REGOLAMENTO DEL CENTRO INTERDIPARTIMENTALE
”CENTRO DI ECCELLENZA SUPERFICI ED INTERFASI NANOSTRUTTURATE”
Allegato “A” Piano delle ricerche per i primi tre anni di attività
(art. 3 del Regolamento)
Nella presentazione della domanda al MIUR di finanziamento per un Centro di eccellenza per la ricerca, le attività scientifiche erano state organizzate attraverso la separazione in cinque aree disciplinari o “Linee” classificate in base al tipo fisico di superficie/interfase trattata. Le attività di ciascuna Linea erano gestite da un Coordinatore scientifico. Parte del budget di ricerca veniva gestito centralmente dal Consiglio Scientifico, mentre una quota era amministrata in modo indipendente dalle singole linee di ricerca. Nel corso del primo periodo di attività, l’andamento dei progetti scientifici e dei flussi di finanziamento ha comportato la necessità di una revisione delle linee di ricerca, che è stata formalizzata al termine del secondo anno di attività. Questa riorganizzazione riflette più fedelmente il raggruppamento dei ricercatori in base a filoni tecnologici ed applicativi, ed in base al tipo di strumentazioni utilizzate. Alcune linee di lavoro prettamente applicative e specialistiche si sono inoltre imposte quali linee indipendenti ad. es. quelle dedicate ai materiali carboniosi ed alle tecnologie idrogeno) per via del grande rilievo nel panorama regionale della ricerca e dell’attenzione a loro dedicata dai finanziatori esterni. L’attività di ricerca del Centro si è articolata nelle seguenti linee: 1. Materiali metallici nanostrutturati
2. Metodi per la modellizzazione di materiali e superfici 3. Strati sottili polifunzionali micro e nano strutturati di materiali semiconduttori e superconduttori 4. Chimica delle superfici
5. Idrogeno: materiali per la produzione e lo stoccaggio 6. Catalizzatori nanostrutturati e solidi ad elevato sviluppo superficiale
7. Materiali e molecole fotoattive
8. Chimica macro e supramolecolare
9. Biocompattibiltà e tossicità dei materiali
10. Biofisica e neurochips
11. Trasferimento tecnologico E’ ragionevole ritenere che tali linee di ricerca, progressivamente ottimizzate nel periodo 2004­
2006, saranno elementi stabili del nostro programma futuro. Esse hanno quale elemento comune la rilevanza dei fenomeni superficiali ed interfacciali, che in esse giocano un ruolo fondamentale poiché determinano le proprietà dei materiali e le loro relazioni con l’ambiene, sia esso biologico o in un processo industriale. Per quanto tali linee abbiano una componente importante di ricerca fondamentale il loro valore applicativo è notevole poiché toccano problemi che riguardano i materiali metallici, i materiali polimerici, i compositi, i catalizzatori ed i fotocatalizzatori per l’abbattimento di inquinanti, i materiali avanzati nel settore delle nanotecnologie e delle nanobiotecnologie e dell’energia. Dall’elenco precedente si deduce che le linee di ricerca 1,5 coinvolgono prevalentemente nanomateriali inorganici, mentre le linee 9 e 10 hanno carattere più specificatamente nanobiologico. Nelle rimanenti linee vengono condotte ricerche che afferiscono ad entrambi gli ambiti. Va notato infine come le linee 5,6,7 siano strettamente legate a problemi collegati con la generazione e il trasporto di energia mediante metodi innovativi e ambientamente compatibili.
Un elemento caratterizzante dell’attività scientifica del centro è l’impostazione originale della ricerca applicata. La politica scientifica del Centro per quanto riguarda le applicazioni tecnologiche è principalmente disegnata a favorire l’introduzione di elementi nanotecnologici all’interno di produzioni ritenute tradizionali ma che tuttavia formano l’ossatura del tessuto industriale piemontese. Essa si propone cioè di collaborare con il tessuto industriale esistente al fine di sostenere l’introduzione di elementi di innovazione e competitività. Il supporto fornito alle aziende è essenzialmente un supporto scientifico alle attività di ingegneria, che non si sostituisce ad esse ma fornisce nuovi materiali e nuovi strumenti per l’ideazione e l’ingegnerizzazione di nuovi prodotti e processi. Più specificamente, l’esperienza del Centro nell’analisi dei materiali su scala atomica e nanometrica fornisce uno strumento potente per la soluzione di problematiche normalmente affrontate con tecniche di analisi ingegneristica su scala dimensionale maggiore. Questa valorizzazione in chiave applicativa del patrimonio scientifico di base tipico dell’Università è un’operazione culturale consapevole ed in linea con gli studi più recenti in materia di analisi delle sinergie tra sistemi produttivi e sistemi formativi accademici. Questa impostazione originale permette di intervenire sulle tecnologie tradizionali, ma non esclude la presenza di attività anche in settori di punta ove la presenza della industria piemontese è molto scarsa o ancora inesistente. ­ Materiali metallici nanostrutturati
L’idea base della innovazione nei materiali metallici nell’ambito della Linea 1 del NIS è di sviluppare un piano di ricerca sul controllo della loro struttura e microstruttura a livello nanometrico. Sono disponibili processi di produzione basati sulla solidificazione rapida e tecniche di diffrazione e microscopia per la caratterizzazione strutturale a vari livelli di risoluzione.
Leghe in forma massiva sono di interesse per le proprietà meccaniche: modulo elastico, microdurezza, resistenza a trazione e compressione, tenacità, resistenza alla fatica ed all’usura. E’ ormai dimostrato che queste possono essere migliorate e controllate attraverso la nanostrutturazione sia dell’intero materiale che di strati superficiali. Tuttavia i meccanismi di deformazione, indurimento, cedimento in tali materiali non sono ancora ben compresi. Ad esempio i vetri metallici massivi hanno usualmente limitata duttilità e tenacità perché sotto sforzo raggiungono le condizioni di rottura per attivazione di instabilità di taglio, dovute ad una discontinuità nelle velocità di deformazione tangenziali rispetto alle cosiddette direzioni caratteristiche. La dimensione di scala su cui si manifestano tali instabilità e dell’ordine della decina di nanometri per la larghezza della banda di taglio e del centinaio per la localizzazione dello sforzo di taglio. Ne consegue che la propagazione di tali instabilità dovrebbe essere limitata dalla introduzione nel materiale di ostacoli 2
(cristalli, inclusioni,...) di dimensioni analoghe. D’altro lato leghe o metalli completamente “nanocristallizzati” sembrano presentare plasticità dovuta a scorrimento dei bordi di grano mediata da cicli di generazione ed annichilazione di dislocazioni. Il limite di dimensioni a cui questo meccanismo è operativo e l’eventuale relazione con la propagazione di bande di taglio sono attualmente oggetto di studio. ­ Metodi per la Modellizzazione di Materiali e Superfici Da circa trent’anni un consistente gruppo di ricercatori dell’Università di Torino lavora nella modellizzazione teorica di materiali solidi e delle loro superfici con i metodi della meccanica quantistica. Questa tecnica si è sviluppata a tal punto da pemettere oggi di determinare molte proprietà di molecole e materiali con accuratezza superiore e costi inferiori alla determinazione sperimentale. Parte essenziale di questo lavoro è lo sviluppo di software che viene messo a disposizione della comunità scientifica internazionale. Grande diffusione ha avuto il programma CRYSTAL che permette di calcolare energia e proprietà diverse di materiali cristallini. Ne è stata recentemente (settembre 2006) resa pubblica l’ultima versione, CRYSTAL06, che consente in particolare il calcolo delle proprietà vibrazionali e termodinamiche dei cristalli. A riprova della risonanza internazionale di questa attività sono da segnalare due Scuole Avanzate finalizzate a preparare ad un uso competente di CRYSTAL06, svoltesi a Torino (3­
8/9/06) ed a Spokane, USA (18­22/9/06), che hanno visto la partecipazione, rispettivamente, di 41 e 30 giovani ricercatori da tutte le parti del mondo (si tratta di Scuole a numero chiuso). A nemmeno un mese dall’annuncio, sono già pervenute oltre 50 richieste della nuova versione del programma. Il lavoro di aggiornamento e potenziamento del programma CRYSTAL continua a ritmo intenso, anche grazie a una vasta rete di collaborazioni nazionali ed internazionali, ed al lavoro di studenti di tesi e di dottorato e di giovani ricercatori a contratto. Tra gli obiettivi più significativi che si stanno perseguendo vi sono:
­ Il calcolo delle proprietà di risposta dielettrica dei materiali cristallini.
­ Il calcolo delle intensità degli spettri Raman E’ stato inoltre avviato da alcuni anni un progetto per la preparazione di un nuovo software (CRYSCOR). Esso consentirà il calcolo ab initio della correlazione elettronica nei solidi cristallini, migliorando così la qualità della soluzione prodotta dal programma CRYSTAL. L’obiettivo è di introdurre nella fisica dello stato solido quei metodi della meccanica quantistica molecolare che si sono rivelati essenziali per l’accurata descrizione dei sistemi a molti elettroni. Una prima versione del programma CRYSCOR è già operativa ed è stata presentata alle Scuole di cui si è parlato nella premessa. L’interesse suscitato nella comunità scientifica è enorme, sia perché i campi di applicazione potenziale sono molto numerosi, sia perché si tratterà del primo programma di questo tipo a distribuzione pubblica. Naturalmente, c’è ancora moltissimo lavoro da fare per rendere CRYSCOR sufficientemente generale, robusto, efficiente da giustificarne la distribuzione pubblica. In queste direzioni si sta attualmente lavorando.
­ Strati sottili polifunzionali micro­ e nano­strutturati di materiali semiconduttori e superconduttori
La ricerca di questa linea è centrata sulla deposizione, caratterizzazione, studio delle varie funzionalità ed applicazioni di materiali inorganici allo stato solido di tipo innovativo, in campo fisico, chimico, biochimico, medico (radiologico e radioterapico), elettronico, energetico e nucleare. Materiali indagati: diamante artificiale, nitruro di boro cubico, cuprati superconduttori, composti II­VI, ossidi misti, ecc. 3
ottenuti con varie tecniche di sintesi e deposizione (deposizione chimica da fase vapore (CVD):diamante ed altri materiali extra­duri); Radiolisi da raggi gamma per composti II­VI; Deposizione da metallorganici (MD) (cuprati superconduttori); Tecniche varie di tipo fisico­chimico (PVD, ecc. ) per altri materiali di recente interesse (boruro di magnesio, ecc.)
Le tecniche di analisi sono di carattere: 1) morfologico (microscopia a forza atomica (AFM), microscopia elettronica e ionica (SEM, IBIC, IBIL) e microscopia ottica); 2) strutturale (diffrazione X, microscopia X, ecc.); 3) compositiva (spettroscopia fotoelettronica (XPS), l’emissione di raggi X indotta da protoni (PIXE), microsonda elettronica (EPMA), l’effetto RAMAN, ecc). Queste tecniche sono necessarie anche per le altre linee del Centro. Data la loro delicatezza, complessità (nonché i loro costi di acquisto e mantenimento) queste tecniche richiedono l’intervento di ricercatori qualificati. Le strumentazioni sopra elencate permettono lo studio delle funzionalità fisico­chimiche e realizzazione di prototipi. In particolare:1) Studio del patterning funzionale (idrofilico/idrofobico) su superfici di diamante idrogenato mediante la tecnica dell’ossidazione anodica locale (LAO) con l’uso della microscopia AFM per applicazioni strategiche in vari campi, tra cui i campi biochimico e biofisico (immobilizzazione selettiva di proteine e celle neuronali); 2) Studio e realizzazione di SQUIDs in DC su cuprati superconduttori per il loro utilizzo come sensori di campi magnetici ad elevatissime prestazioni e come generatori di radiazioni elettromagnetiche nel campo dei teraHertz; 3) Schemi innovativi di celle solari a stato solido mediante l’uso di materiali inorganici compositi; 4) Studio di materiali a base di ossidi per applicazioni in campo energetico (batterie a stato solido, immagazzinamento di ossigeno per celle a combustibile, ecc.); 5) Realizzazione di prototipi di dosimetri e microdosimetri attivi biocompatibili per raggi X per applicazioni in­vivo in campo radioterapico e realizzazione di rivelatori nucleari a semiconduttore ad elevatissima resistenza al danneggiamento da radiazione, per applicazioni in campo spettrometrico; 7) Analisi di materiali extra­duri di vario tipo, basati su nitruro di boro, per la ricopertura antiusura ed antiattrito di utensili da taglio e da lavorazione meccanica, allo scopo di evitare gli inconvenienti presentati dal diamante (carburizzazione alle alte temperature richieste per la deposizione).
­ Chimica delle superfici
La linea di chimica delle superfici raggruppa gli studi sulle proprietà superficiali di ossidi e metalli e sulle modificazioni causate dalla interazione con i gas. Tali studi hanno grande rilevanza sia per lo studio degli aspetti fondamentali della scienza delle superfici sia per la catalisi, la sensoristica e la fotocatalisi. Questa linea si articola su diversi argomenti: a) Proprietà superficiali di ossidi con morfologia controllata sia puri che drogati (sia in superficie che in bulk).
Gli ossidi sono MgO,TiO2, Al203, Fe2O3 etc. ed ossidi misti. Di particolare interesse è la modificazione della proprietà superficiali ed ottiche ottenuta mediante l’introduzione di particolari dopanti sia in superficie che in bulk. Tra questi vanno ricordati i metalli alcalini nel caso di MgO e N, zolfo e iodio nel caso di MgO e TiO2. Lo studio delle proprietà di superficie richiede l’uso, accanto alle tecniche di microscopia, (HRET, SEM, AFM) l’uso di tecniche spettroscopiche in situ (quali risonanza di spin elettronico ESR, IR e Raman e spettroscopie ottiche UV­Vis di assorbimento, riflettanza ed emissione), tecniche volumetriche, tecniche gravimetriche e tecniche microcalorimetriche
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b) Proprietà di nanoparticelle metalliche sia sotto forma colloidale che supportate su ossidi. I metalli sono principalmente Ag, Au, Pd e Pt. La preparazione e caratterizzazione di dispersioni colloidali di Au e Ag sono specificamente di interesse per lo studio delle proprietà ottiche (plasmoni) la cui conoscenza è di ausilio per il loro uso nella spettroscopie SERS e SEIRA (vedi linea 6). La preparazione e la caratterizzazione degli stessi metalli dispersi su ossidi (ad esempio Au su TiO2) è importante per lo studio della attività catalitica e della dipendenza di questa attività dalla dispersione ( dimensione delle particelle). Metalli dispersi su ossidi semiconduttori (ad esempio TiO2, ZnO) possono essere usati sia per implementare l’attività fotocatalitica del supporto ossidico che per lo studio delle proprietà sensoristiche. ­ Materiali per lo stoccaggio di idrogeno Lo studio dei materiali per l'immagazzinamento di idrogeno rappresenta un filone importante della attività del NIS. Il Centro è infatti impegnato in un Progetto Regionale (C72) ed in un progetto europeo (MC­RTN COSY). Questi progetti coinvolgono trasversalmente diversi ricercatori in ambito NIS, numerosi dottorandi e qualche assegnista/borsista, per un totale di circa 20 persone. Il NIS è inoltre impegnato attivamente con HysyLab per la realizzazione di un prototipo di bombola per immagazzinamento di idrogeno, da realizzarsi nell'ambito del progetto DOCUP HysyVision.
Le modalità di stoccaggio di idrogeno che vengono studiate seguono le seguenti linee: 1) storage in idruri metallici; 2) storage in idruri complessi; 3) storage dell’idrogeno in forma molecolare. Le attività si svolgono specificatamente studiando le seguenti tipologie di materiali: leghe e composti intermetallici; alanati e boroidruri; ossidi misti; materiali ad elevato sviluppo superficiale opportunamente funzionalizzati. Attività di calcolo ab­initio e di tipo termodinamico supportano per via teorica le indagini sperimentali.
­ Catalizzatori nanostrutturati e solidi ad elevato sviluppo superficiale
I catalizzatori nanostrutturati, sono oggetto di largo interesse presso il NIS vedendo coinvolti un numeroso gruppo di ricercatori. La preparazione e la caratterizzazione di questa tipologia di materiali costituisce una delle attività storicamente più rilevanti dell’ attività di ricerca dei gruppi chimico­fisici e chimico­inorganici torinesi ed in molti casi ne hanno determinato la notorietà internazionale. Partendo dalle note tradizioni storiche di caratterizzazione delle proprietà di superficie di materiali ossidici policristallini, nel corso degli ultimi 20 anni, le attività di ricerca si sono estese a: metalli supportati; materiali micro e mesoporosi; Metal­Organic Frameworks; specie graffate alla superficie di ossidi; ossidi nanostrutturati , metalli dispersi su ossidi, su materiali polimerici e carbone ad elevata area superficiale. Tutti questi sistemi catalitici hanno importanti applicazioni industriali e/o ambientali. Infatti sono in corso collaborazioni con aziende come ENI (Ist.Donegani), Degusta (Novara Technolgy), Polimeri Europa, Acetati Italpet, BASF con sede in Piemonte. Altre collaborazioni sono in atto con aziende a carattere Nazionale come EniTecnologie o con sede in altre regioni. Questa linea di lavoro richiede un importante contributo di attività di sintesi di nuovi materiali dotati di area molto elevata e strutturazione superficiale opportuna. ­ Materiali e molecole fotoattive
In questa linea di ricerca sono coinvolti ricercatori interessati alla attività fortocatalitica di TiO2 e di altri sistemi a base di Titanio sia puri che opportunamente attivati mediante l’uso di sensibilizzatori.
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Per quanto riguarda la TiO2 pura e dopata, è di grande rilievo lo studio della attività di films sottili con potenziale impiego in celle fotovoltaiche tipo Graetzel. Questa linea richiede sia lo sviluppo di nuovi metodi di deposizione di films sottili che di caratterizzazione degli stessi. Lo studio di fotosensibilizzatori opportuni rappresenta una parte non trascurabile di questa linea che vede la partecipazione di chimici esperti nella sintesi di nuove molecole organiche. Due gruppi di ricerca affiliati al NIS hanno recentemente unito le loro competenze nel campo dei materiali zeolitici e della fotocatalisi, dimostrando che il titanosilicato ETS­10 è il primo fotocatalizzatore dotato di selettività di forma inversa scoperto in letteratura. L’inconveniente di tale materiale è legato al suo band gap (Eg), che cade nell’UV e che rende quindi impossibile l’uso della luce solare. Molto recentemente, è stato dimostrato che la fotodegradazione di una molecola inquinante può essere possibile anche illuminando con fotoni di energia minore di E g, ma tali da eccitare la transizione HOMO LUMO della molecola adsorbita. Tale canale non è però sempre attivo e funziona solo per determinate coppie semiconduttore/adsorbato. Applicando per la prima volta al campo della fotocatalisi il concetto del band alignment, molto ben sviluppato nel campo delle eterostrutture di semiconduttori, si è dimostrato che l’attivazione del fotocatalizzatore è selettiva alle specifiche molecole che hanno l’opportuno allineamento di bande fra il livello LUMO della molecola adsorbita e la banda di valenza del semiconduttore. ­ Chimica macro e supramolecolare Nell’ ambito di questa linea si identificano due linee di lavoro quali :1) Preparazione, caratterizzazione e studio delle proprietà di sistemi polimerici ibridi, nanostrutturati e/o nanocompositi; 2) Sintesi e caratterizzazione chimico­fisica e spettroscopica di fluorofori e tensioattivi, per applicazioni biomediche e di scienza dei materiali. 1) La preparazione, caratterizzazione e studio delle proprietà di sistemi polimerici ibridi, nanostrutturati e/o nanocompositi adatti alla realizzazione di rivestimenti e membrane con caratteristiche tecnologiche e funzionali avanzate è di grande interesse per applicazioni in settori quali il packaging, l’industria dei rivestimenti protettivi, la nanoelettronica, la catalisi e la sensoristica. Attraverso il controllo a livello nanoscopico della distribuzione di differenti domini chimici, di cariche e di funzionalità opportune, si cerca di mettere a punto sistemi con elevata idrofobicità ed oleofobicità, compatibilità ambientale e stabilità chimica, e proprietà meccaniche superiori a quelli tradizionali.L’attività di ricerca si articola in tre linee principali: 1) studio di lattici reattivi ibridi organici­inorganici; 2) sintesi di nanocariche ibride da utilizzare come modificatori di proprietà e caratterizzazione dei film nanocompositi risultanti dalla dispersione di tali cariche in matrici polimeriche; 3) preparazione di membrane polimeriche nanostrutturate e/o nanoporose – anche a base carboniosa ­ mediante self­assembling di copolimeri a blocchi e degradazione selettiva o pirolisi.
2) La sintesi e caratterizzazione chimico­fisica e spettroscopica di fluorofori e tensioattivi, per applicazioni biomediche e di scienza dei materiali rappresenta un settore di indagine di grande valore sia fondamentale che applicativo. Fluorofori tipo fluoresceina e cianina sono preparati ed utilizzati come marcatori di molecole biologiche per determinare aspetti cinetici e termodinamici delle interazioni tra proteine attraverso (collaborazione con il Dipartimento di Scienze Oncologiche dell’Università presso il Centro IRCC di Candiolo). Gli impieghi in campo biologico vedono ancora la funzionalizzazione covalente con fluorofori organici di superfici nanostrutturate (silicio, diamante) per studiarne l’interazione con neuroni mentre molecole tensioattive di tipo cationico sono studiate nelle loro proprietà trasfettanti, ovvero di trasporto nelle cellule di DNA estraneo. 6
­ Biocompatibilità e tossicità dei materiali
inevitabilmente all’esigenza di uno studio sistematico della attività/reattività all’interfaccia tra un solido nanostrutturato e la materia vivente (fluidi, cellule, tessuti).
In questo ambito si stanno conducendo ricerche sui seguenti argomenti:
a) Equilibrio di rilascio/deposizione di materiale inorganico all’interfaccia fra biomateriale e fluidi biologici o loro modelli di variabile composizione e complessità;
b) Relazione tra natura e struttura dei centri di superficie di materiali bioriassorbibili e caratteristiche della interazione con biomolecole;
c) Progettazione di nanoparticelle per uso in terapia, diagnostica e rilascio di farmaci che non diano luogo a fenomeni di deposizione, aggregazione e risposta biologica avversa;
d) Interazioni fra nanoparticelle e materiali costituenti la membrana cellulare.
Questi filoni di attività di ricerca si stanno già sviluppando all’interno di collaudate collaborazioni fra unità diverse del centro NIS (sia di tipo chimico che biologico), anche formalmente appartenenti a linee tematiche differenti. Un particolare contributo a questa linea è stato fornito dalla spettroscopia Raman in dotazione a questo Centro che ha permesso di studiare le proprietà spettroscopiche di strati superficiali in presenza di soluzioni acquose. ­ Biofisica e Neurochips
Questa linea di ricerca si articola secondo tre progetti
a) Implementazione e sviluppo di dispositivi micro e nanometrici b) Interazioni molecola –cellula
c) Sviluppo di biosensori
Il progetto a) è focalizzato su due principali direttive: a1) utilizzare ed implementare sistemi micro­nanometrici disponibili in commercio e/o progettati ad hoc per registrare eventi bioelettrici da cellule eccitabili: neuroni centrali e periferici, cellule endocrine, cellule staminali differenziate, cellule clonali transfettate.; a2) sviluppare nuovi devices composti da micro­nano arrays capaci di registrare simultanaeamente potenziali d’azione che derivano dall’attività di una cellula eccitabile e quanti di biomolecole rilasciate durante l’attività cellulare. Il progetto b) si focalizza sui meccanismi con cui alcune molecole fondamentali nella comunicazione fra cellule di uno stesso organismo, i fattori di crescita, controllano il destino di una grande varietà di tipi cellulari, con particolare focalizzazione sul controllo della sopravvivenza e dello sviluppo neuronale, e il ruolo che in questa regolazione svolge il calcio, il più importante messaggero intracellulare. Il livello di indagine è quello molecolare: quali canali del calcio sono coinvolti? Quali proteine sono il bersaglio di questi segnali? Dove sono localizzati, a livello di microdomini cellulari, gli elementi chiave della catena?
Si punta a spingere l’indagine verso il livello della singola molecola, per entrare così nella scala submicrometrica: le tecniche utilizzate sono il patch clamp, l’analisi di immagine, accoppiate alla biologia molecolare per modificare l’espressione di specifiche famiglie di proteine e verificarne il ruolo funzionale. E’ questo un primo contributo, molto di base, che possiamo dare alla comprensione delle proprietà della materia vivente alla scala nano. A questo filone se ne collega un altro che riguarda lo studio dell’interfaccia fra materia vivente e materia inorganica.
La linea c) è focalizzata alla realizzazione di biosensori a base diamante attraverso la funzionalizzazione della sua superficie. La terminazione della superficie del diamante con idrogeno, la sua attivazione mediante illuminamento con raggi ultravioletti ed i seguenti processi chimici della superficie condotti in 7
ambito NIS hanno evidenziato la possibilità di ancorare alla superficie del diamante delle molecole fluorescenti (cianina) ed, in prospettiva, la possibilità di fissare molecole che favoriscano l’adesione cellulare sulla superficie elettricamente attiva. Queste ricerche sono ancora in piena fase di sviluppo e mirano ora alla individuazione dei migliori materiali (diamanti cresciuti omoepitassialmente da fase vapore oppure nanocristallini disponibili sul mercato), alla ottimizzazione del processo di funzionalizzazione, alla definizione delle relative caratteristiche elettriche ed al seguente processo di miniaturizzazione degli elettrodi al fine di focalizzare la misura alla attività della singola cellula. – Materiali per l’industria e trasferimento tecnologico
Il trasferimento delle conoscenze e competenze scientifiche è per il NIS un punto importante fin dalla propria costituzione. Esso comprende sia la disseminazione dei risultati delle ricerche svolte presso il Centro, sia più in generale la valorizzazione applicativa della ricerca di base e del patrimonio documentale accademico in generale. Dalla prima iniziativa organizzata in collaborazione con l’Unione Industriale di Torino nella primavera del 2004, primo contatto istituzionale con industrie operanti nel settore manifatturiero, tecnologico e nanotecnologico del Piemonte al fine di illustrare la disponibilità del Centro a diventare un interlocutore attivo nei loro confronti, molte sono stati i momenti di contatto con le industrie locali. Ai contatti istituzionali hanno fatto seguito in molti casi contatti tecnici e contratti di consulenza e collaborazione. Parallelamente a questi sforzi, il tema del trasferimento tecnologico è oggetto di uno studio metodologico orientato all’ambito delle “best practices”. In particolare è in corso uno studio volto ad elucidare le pratiche in questo campo in istituti presenti in altri stati europei, ed occupatisi di materiali nanostrutturati, in modo da poterle confrontare criticamente con quelle presenti all’interno del NIS, dell’Ateneo e del territorio piemontese. Poiché le attività di trasferimento tecnologico richiedono personale appositamente formato che associ buone doti relazionali e manageriali alla capacità di proporre attività di ricerca innovativa, uno studente di dottorato del XXI ciclo di Scienza e tecnologia dei Materiali e dei Nonosistemi, è stato appositamente dedicato a questo settore.
Le attività rivolte al trasferimento tecnologico si sono concentrate nella realizzazione di consulenze per piccole e medie industrie, nella formalizzazione di contratti di collaborazione alla ricerca con aziende e nella partecipazione a progetti di trasferimento tecnologico promossi da altri enti.In particolare in questo ambito il Centro NIS si è mosso in collaborazione con gli attori istituzionali dedicati, in particolare con il COREP e con il progetto DIADI (Diffusione dell’Innovazione nelle Aree a Declino Industriale). Le attività hanno riguardato:
• la raccolta dati per l’iniziativa FIRP (Finestra sulla Ricerca Piemontese);
• lo studio e la realizzazione dell’iniziativa NANOMAT per la diffusione delle nanotecnologie nelle PMI in zone a “obiettivo 2”;
Inoltre il NIS ha partecipato attivamente all’iniziativa di disseminazione “Porte aperte all’innovazione” gestendo i contatti all’interno della Facoltà di Scienze MFN e gestendo gran parte delle iniziative dell’Università.
Si intende procedere sulla falsariga di quanto intrapreso in precedenza, aggiungendo ai temi di ricerca l’analisi – lungo tutta la catena di produzione­utilizzo – della storia di alcuni materiali nanostrutturati innovativi. 8
