industrie 4.0 ne feront qu’accroître le besoin et la valeur de la technologie des capteurs intelligents. Le projet MARS, financé par l’UE, développe actuellement une plateforme de détection de masse et de rhéologie hautement polyvalente et précise qui tire parti de technologies avancées à l’échelle microscopique. Cette plateforme inédite s’appuiera sur un microlevier pour mesurer des propriétés importantes à l’échelle microscopique, en temps réel et avec une précision sans précédent.
Objectif
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.
Champ scientifique
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
00185 Roma
Italie