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“I love to cook nanomaterials”

Sono tra i migliori ricercatori della loro generazione e arriveranno al Politecnico di Milano grazie a un fondo della Commissione europea per la ricerca di eccellenza, co-finanziati dall’Ateneo.

Subrata Ghosh ha 34 anni e viene dall’India. La sua passione è lo sviluppo di nanomateriali (“I love to cook the nanomaterials in smart and innovative-manner and also share my knowledge of cooking with others”, ci scrive) per la transizione energetica. Nei prossimi anni lavorerà al NanoLab del Politecnico sviluppando materiali di nuova generazione per elettrodi, progettati in particolare per l’utilizzo nei supercondensatori: l’idea è quella di perfezionare la capacità di stoccaggio di energia rinnovabile.

Subrata Ghosh
Subrata Ghosh

Ghosh ha ricevuto dalla Commissione europea una Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) fellowship, cioè un grant (un finanziamento) alla ricerca dedicato ai giovani ricercatori migliori al mondo. “Ho deciso di sviluppare il mio progetto al Politecnico di Milano”, commenta, “perché mi interessa l’impronta di questo Ateneo verso un proficuo rapporto con il mondo imprenditoriale e produttivo, che passa attraverso la ricerca sperimentale e il trasferimento tecnologico”.

Per un ateneo è importante attrarre giovani ricercatori, che immettono nuova linfa nel sistema della ricerca e fanno crescere filoni scientifici innovativi, come quello esplorato da Ghosh. Il Politecnico investe in attività mirate proprio a incentivare l’arrivo di giovani innovatori, tra le quali una masterclass dedicata a formare ricercatori di tutto il mondo sulla scrittura di progetti da sottoporre alla Commissione. Scopri di più sulla Masterclass MSCA.

Tra i 6 ricercatori che inizieranno un progetto MSCA al Poli c’è anche Giulio Gori, anche lui 34 anni, di Quarrata (PT). Dopo la laurea in Ingegneria Aeronautica e il PhD (entrambi al Politecnico), si è spostato per diversi anni in Francia. Si occupa di aerodinamica di velivoli ad altissima velocità, per esempio capsule in rientro atmosferico da orbite extraterrestri, e durante gli anni in Francia ha iniziato a lavorare anche allo sviluppo di tecniche di quantificazione delle incertezze, calibrazione di modelli e ottimizzazione robusta.

Giulio Gori
Giulio Gori

Il progetto di ricerca presentato alla Commissione europea metterà insieme questi ingredienti, ci spiega Gori: “è pensato avendo in mente applicazioni di Urban Air Mobility, ma è solo una delle possibilità. Punto per prima cosa a sviluppare una tecnologia abilitante, in questo caso un metodo di indagine scientifica, con lo scopo di migliorare la nostra comprensione della realtà e dei fenomeni fisici che vi avvengono. L’applicazione del progetto riguarda per esempio le macchine volanti multirotore per il trasporto urbano aereo, di cui tanto si parla oggigiorno. Se sarò in grado di dimostrare in maniera convincente le potenzialità dell’approccio proposto, uno degli obiettivi più importanti sarà cercare di costruire un gruppo di ricerca solido e dedicato allo sviluppo ulteriore di queste tematiche”.

Il Poli attende anche Vitthal Saptal, che ha lavorato in India, Corea del Sud, Cina e Polonia, sviluppando un metodo per la conversione della CO2 in altre sostanze chimiche riutilizzabili (“in qualcosa di utile”, commenta). Yifan Zhang, esperto di allotropi di carbonio sp-hybrid, studierà una procedura innovativa che integri la preparazione, la funzionalizzazione e la solidificazione delle catene di carbonio, utilizzabili nelle celle a combustibile. Racconta di aver scelto il Politecnico di Milano perché “è una combinazione tra le conoscenze più moderne e la tradizione della bellissima città in cui si trova. Inoltre, il mio supervisor sarà il prof. Casari (ne abbiamo parlato qui, n.d.r.), uno dei ricercatori più famosi al mondo nel campo delle catene di carbonio”.  

Ethan Burnett si occuperà di controllo orbitale e guida autonoma per CubeSat nello spazio profondo e Francesco Nappo, esperto di questioni epistemologiche ed etiche legate allo sviluppo e uso di modelli scientifici, di IAM (integrated assessment models): “Alcune delle assunzioni di base utilizzate nei modelli globali di economia del clima sono assunzioni normative: appartengono, cioè, alla sfera dei valori che noi come individui e come comunità vogliamo e dobbiamo perseguire. Il mio progetto intende offrire una prospettiva su quali siano queste assunzioni e quali attori (scienziati, cittadini, politici, etc.) debbano essere chiamati in causa per specificare il loro contenuto e comunicarlo nella maniera più efficace in un contesto democratico, al fine di preservare l’integrità e l’oggettività della ricerca scientifica sul clima”.

Oltre ai vincitori delle MSCA fellowships, la Commissione europea ha menzionato anche diversi giovani ricercatori con un “Seal of Excellence” (SoE), un riconoscimento ufficiale della rilevanza scientifica dei loro progetti. Il Politecnico di Milano ne ospiterà e finanzierà 4: sono Merve Çağlar, ricercatrice turca, Anastasios Stergiou, dalla Grecia, Federica Sebastiani e Tommaso Nicolini.

Çağlar si occuperà di sviluppare un sistema di monitoraggio della stabilità per i ponti che si trovano in aree soggette ad intensa attività sismica. Ci spiega che “la gestione dell’invecchiamento e del deterioramento delle infrastrutture è ancora basata su pratiche vecchie di decenni”. Il suo progetto intende aggiornare queste tecniche allo stato dell’arte della tecnologia, e passa per lo sviluppo di un nuovo strumento in grado di migliorare la capacità di prendere decisioni tempestive e metterle in atto velocemente. Stergiou ci scrive: “I’m always cheerful for designing and synthesising new molecules and materials” (sintetizzare nuovi materiali e molecule lo rende felice). È esperto di energia solare e svilupperà un sistema per migliorare le performance delle celle solari. Sebastiani rientrerà in Italia dalla Svezia, grazie al finanziamento del Politecnico, per studiare un metodo su misura per la fluorurazione nanoparticelle lipidiche a scopo terapeutico. Nicolini, Alumnus PhD in ingegneria dei materiali, si occuperà CMOF (Conductive metal-organic frameworks) con applicazioni in tecnologie di elettrocatalisi, batterie e supercondensatori.

Scopri i ricercatori MSCA del 2021

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5 per mille: Poli primo in Italia per donazioni ricevute

Sono usciti i dati relativi alle donazioni del vostro 5 per mille nel 2020: per una somma complessiva di 985.530 €, sono stati 7.921 i contribuenti, in larga parte Alumni, che hanno donato al Poli il loro 5 per mille. Nella classifica degli enti ammessi al beneficio della donazione, l’Ateneo si classifica al 1° posto tra le università, relativamente all’importo delle donazioni.

Tra gli enti di ricerca, compresi quelli non universitari, il Poli scala tre posizioni, dal 9° (2019) al 6° posto. Negli ultimi 9 anni il Politecnico di Milano ha ricevuto dalle donazioni del 5 per mille circa 5 milioni di euro.

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VERSO UNO SVILUPPO SOSTENIBILE E RESPONSABILE

L’Ateneo ha investito questi fondi in progetti di ricerca ad alto impatto sociale, integrandoli con una parte di co-finanziamenti stanziati dai dipartimenti stessi o da enti pubblici e sponsor, secondo la visione politecnica di sviluppo sostenibile che promuove il coinvolgimento di privato, pubblico, società civile, mondo della ricerca e istituzioni finanziarie.

Ambiente, energia, salute, rigenerazione urbana, sostegno a popolazioni e territori fragili (ma l’elenco potrebbe continuare) sono sfide globali che riguardano tutti e che pongono domande a cui la ricerca scientifica è chiamata a rispondere. È un impegno che il Politecnico di Milano ha nel proprio DNA.

I progetti di ricerca finanziati vengono selezionati ogni anno attraverso un concorso di proposte, il Polisocial Award. Primo in Italia tra le iniziative accademiche di questo tipo, ha l’obiettivo di sostenere e avviare progetti di ricerca e un approccio etico al lavoro accademico che valorizzino l’impatto sociale delle competenze politecniche, in un’ottica di sostenibilità nel tempo e con l’obiettivo di dare spazio ai giovani ricercatori.

SCOPRI LA RICERCA A ALTO IMPATTO SOCIALE DEL POLITECNICO DI MILANO

I progetti finanziati nel 2021, partiti in questi ultimi mesi, si concentrano su metodi, strategie e strumenti capaci di ridurre gli squilibri sociali aggravati dall’emergenza Covid-19, favorendo l’accesso a risorse e opportunità da parte di persone, categorie o comunità vulnerabili, in un’ottica di equità e sostenibilità. Nel 2020 abbiamo posto l’attenzione ai contesti di fragilità sanitaria e alle conseguenze sociali che si portano dietro.

Andando ancora più indietro nel tempo, abbiamo lavorato su progetti di attività sportiva come leva d’inclusione: per contrastare fenomeni di disagio giovanile e esclusione delle diversità, favorire il dialogo tra culture, promuovere la riqualificazione sociale e ambientale dei quartieri. Molti di più ve ne abbiamo raccontati, negli anni, sulla rivista MAP, il Magazine degli Alumni del Politecnico di Milano: scopri tutti i progetti politecnici finanziati con il tuo 5 per mille.

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Al Politecnico si progetta l’ospedale 4.0

Come sarà l’ospedale del futuro?

Provano a rispondere a questa domanda il Politecnico di Milano, insieme al dipartimento di Architettura, ingegneria delle costruzioni e ambiente costruito e Fondazione Politecnico di Milano, che insieme guidano la Joint Research Platform Healthcare Infrastructures.

Questa piattaforma di eccellenza si rivolge a imprese e istituzioni nel campo della sanità per sviluppare progetti innovativi che porteranno alla creazione di un ospedale 4.0.

OSPEDALE 4.0: IN COSA CONSISTE?

A rispondere a questo appello sono Mario Cucinella Architects, Philips, Politecnica Ingegneria e Architettura, Eredi Rossini Domenico, Siemens SpA e Tecnicaer Engineering. Insieme al Politecnico, queste aziende elaboreranno un modello sostenibile di sanità “user centred”, che metta al centro il paziente e non l’ospedale.

L’ambizione del JRP Healthcare Infrastructures è quella di definire i nuovi paradigmi per l’Ospedale del Futuro. È il primo esempio sul territorio nazionale in cui il mondo della ricerca, dell’impresa e delle istituzioni attivano un tavolo di lavoro congiunto che ha l’obiettivo di affrontare le sfide sociali, epidemiologiche e tecnologiche connesse alle infrastrutture per la salute innovative e sostenibili. Il JRP è una nuova iniziativa multidisciplinare del Politecnico di Milano che sarà in grado di generare molteplici azioni di frontiera con importanti ricadute per il mondo della sanità

ha affermato Stefano Capolongo, docente di Hospital Design del Politecnico di Milano e responsabile scientifico dell’iniziativa.

ospedale 4.0
Credits: Fondazione Politecnico di Milano

È dimostrato infatti che gli ospedali user centred migliorano la soddisfazione dei pazienti e del personale sanitario che vi lavora, incrementando la produttività, abbattendo i costi di gestione, riducendo il rischio di cadute ed infezioni.

Il nuovo ospedale verrà disegnato “sviluppando, validando e sperimentando modelli progettuali per le diverse aree funzionali dell’ospedale (Area Operatoria e del Paziente Critico, Area Diagnostica, Area Emergenza, Area Outpatients, Area Inpatients, Area Servizi Generali, Logistici e Tecnici) o le caratteristiche strategiche (flessibilità, resilienza alle maxi emergenze, sostenibilità)”.

A livello nazionale le attuali linee di indirizzo sono tutte volte a investire per la salute realizzando sistemi sanitari centrati sulle persone. Con JRP Healthcare Infrastructures promuoviamo una nuova visione dell’Ospedale 4.0 e delle best practices in ambito sanitario. Come Fondazione sappiamo che, per creare servizi di valore per il cittadino, è fondamentale comprendere i bisogni della società attraverso un dialogo con tutti gli stakeholder e connettere il settore industriale con quello accademico e delle istituzioni. Con questo progetto realizziamo quel connubio tra player importanti del settore healthcare, accademia e istituzioni per condividere le direzioni di sviluppo delle infrastrutture del mondo healthcare

precisa Andrea Sianesi, presidente di Fondazione Politecnico di Milano.

Credits header: https://www.tecnicaospedaliera.it/

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Oggetti che suonano fantascientifici ma non lo sono: batterie quantiche

Se non siete esperti del settore, magari, l’espressione “batterie quantiche” non vi dirà niente. Forse lo assocerete, come chi scrive, alle parole che si odono nei dialoghi di qualche fiction fantascientifica. Invece, per la comunità scientifica e tecnologica, vuol dire molto. La fattibilità, non solo teorica ma anche sperimentale, della batteria quantica è stata dimostrata per la prima volta dai ricercatori Giulio Cerullo, del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, e Tersilla Virgili, dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio Nazionale delle Ricerche, in uno studio sviluppato in collaborazione con gruppi di ricerca internazionali, pubblicato su Science Advances.

MAGGIORE È LA DIMENSIONE DELLA BATTERIA, PIÙ VELOCE È LA SUA CARICA

Il fenomeno è chiamato superabsorption e ha tutte le carte in regola per portare allo sviluppo una nuova classe di dispositivi di accumulo di energia a partire da modelli e prototipo realizzati dagli scienziati. Il nucleo centrale del modello è l’idea che i sistemi più grandi assorbano energia più velocemente. A partire da qui, Cerullo e Virgili hanno sviluppato sperimentalmente per la prima volta un prototipo di batteria quantica: semplificando, il dispositivo fabbricato consiste in microcavità riempite di molecole organiche, disperse in una matrice inerte, caricate con un laser.

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Credits: andkronos.com

“Ogni molecola rappresenta un’unità che può esistere in uno stato di sovrapposizione quantistica di due livelli di energia

spiegano gli autori dello studio: in modo da permettere alle varie unità di esistere in sovrapposizione, si dà la possibilità al sistema totale di comportarsi collettivamente. Questo comportamento, noto come coerenza quantistica, consente alle unità di agire in modo cooperativo, dando origine a una carica iperveloce che dipende sul numero di unità-molecole.

“Ogni molecola rappresenta un’unità che può esistere in uno stato di sovrapposizione quantistica di due livelli di energia (fondamentale ed eccitato), simile al modo in cui un qubit, l’unità di base dell’informazione quantistica, può essere sia 0 che 1 contemporaneamente nei computer quantistici”, spiega Cerullo. La spettroscopia ottica ultraveloce ha permesso di osservare la dinamica di carica con una risoluzione temporale nell’ordine dei femtosecondi, e quindi dimostrare velocità di carica e capacità di archiviazione.

UN TASSELLO DELLA TRANSIZIONE ENERGETICA

Siamo ancora molto lontani da un uso commerciale di questo tipo di batteria, ma lo sviluppo di nuove tecnologie di cattura, stoccaggio e trasporto dell’energia, in combinazione con le interconnessioni tra reti, è cruciale in tutti gli scenari legati alla transizione energetica e indispensabile per integrare l’intermittenza delle fonti rinnovabili. L’obiettivo di Cerullo e Virgili adesso è quello di sviluppare un prototipo di batteria quantistica completamente funzionante che potrebbero aprire la strada a nuovi sistemi di alimentazione per veicoli elettrici e dispositivi elettronici.

Leggi la news anche su polimi.it

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Fish and chips, per me, grazie

Sono 100 volte più sottili della pellicola per alimenti (per restare in cucina). Il record, pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature Communications, ha il marchio del Poli: nello specifico è opera dell’Alumnus e ricercatore Mario Caironi e del suo team di ricerca (che conta diversi politecnici) e viene dai laboratori dell’Istituto Italiano di Tecnologia.

Si tratta di transistor con uno spessore inferiore a 150 nanometri: il record precedente, 300 nanometri, era dell’Università di Tokyo. Sono prodotti con tecniche di stampa innovative, messe a punto dal team, che utilizzano materiali e processi a basso impatto ambientale. «Il transistor stampabile anche su un dito è una pelle elettronica – spiega Caironi in un articolo de Il Corriere della Sera – che, per esempio, può essere usata per leggere il battito cardiaco e la respirazione o per lavorare sul recupero di funzioni che sono andate perse, come quella tattile. Stiamo già lavorando per rendere questi risultati possibili».

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Credits: corriere.it

Caironi, Alumnus in Ingegneria Elettronica al Politecnico di Milano, dove ha conseguito anche un dottorato in Ingegneria dell’Informazione, è il coordinatore del laboratorio di Printed and Molecular Electronics del Center for Nano Science and Technology dell’IIT, a Milano. Recentemente aveva già fatto parlare di sé per i suoi risultati nel campo dell’elettronica commestibile: il progetto “Electronic Food” (ELFO), finanziato dalla Commissione europea, segue la scia delle ricerche sui dispositivi medici elettronici impiantabili e ingeribili (“edible devices”), che possono essere assunti per via orale e facilitare la diagnosi e la cura delle malattie.

La nuova tecnologia sviluppata dal gruppo di ricerca si spinge oltre, sviluppando sistemi elettronici non solo ingeribili, ma anche digeribili: possono svolgere una funzione e poi decomporsi all’interno dell’organismo (oltre che nell’ambiente), senza recare danni alla nostra salute.

Ne ha parlato sempre Caironi sul palco di Wired nel 2019, quasi all’inizio di questo progetto di ricerca, a proposito dei cambiamenti nell’industria del food (cioè del cibo, n.d.r.): in futuro, spiega,

“Ci saranno batterie edibili, antenne da mangiare, e arriveremo a sistemi elettronici complessi del tutto commestibili, da applicare ai farmaci così come ai singoli alimenti”.

Speriamo siano anche gustosi.

LO SAPEVI CHE…

Al Politecnico dal 2019 è attivo il corso di laurea in Food Engineering, i primi Alumni si sono laureati nel 2021. Approfondisci su Il Sole 24 Ore

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Se Indiana Jones fosse stato un politecnico

C’è ancora molto da scoprire sul nostro passato e le nuove tecnologie ci vengono incontro, facendo luce su misteri finora irrisolti. Uno dei più affascinanti e remoti riguarda il periodo Kofun della storia del Giappone, tra il III e il VII secolo d.C., noto per le enormi tombe a tumulo (chiamate appunto Kofun) che, secondo la tradizione, custodiscono i resti terreni dei primi, leggendari imperatori e dignitari del Giappone.

Sono tra i monumenti più grandi mai costruiti e fino ad oggi poco studiati, perché sono rigorosamente protetti dal governo giapponese ed è vietato anche per i ricercatori avvicinarvisi. Non esistono nemmeno fonti scritte, d’epoca o più moderne, a cui fare riferimento per scoprirne di più.

Quindi le studiamo da lontano: con occhi satellitari, usando la tecnica del remote sensing (telerilevamento), il gruppo del Politecnico di Milano guidato dai ricercatori Giulio Magli, Norma Baratta e Arianna Picotti ha potuto osservare per primo, nella sua interezza, la forma, le dimensioni e l’orientamento di queste costruzioni, che richiamano enormi buchi della serratura.

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SATELLITI PER SBIRCIARE DAL BUCO DELLA SERRATURA DEL TEMPO

In particolare, per la prima volta i ricercatori hanno potuto “esplorare” il tumulo più grande e misterioso: il maestoso Daisen Kofun, lungo 486 metri e alto circa 36 metri, attribuito al leggendario imperatore nipponico Nintoku, il sedicesimo nella storia del Giappone.
Il telerilevamento ha permesso di studiare l’orientamento di oltre cento Kofun e verificare che esiste “una connessione di tutti i corridoi d’ingresso con l’arco di cielo dove il Sole e la Luna sono visibili tutti i giorni dell’anno”. Il Daisen Kofun invece è orientato “verso l’arco del Sole nascente/splendente”, dove – durante il solstizio d’inverno – nasce il Sole.

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Daisen Kofun, veduta aerea (©Ministero del Territorio, Infrastrutture, Trasporti e Turismo)

“Lo studio dell’orientamento delle tombe antiche è un potente strumento per comprendere meglio gli aspetti cognitivi della religione e del potere nelle società antiche”, si legge nell’articolo pubblicato dai ricercatori sulla prestigiosa rivista Remote Sens (qui il link all’articolo completo). Gli antichi imperatori giapponesi collegavano all’origine mitica della loro dinastia, proprio al Sole, la divinità ritenuta discendente dalla Dea Sole Amaterasu.

Il gruppo di ricerca è guidato da Giulio Magli, astrofisico e archeoastronomo specializzato nello studio delle relazioni tra l’architettura delle antiche civiltà, il paesaggio e la volta celeste, docente di Archeoastronomia al Politecnico di Milano.