Tecnologia (215)
L’Icar-Cnr ha progettato un sistema intelligente per il controllo decentrato in tempo reale delle reti di drenaggio urbano, al fine di mitigare i danni prodotti da allagamenti ed eventi piovosi estremi. Lo studio, condotto in collaborazione con il Dipartimento di ingegneria civile dell’Università della Calabria e il Comune di Cosenza con il supporto del progetto Pon Res-Novae, è stato pubblicato su Jnca
Durante eventi piovosi intensi, gli allagamenti prodotti dalla saturazione della rete di drenaggio ed il sovraccarico degli impianti di depurazione rappresentano un potenziale rischio per la vita umana, le risorse economiche e l’ambiente. Secondo una ricerca pubblicata sulla rivista Journal of Network and Computer Applications (Jnca) le applicazioni dell’Internet of Things (IoT) possono essere d’aiuto per prevedere, gestire ed arginare questo genere di fenomeni.
“Nell’articolo proponiamo di dotare le condotte delle reti di drenaggio di sensori e paratoie elettromeccaniche intelligenti, coordinate da un algoritmo di consenso decentralizzato e controllate localmente attraverso un regolatore che consente di definire il grado di apertura della paratoia in modo da regolarne il deflusso e la portata dell’acqua nella condotta, spiega Andrea Vinci, ricercatore dell’Icar-Cnr e tra gli autori dello studio. “Per mitigare tali fenomeni, i sistemi distribuiti di controllo in tempo reale rappresentano una soluzione valida e conveniente. Il metodo mira a ottimizzare la capacità di invaso della rete di drenaggio urbano, in modo da utilizzare le porzioni più scariche per accumulare gli eccessi ed evitare allagamenti e sovraccarico degli impianti di depurazione a valle della rete. L’approccio decentrato permette al sistema di superare guasti ed ostruzioni in punti specifici delle condotte”.
MINIRES: una nuova molecola del Politecnico di Milano ispirata agli insetti sfida i giganti della chimica
26 Feb 2018 Scritto da Politecnico di MilanoOttenuto un Proof of concept da 150.000 Euro dall’UE Milano
Ricerca di base e mercato non sono poi così distanti, se l’idea nata in laboratorio è davvero buona. Lo dimostra la storia di MINIRES, una nuova molecola (bioelastomero) utilizzabile dalla cosmetica al settore biomedicale, di semplice struttura chimica, facile da produrre e a bassi costi.
Già vincitrice nel 2017 di Switch2Product – Innovation Challenge, MINIRES ha ottenuto un nuovo importante riconoscimento, stavolta a livello europeo. La tecnologia sviluppata da Pierangelo Metrangolo, Francesca Baldelli Bombelli e Andrea Pizzi del Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica "Giulio Natta" del Politecnico di Milano è risultata infatti vincitrice di un finanziamento Proof-of-Concept dell'European Research Council per un totale di 150.000 Euro. I Proof – of-concept sono specificamente erogati per dare ai ricercatori la possibilità di trasformare le loro invenzioni in prodotti commerciabili.
“MINIRES può essere utilizzato come agente di formulazioni cosmetiche, in applicazioni biomedicali, per la produzione di supporti per l’ingegneria tissutale, la medicina rigenerativa per la creazione di tessuti e vasi sanguigni artificiali, per il rilascio modificato di farmaci e nella realizzazione di polimeri avanzati come elastomeri termoplastici”, spiega Pierangelo Metrangolo. MINIRES rappresenta una geniale evoluzione degli elastomeri convenzionali, sostanze che hanno le proprietà chimico-fisiche tipiche del caucciù, in particolare la capacità di subire grosse deformazioni riassumendo la propria dimensione una volta tornati “a riposo”. La nuova molecola è ispirata alla resilina, una particolare proteina elastomerica naturale di cui sono costituite le strutture flessibili degli insetti, la cui struttura chimica conferisce ai materiali eccezionali proprietà elastiche. Minires sfida i pochissimi macro - produttori che detengono più della metà del mercato mondiale nella produzione di elastomeri comuni introducendo una molecola più economica e più performante. “Il proof of concept appena ottenuto valida la nostra idea a livello imprenditoriale – continua Metrangolo – siamo già al lavoro per rendere la nostra molecola ancora più appetibile per aziende o investitori privati o di venture capital”
'Una goccia di polimero liquido illuminata da un fascio laser visibile’
Una ricerca dell’Istituto nazionale di ottica del Cnr ha dimostrato la possibilità di intrappolare un fascio luminoso al suo interno e di eccitare onde acustiche di superficie con le caratteristiche di emissione intensa e coerente di un laser. Lo studio delle onde così generate permette di analizzare il liquido utilizzato, di natura biologica e non, con importanti ricadute in ambito medico, chimico e ambientale. I risultati sono pubblicati su Physical Review Letters
Una ricerca dell’Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche (Ino-Cnr) di Napoli ha mostrato la possibilità di realizzare un vero e proprio laboratorio all’interno di una goccia liquida generando onde ad altissima frequenza sulla superficie delle stesse. Lo studio, svolto in collaborazione con il Technion Israel Institute of Technology di Haifa, è stato pubblicato sulla rivista Physical Review Letters in evidenza come Editor’s Suggestion.
“Le onde generate sulla superficie della goccia hanno le stesse caratteristiche di emissione intensa e coerente di un laser, ma corrispondono in questo caso a vibrazioni ad alta frequenza, nel range ultrasonico-ipersonico, anziché a fotoni”, commenta Gianluca Gagliardi, ricercatore Ino-Cnr. “Il risonatore optomeccanico così realizzato si comporta come un vero e proprio micro-oscillatore, pur essendo costituito interamente da liquido mantenuto in forma sferica dalla sola tensione superficiale, che garantisce una regolarità superficiale quasi perfetta rendendo la goccia così un risonatore ottico ideale. Quando la quantità di liquido in gioco è inferiore a un determinato livello, tipicamente un microlitro (un milligrammo), la forza di gravità ha un effetto sostanzialmente trascurabile rispetto alla tensione e quindi la goccia può essere manipolata agevolmente e tenuta sospesa ad un capillare o poggiata su una superficie senza che questo perturbi in modo importante la sua sfericità. In questo modo, un oggetto così semplice e comune in natura viene trasformato in un sofisticato elemento ottico, al pari di un dispositivo costituito da materiale solido, come lenti e specchi”.
La gocciolina “in virtù della sua perfezione e della trasparenza del liquido consente, se illuminata da un laser in direzione tangenziale, di mantenere la luce intrappolata lungo traiettorie equatoriali per un tempo migliaia di volte più lungo che in condizioni normali”, continua il ricercatore. “Non solo. La goccia si comporta come risonatore acustico in cui parte dell’energia trasportata dalla luce si trasferisce alla superficie per eccitare onde ultrasoniche e ipersoniche, amplificate al suo interno come nella cupola di una chiesa”.
Dalle superfici dei materiali alle innovazioni nanotecnologiche
23 Feb 2018 Scritto da Istituto officina dei materiali (Iom-Cnr), Max Planck Institute di Dresda, Università di Heidelberg, Università di St. Andrews
Un studio coordinato dall’Università di St. Andrews (Uk) e svolto in collaborazione con lo Iom-Cnr di Trieste, il Max Planck Institute di Dresda e l’Università di Heidelberg ha mostrato come implementare, grazie alle proprietà energetiche delle superfici, l’efficienza di dispositivi che fanno uso della spintronica. Il lavoro, pubblicato su Nature, aprirà la strada a innovazioni nel campo delle nanotecnologie
Le superfici dei materiali presentano caratteristiche uniche perché gli elettroni si comportano in maniera molto differente rispetto alla struttura interna. Per esempio è possibile che un materiale completamente isolante abbia una superficie conduttrice o viceversa. Uno studio internazionale che coinvolge l’Istituto officina dei materiali del Consiglio nazionale delle ricerche (Iom-Cnr) di Trieste mostra come impiegare queste diverse caratteristiche nel campo delle nanotecnologie. Il lavoro, pubblicato sulla rivista Nature, è stato coordinato dall’Università di St. Andrews (Uk) e svolto in collaborazione con il Max Planck Institute di Dresda, l’Università di Heidelberg. “Le proprietà di superfici dei materiali mostrano comportamenti molto interessanti. Nella nostra ricerca ne facciamo uso per implementare un campo di ricerca innovativo: la spintronica, che utilizza le proprietà dello spin, una forma di momento angolare associato in meccanica quantistica a tutte le particelle costituenti la materia”, spiega Ivana Vobornik, ricercatrice Iom-Cnr. “Mentre, i dispositivi elettronici si basano sull’abilità di manipolare la posizione degli elettroni grazie a un campo elettrico, in maniera analoga, i dispositivi che utilizzano la spintronica si basano sulla possibilità di manipolare lo spin delle particelle utilizzando un campo magnetico, con il risultato di trasferire ed archiviare dati in maniera molto più efficiente e veloce”.
ARCHEO-FISICA DELLA TOMBA DI TUTANKHAMUN: DA TORINO A LUXOR
02 Feb 2018 Scritto da Politecnico di Torino
Al via la missione coordinata dal Politecnico di Torino per svelare grazie al geo-radar il mistero di una delle tombe più affascinanti e discusse della Valle dei Re
Dopo quasi un anno di attesa, i ricercatori di Archeo-Fisica del Politecnico di Torino hanno finalmente ottenuto il via libera dall’Egitto per le misure geo-radar decisive dall’interno della Tomba di Tutankhamun (in codice: KV62) nella Valle dei Re a Luxor. Le misure saranno condotte tra il 31 gennaio e il 6 febbraio 2018 e avranno l’obiettivo di verificare l’eventuale presenza di spazi vuoti e/o di corridoi nascosti dietro le pareti della camera funeraria di Tutankhamun. Secondo una teoria avanzata dall’egittologo inglese Nicholas Reeves, la tomba KV62 potrebbe essere, infatti, parte di una più ampia tomba appartenente forse alla Regina Nefertiti. Secondo il professor Franco Porcelli, coordinatore del gruppo di ricerca che fa capo al Politecnico di Torino, i tre diversi sistemi radar di ultima generazione che saranno utilizzati sono in grado di fornire una risposta sicura al 99% riguardo all’esistenza di strutture nascoste di rilevanza archeologica adiacenti alla tomba di Tutankhamun.
Avere celle solari così sottili ed efficienti da poter essere inserite in tende o indumenti… ora questa possibilità è più vicina grazie al lavoro di ricerca dell’Università di Cambridge. Il Gruppo guidato dal prof. Richard Friend ha condotto gli studi in questo campo presso la facility europea CUSBO del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, parte del network Laserlab-Europe. La fruttuosa collaborazione tra Politecnico e Cambridge ha permesso di studiare celle fotovoltaiche basate su un materiale chiamato “perovskite”, che consente di realizzare celle mille volte più sottili di quelle al silicio, rendendole quindi molto flessibili e potenzialmente più efficienti. Quando la luce solare colpisce una cella fotovoltaica, le particelle di luce (o fotoni), vengono convertite in elettroni. I ricercatori hanno misurato per quanto tempo gli elettroni prodotti mantengono i loro più alti livelli di energia (elettroni caldi) prima di scontrarsi e perderla. Dopo che la luce è stata inizialmente assorbita dalla cella lo studio ha rivelato che gli eventi di collisione fra elettroni iniziano a verificarsi tra 10 e 100 milionesimi di miliardesimo di secondo (femtosecondi).
Foglietti di grafene come stampi per costruire nuove protesi ossee personalizzate
24 Gen 2018 Scritto da Università Cattolica del Sacro Cuore di Roma (Facoltà di medicina e chirurgia) e Istituto dei sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche
Sviluppati da ricercatori della Facoltà di medicina e chirurgia dell’Università Cattolica in collaborazione con l’Istituto dei sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche di Roma
Ricercatori della Facoltà di medicina e chirurgia dell’Università Cattolica del Sacro Cuore di Roma, in collaborazione con esperti dell’Istituto dei sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche (Isc-Cnr) di Roma, hanno sviluppato ‘fogli nanotecnologici’ per costruire nuovo tessuto osseo che un giorno potrà essere usato su pazienti per la ricostruzione personalizzata di parti lesionate del loro scheletro. I fogli di grafene funzionano come stampi in 3D su cui prende forma il nuovo osso. La figura sullo stampo è incisa da un raggio laser e si può personalizzare a seconda della forma che si vuole ottenere. Il risultato si deve al team di Massimiliano Papi dell'Istituto di fisica dell'Università Cattolica insieme al direttore dell'Isc-Cnr Claudio Conti, ed è stato reso noto su 2D Materials, rivista scientifica internazionale peer-reviewed che si occupa di nuove applicazioni dei materiali bidimensionali come il grafene. L'uso di questi fogli di grafene in campo clinico potrebbe beneficiare anche delle naturali proprietà antibiotiche dell’ossido di grafene. “Il potere antibiotico rappresenta, quindi, un ulteriore vantaggio di questo tipo di materiale”, spiega il professor Papi. “Infatti oltre a controllare i processi osteogenici, il grafene possiede anche una naturale attività antibatterica. Questo è particolarmente interessante perché uno dei problemi principali quando si inserisce in un organismo un materiale sintetico è l’insorgenza di infezioni post operatorie”.
Le memorie magnetiche del futuro si scrivono e si leggono con la luce
19 Gen 2018 Scritto da Ufficio stampa Università di Milano-Bicocca
Magnetismo attivato dalla luce nelle nanoparticelle di un materiale semiconduttore
La scoperta del team di ricerca internazionale guidato da Sergio Brovelli del dipartimento di Scienza dei materiali dell’Università Bicocca apre alla possibilità di realizzare materiali ad alte prestazioni per la realizzazione di computer ottici.
Usare la luce, al posto dei consueti metodi di scrittura elettrici e magnetici, permetterà di potenziare i computer ottici e le memorie di dati. L’inserimento di pochi atomi di argento – elemento di per sé non magnetico – induce un forte comportamento magnetico nelle nanoparticelle di un materiale semiconduttore quando queste vengono illuminate. Il magnetismo attivato dalla luce, persistente nel tempo e rilevabile otticamente, può diventare l’elemento di base dei dispositivi di immagazzinamento dei dati di nuova generazione. Lo rivela lo studio “Excitonic pathway to photoinduced magnetism in colloidal nanocrystals with nonmagnetic dopants” (DOI:10.1038/s41565-017-0024-8), pubblicato sulla rivista Nature Nanotechnology. La ricerca è stata realizzata dal team guidato da Sergio Brovelli docente di Fisica sperimentale presso il dipartimento di Scienza dei Materiali dell’Università degli Studi di Milano-Bicocca, in collaborazione con il gruppo del professor Jiatao Zhang dell’Istituto di Tecnologia di Pechino in Cina, la professoressa Margherita Zavelani Rossi del Politecnico di Milano e il dottor Scott A. Crooker del laboratorio nazionale di Campi magnetici elevati (HMFNL) di Los Alamos (USA).
PASSION: la fotonica per una società sempre più connessa
19 Gen 2018 Scritto da Politecnico di Milano
Soluzioni fotoniche innovative sia tecnologiche che architetturali per lo sviluppo della futura rete di comunicazione di tipo metropolitano, a basso costo e ridotto consumo energetico, capaci diassicurare un rate di trasmissione di oltre 100 Tb/s per collegamento e una capacità di commutazione di oltre 1 Pb/s per nodo. Sono l’ambizioso obiettivo del progetto PASSION (Photonic technologies for progrAmmable transmission and switching modular systems based on
Scalable Spectrum/space aggregation for future agIle high capacity metrO Networks) avviato dal Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano, con il supporto di Fondazione Politecnico di Milano, insieme ad altri 12 partner (CTTC, Telefonica e VLC Photonics – Spagna, TUE e Effect Photonics – Olanda, Vertilas – Germania, VTT – Finlandia, Opsys Technologies – Israele, SM Optics – Italia, EPIC – Francia, NICT – Giappone, ETRI – Corea del Sud). Un progetto triennale finanziato dal programma Horizon 2020 della Commissione Europea sotto l’egida della Photonic Private Partnership (PPP) Photonics21, con un budget complessivo di 8,5 milioni di euro. Negli scorsi 10 anni si è assistito ad un continuo sviluppo della rete in fibra ottica per applicazioni nell’ambito metropolitano. Oggi, tuttavia, sperimentiamo “un collo di bottiglia” nella trasmissione e nell’indirizzamento dell’enorme quantità di dati dovuta al drastico aumento degli utenti, alla dimensione dei contenuti e alla convergenza con altre reti come quella mobile e datacom.
L’intelligenza artificiale esplora il clima e trova conferme e novità
12 Gen 2018 Scritto da Istituto sull’inquinamento atmosferico del Consiglio nazionale delle ricerche (Iia-Cnr)
In una ricerca dell’Iia-Cnr, pubblicata sulla rivista Scientific Reports del gruppo Nature, reti di neuroni artificiali – che apprendono il funzionamento del sistema climatico dai dati osservati nel passato – confermano le azioni umane come causa principale del riscaldamento globale recente e conducono a nuove scoperte sui cambiamenti climatici dell’ultimo secolo
Le applicazioni dell’intelligenza artificiale (IA), sia in ambito scientifico che tecnologico, sono molto numerose. Pochi, tuttavia, si aspetterebbero che l’IA possa aiutarci a comprendere le origini di un problema attuale e pressante come quello dei cambiamenti climatici. Una ricerca recente dell’Istituto sull’inquinamento atmosferico del Consiglio nazionale delle ricerche (Iia-Cnr), pubblicata sulla rivista Scientific Reports del gruppo Nature e condotta in collaborazione con l’Università di Torino e l’Università di Roma Tre, ha mostrato come modelli di reti di neuroni artificiali (le cosiddette reti neurali) siano in grado di ‘comprendere’ i complessi rapporti tra i vari influssi umani o naturali e il comportamento climatico. “Il cervello di un bambino che cresce aggiusta pian piano i propri circuiti neuronali e impara infine semplici regole e relazioni causa-effetto che regolano l’ambiente in cui vive, per esempio per muoversi correttamente all’interno di esso”, spiega Antonello Pasini, ricercatore dell’Iia-Cnr e primo autore della ricerca. “Come questo bimbo, il modello di cervello artificiale che abbiamo sviluppato ha studiato i dati climatici disponibili e ha trovato le relazioni tra i fattori naturali o umani e i cambiamenti del clima, in particolare quelli della temperatura globale”.
