Laser, la startup italiana che lo sta rivoluzionando

Con impulsi ultracorti molto ravvicinati, si può incidere meglio e in modo più veloce sui materiali industriali. La scommessa di Lithium Lasers.

Osando un balzo di tre ordini di grandezza nella frequenza dei laser ultracorti per microlavorazioni industriali, un ingegnere e una biologa hanno inventato il primo laser in grado di emettere impulsi alla frequenza di gigahertz (GHz), invece che di megahertz (MHz), come “da tradizione”. Loro sono Alessandro Greborio e Martina Pagani e nel 2019 hanno creato lo spinoff Lithium Lasers presso il Politecnico di Milano.

Arrivato il momento di testare il loro laser Femtoflash, due anni fa si sono poi spostati nel Polo Meccatronica di Rovereto, per farlo a chilometro zero avvicinandosi alle prime aziende interessate. Dopo un primo round da 700mila euro risalente al 2021, ora ne hanno appena chiuso un altro da 2 milioni, guidato da Primo Space e con il contributo di 360 Capital.

Se il passaggio da uno a 100 milioni di impulsi al secondo per chi guarda a occhio nudo è impercettibile, per chi li usa nei propri processi industriali per incidere, tagliare o forare, non lo è affatto: sa che può fargli risparmiare tempo e materiale, senza perdere precisione. Evidentemente non lo è nemmeno per gli investitori che ci stanno scommettendo e sanno che il business dei laser ultracorti (Uspl – ultrashort pulse laser) potrebbe raggiungere i 3,9 miliardi di euro entro il 2028.

Un laser efficiente, preciso e personalizzabile

Iniziando la propria carriera già in questo settore che bada ai femtosecondi e ai picosecondi, Greborio ha avuto presto l’idea di aumentare la frequenza degli impulsi laser ultracorti, per superare le complessità dei dispositivi tradizionali con cui aveva a che fare. “Rimuovono materiale in modo preciso, vaporizzandolo e non sciogliendolo, ma hanno molti stadi e sono quindi estremamente fragili, costosi e difficili da integrare negli impianti industriali” racconta, per “giustificare” la creazione del suo Femtoflash.

Questo nuovo laser, infatti, invece che 7-8 moduli ne ha solo 3, uno che emette a potenza già elevata, uno che modula e uno che amplifica. “Aumentando il numero degli impulsi al nanosecondo, il materiale resta ‘caldo’, il dispositivo non disperde energia e la lavorazione è più efficiente, oltre che 5 volte più veloce rispetto a quanto permesso da altri dispositivi” precisa Greborio.

Vinta la sfida della rapidità nelle microlavorazioni, rimaste con una risoluzione inferiore al millesimo di millimetro, il team di Lithium Lasers ha dovuto affrontare quella delle dinamiche di mercato. “Per superare la diffidenza o riluttanza verso le tecnologie innovative e i timori nello scommettere su un prodotto appena creato, abbiamo aperto un innovation application lab” racconta infatti Greborio. In questo “spazio” tutto il team accompagna gli interessati all’utilizzo di Femtoflash, mostrando come i suoi impulsi possano essere organizzati in pacchetti completamente adattabili alle specifiche esigenze, per portare precisione dove serve. E non si intende settore per settore, ma caso per caso.

Micro scarti per la microelettronica

Migliorare i laser utilizzati in fabbrica significa spingere sulla produttività e sulla circolarità del mercato, e quello hi-tech ne ha fortemente bisogno. Lo conferma il fatto che sia proprio la microelettronica a guidare la domanda di laser a impulsi ultracorti, sperando così di poter continuare a soddisfare la crescente ed esigente domanda di dispositivi elettronici.

“Per la produzione di chip, garantire miniaturizzazione e alta qualità nel taglio del silicio è fondamentale – spiega Greborio – e ancora di più lo è per un materiale costoso come il carburo di silicio di cui possiamo ridurre al massimo gli scarti creando solo dei punti di rottura, senza tagliare definitivamente, per poi dividere il materiale per esempio tirandolo”. La tripla promessa di velocità, produttività e precisione, unita alla prova di saper fare incisioni meno slavate, a Lithium Lasers ha già assicurato collaborazioni con alcuni “leader dei mondo dei wafer per semiconduttori”. Un business tutto b2b, ma che arriva nelle mani di tutti sotto forma di dispositivi elettronici di vario tipo. Se si riesce a migliorare qualità, resilienza ed efficienza dei chip e degli schermi che contengono, per chi li acquista significa prezzi più bassi, più offerta, meno impatto ambientale.

Incisioni per alimentare e sanità

Se in microelettronica gli effetti dell’altra frequenza di Femtoflash ci arrivano “di rimbalzo”, un campo in cui li si riscontra direttamente è quello alimentare. In questo caso incidere materiali in modo preciso, indelebile ma allo stesso tempo “delicato”, offre un’alternativa sicura allo scrivere date di scadenza con l’inchiostro, procedura ad alto rischio di frodi.

“Siamo in grado di effettuare una marcatura del packaging non cancellabile, senza danneggiare o rovinare lo strato protettivo che avvolge gli alimenti, senza quindi comprometterne l’estetica per la vendita” racconta Greborio. Con il suo laser personalizzabile può adeguare gli impulsi a ogni confezione che poggia sugli scaffali di qualsiasi supermercato. Al momento sta lavorando con il tetrapak e con un’azienda che crea questo tipo di packaging, ma né il suo team né il suo dispositivo hanno preferenze di sorta.

Se nel mondo alimentare l’imperativo è “non bucare” (le confezioni), in quello medicale il futuro business di Lithium Lasers sta prendendo forma proprio attorno ai buchi. Così almeno sembra dai primi progetti avviati, uno su test rapidi per la rilevazione di patologie virali, uno su vetrini utilizzati in macchine per sperimentare nuovi farmaci.

Nel primo caso, si tratta di un progetto europeo portato avanti con un’azienda italiana e i benefici dell’alta frequenza si notano nella precisione dei fori effettuati sulla membrana che permetterebbe di rilevare la presenza di virus nella saliva. “Hanno un diametro inferiore al micrometro e devono essere tutti sempre uguali perché il test sia efficace e attendibile” spiega Greborio, ricordando i tanti falsi positivi dei tempi del Covid-19. Nel secondo caso l’opportunità di business per Lithium Lasers è nata in Germania, dove un’azienda che produce macchine per chi sperimenta nuovi farmaci aveva bisogno di “buchi precisi”. Nello specifico, si trattava di “fori con diametro di 1,7 micron che vanno devono essere sempre identici, con nell’angolazione. Ne va della precisione dell’intera macchina e, a cascata, dell’efficienza nella scoperta di nuovi farmaci”.

Ascoltando i progetti in arrivo di Lithium Lasers, sembra che tutti non aspettassero altro che la promessa di precisione ad alta velocità. Sperando che i primi dati di fatturato lo confermino, il team continua a raccogliere un forte interesse non quantificabile in cifre ma da parte di settori molto diversi. Dall’aerospazio e dall’alta oreficeria, come anche da chi stampa in 3D con risoluzione nanometrica. Gran parte dei 2 milioni di euro appena conquistati serviranno quindi alla startup per trasformare in contratti queste attenzioni nei suoi confronti, accelerando il processo di industrializzazione e commercializzazione. Nei suoi laboratori, però, promette che continuerà a lavorare sui laser, per lanciare una “nuova linea UV” e incidere maggiormente sul mercato.

Riproduzione wired.it