德国量子初创公司SpinMagIC正开发一种可检测食品保质期的量子传感器-安徽省国盛量子科技有限公司

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德国量子初创公司SpinMagIC正开发一种可检测食品保质期的量子传感器

发布时间:

2025-01-02

据国外媒体消息，近日，德国量子初创公司SpinMagIC正开发一种可检测食品保质期的量子传感器，计划在两年内准备好最终产品上市，并获得第一批试点客户进行测试。

无论是啤酒、咖啡豆、酸奶还是润滑油：一个足够小的设备可以放在一只手里，可以测量物质的保质期。想法：将这项技术引入食品行业。作为一家初创企业，斯图加特大学的分拆公司将获得联邦经济和气候保护部（BMWK）的EXIST研究转移计划的资助。

“这种量子传感器技术已经近在眼前。Jens Anders教授说：“现在我们需要以充分的势头将其推向市场。”这正是四个年轻人正在做的事情。通过他们的衍生产品SpinMagIC，他们旨在使用量子传感器轻松测量产品的自生命周期。其中两人，Belal Alnajjar和Anh Chu，是Anders的博士研究员，在斯图加特大学智能传感器研究所（IIS）的实验室工作。另外两名物理学博士研究员Michele Segantini和Jakob Fitschen负责对分拆进行财务管理并使其盈利，在柏林亥姆霍兹中心（HZB）工作，由“能源转换和量子信息科学旋转”部门负责人Klaus Lips教授提供支持。Anders和Lips非常熟悉测量电子自旋共振，简称ESR。一种测量特别反应性分子的方法。2019年，他们获得了著名的HZB技术转让奖。

斯图加特和柏林的团队合作开发可穿戴量子传感器

BMWK于2024年10月1日批准了资金，四位创始人现在有两年的时间来使他们的分拆成功。博士生得到了创业研究所（ENI）、技术转让倡议TTI GmbH [DE]和斯图加特大学转让中心TRACES的支持，以及国家倡议“NXTGN”[DE]（以前称为“Gründermotor”）。来自斯图加特和柏林的三名博士生已经合作了好几年，彼此非常了解。Jakob Fitschen六个月前加入。在开发高度复杂的可穿戴量子传感器时，团队合作至关重要。

SpinMagIC依靠量子传感器来检测反应分子，即所谓的自由基。任何具有未配对电子的材料都可以使用传感器进行定量测量。例如，自由基会导致皮肤更快地衰老。他们还负责食物的分解。Anders指出，ESR“80年来”一直被用来测量自由基。到目前为止，它们的使用受到限制，因为这些设备太笨重，重量至少一吨，价格为数十万欧元。即使是可用的桌面设备也重约120公斤，而且非常昂贵。这是一个质疑高效流程或广泛应用的问题。这现在正在突然改变，小型化是神奇的词。研究人员只需要一个小型永磁体和一个带集成电路的微芯片来衡量产品的保质期。

使用自由基测量液体的保质期

测量是如何运作的？微芯片的尺寸不超过一平方毫米。它由所有激发未配对电子并感知其量子反应的高频电路组件组成。对于测量过程，研究人员打开微型泵，将样品输送到芯片上，或将传感器直接浸入要测量的液体中。显示器上显示了自由基的数量。物理学家Alnajjar强调：“使用由轻质灯丝制成的3D打印结构为实现强大的共振磁铁提供了一种具有成本效益的方式。”在打印过程之前，他进行了多次模拟，以确定最佳解决方案。3D打印机的磁铁现在重约40克。磁铁的内部由环组成。Alnajjar说，选择环是为了确保磁场高度均匀。重量轻、质量高是这些磁铁的关键特征。

研究人员为他们新造的词汇“SpinMagIC”感到自豪——测量的三个组成部分：Spin代表电子，电子有自己的角动量，Mag代表磁铁，使测量成为可能，IC代表集成电路。任务分工很明确：“我们在斯图加特负责开发核心技术，”电气工程师Chu强调。这些是永磁体和携带微小芯片集成量子传感器的电路板。柏林的物理学家Segantini根据初步发现研究应用，例如测量食品保质期。特别是，他与橄榄油生产部门有着良好的联系。计划是在两年内准备好最终产品上市，并获得第一批试点客户进行测试。Chu说，“非常小，价格实惠，测量精度非常高，”他强调了食品行业的严格要求和它提供的强大激励措施。