Giovedì, 04 febbraio 2021

SMART-electron: il progetto H2020 finanziato dall’Unione Europea sulla microscopia elettronica del futuro

Un progetto del Dipartimento di Scienza dei Materiali tra i 58 finanziati da EIC Pathfinder

microscopio elettronico e Giovanni Maria Vanacore

Ricerca ad alto rischio e ad alto impatto per trasformare idee in nuove tecnologie: è l’obiettivo del programma pilota Pathfinder del Consiglio europeo per l'innovazione (EIC), istituito nell'ambito del programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell'Unione europea. Il programma sostiene le fasi iniziali della ricerca e dell’innovazione scientifica e tecnologica attorno a nuove idee verso tecnologie future radicalmente nuove. Tra i 58 progetti "rivoluzionari" che EIC Pathfinder ha appena finanziato vi è anche il progetto SMART-electron - ULTRAFAST ALL-OPTICAL SPATIO-TEMPORAL ELECTRON MODULATORS: OPENING NEW FRONTIERS IN ELECTRON MICROSCOPY (H2020-FETOPEN-2018-2020, Grant Agreement n. 964591), coordinato dal Dr. Giovanni Maria Vanacore, ricercatore di Fisica della Materia presso il Dipartimento di Scienza dei Materiali dell'Università degli Studi di Milano-Bicocca, che studia i fenomeni ultraveloci nei solidi e nelle nanostrutture.

Il progetto, che ha ricevuto un finanziamento di oltre 3 milioni di euro e verrà avviato il 1° maggio 2021, si basa su un consorzio composto da diverse università e istituti di ricerca europei di alto profilo. Oltre all'Università di Milano-Bicocca, in qualità di coordinatore, il consorzio comprende: l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), il Barcelona Institute of Photonic Sciences (ICFO), l'Israel Institute of Technology (TECHNION) e l’Istituto di Nanoscienze del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-Nano). La partecipazione di un'impresa, Holoeye Photonics AG, segnala una chiara prospettiva orientata verso le imprese del progetto. Un'altra società, QED F&S Productions Ltd., è responsabile della comunicazione e della divulgazione.

Qual è l’idea rivoluzionaria alla base di SMART-electron?

«La nostra ambizione è sviluppare una nuova tecnologia che cambierebbe radicalmente il modo in cui la materia viene studiata in microscopia elettronica - afferma Vanacore. - Una tale capacità fornirebbe uno strumento unico che ci aiuterebbe ad affrontare le sfide fondamentali della nostra società moderna nell’ambito dei materiali quantistici, dei dispositivi per l’accumulo di energia e nelle applicazioni di tipo drug-delivery». La visione alla base del progetto del Dr. Vanacore è quella di stabilire un nuovo paradigma tecnologico che sfrutti il ​​potere di controllo raggiunto con la luce per manipolare in modo coerente le onde di elettroni, fornendo metodi innovativi per il miglioramento della risoluzione dell'immagine, una rivelazione selettiva a specifici gradi di libertà, imaging a basse dosi, acquisizione più rapida, e risoluzioni temporali ed energetiche elevate.

«Il progetto è estremamente ambizioso e presenta diverse sfide considerevoli”, conclude Vanacore, “ma solo quando si pone l'asticella così in alto ognuno di noi puo’ dare il massimo in modo da spingere piu’ lontano le frontiere della conoscenza».

SMART-electron in breve

Obiettivo: SMART-electron mira a sviluppare una piattaforma tecnologica innovativa per la progettazione, la realizzazione e il funzionamento di maschere di fase per elettroni completamente ottiche e a programmazione rapida ed arbitraria. SMART-electron introdurrà un nuovo paradigma in cui verranno utilizzati campi elettromagnetici ultraveloci adeguatamente sintetizzati per ingegnerizzare lo spazio delle fasi della funzione d'onda di un elettrone libero. Ciò consentirà di ottenere una manipolazione delle onde di elettroni nello spazio/tempo/energia/momento senza precedenti, superando così gli schemi convenzionali monolitici e passivi, e rivoluzionando il modo in cui i materiali vengono studiati in microscopia elettronica.

Programma: H2020-FETOPEN-2018-2020.
Data di inizio: 1 maggio 2021.
Durata: 4 anni.
Finanziamento: 3.042 MEuro.
Partners: UNIMIB (coordinatore), EPFL, ICFO, TECHNION, CNR-NANO, HOLOEYE PHOTONICS AG, QED F&S PRODUCTIONS LTD.