Tecnologia (223)
Luce e nanoparticelle per una catalisi 'verde'
22 Mar 2021 Scritto da Istituto nanoscienze del Cnr (Cnr-Nano)
Nanoparticella: Schema dell'esperimento: impulsi di luce visibile (blu) eccitano una nanoparticella di argento; il trasferimento di elettroni all'ossido circostante è studiato tramite impulsi di raggi X, ultra-brevi ed intensi (giallo) generati dal laser a elettroni liberi (immagine di Stefano Pelli Cresi).
Uno studio condotto da Cnr, Università di Modena e Reggio Emilia, Università di Bologna e Elettra Sincrotrone Trieste ha chiarito i meccanismi ultraveloci di trasferimento di energia all'interno di materiali per la fotocatalisi. I risultati, pubblicati su Nano Letters, aiuteranno a sviluppare nuovi catalizzatori per applicazioni in ambito ambientale ed energetico
Nelle tecnologie verdi sono fondamentali i fotocatalizzatori, materiali che usano la luce solare per stimolare reazioni chimiche importanti per l’ambiente. I processi fisici alla base del loro funzionamento non sono ancora del tutto compresi. Ora una collaborazione tra l’Istituto nanoscienze (Cnr-Nano) e l’Istituto di struttura della materia (Cnr-Ism) del Consiglio nazionale delle ricerche, l’Università di Modena e Reggio Emilia, l’Università di Bologna ed Elettra Sincrotrone Trieste chiarisce i meccanismi ultraveloci di trasferimento di energia che avvengono in materiali fotocatalizzatori ibridi. I risultati ottenuti contribuiranno a migliorare l'efficienza di nuovi materiali per la fotocatalisi applicati all’energia e all'ambiente. Lo studio è pubblicato sulla rivista Nano Letters.
L’Istituto di tecnologie biomediche del Cnr di Milano (Cnr-Itb) e la Fondazione istituto nazionale di genetica molecolare (Ingm), hanno sviluppato una strategia per generare nuovi vasi sanguigni in organismi viventi, evitando l’immunorigetto. La ricerca, pubblicata su Biofabrication, apre la strada ad applicazioni avanzate di medicina rigenerativa cellulare Uno studio interdisciplinare, che vede coinvolti l’Istituto di tecnologie biomediche del Consiglio nazionale delle ricerche di Milano (Cnr-Itb) e la Fondazione istituto nazionale di genetica molecolare (Ingm), ha reso possibile lo sviluppo di una strategia per generare nuovi vasi sanguigni in organismi viventi, evitando l’immunorigetto. “Per la prima volta sono state utilizzate le vescicole extracellulari - microbolle prodotte dalla membrana delle cellule endoteliali, che rivestono l’interno dei vasi e trasportano proteine e acidi nucleici in grado di diffondere istruzioni alle cellule circostanti - come bioadditivo per la generazione di bioinchiostro, cioè l’idrogel utilizzato nei processi di biostampa 3D, che può essere costituito da biomateriali sintetici, naturali o misti”, spiega Roberto Rizzi ricercatore del Cnr-Itb e Ingm e coordinatore dello studio.
apparato per lo studio del supersolido
Scoperta proprietà del nuovo stato quantistico della materia. Ricerca su Science di Università di Firenze, Lens e Cnr-Ino.
Passi avanti nella fisica del futuro. Un esperimento ha dimostrato che il supersolido, una nuova forma di materia scoperta nel 2018 che unisce le caratteristiche di un solido con quelle di un superfluido, può ruotare senza inerzia. Protagonista della ricerca è un team dell'Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche di Pisa (Cnr-Ino), del Laboratorio europeo di spettroscopia non lineare (Lens) di Firenze e del Dipartimento di fisica e astronomia dell'Università di Firenze che ha pubblicato lo studio su Science (“Evidence of superfluidity in a dipolar supersolid from nonclassical rotational inertia” DOI: 10.1126/science.aba4309).
Due anni fa, gli stessi ricercatori avevano dimostrato che un gas superfluido a temperature molto basse – il cosiddetto condensato di Bose-Einstein – può sviluppare una struttura solida se gli atomi nel gas sono fortemente magnetici: il supersolido. Gli atomi si comportano infatti come potenti magneti, interagendo fra loro in modo da formare una struttura periodica; essi, tuttavia, non sono bloccati e possono muoversi liberamente attraverso il sistema, come in un superfluido. In questa nuova ricerca gli studiosi hanno verificato l’esattezza delle teorie di 50 anni fa del premio Nobel A. J. Leggett, che aveva ipotizzato l’esistenza del supersolido e aveva argomentato che il nuovo stato della materia avrebbe dovuto avere un’inerzia intermedia tra quella di un superfluido e quella di un solido normale. “Per mettere in rotazione un materiale normale (solido, liquido o gassoso), bisogna imprimergli una certa forza – spiega Luca Tanzi del Lens e del Cnr-Ino –, cioè dargli una certa velocità che è quantificata attraverso il cosiddetto momento di inerzia.
STARDUST: un guanto intelligente per la riabilitazione neurologica del futuro
05 Mar 2021 Scritto da Politecnico di Torino
Il progetto di ricerca “STARDUST - Wearable measuring system for rehabilitation trainings in neurological diseases and traumas” (“Sistema di misuraindossabile per training riabilitativi in patologie neurologiche etraumi”) del Politecnico ha ricevuto i fondi di finanziamento del Ministero degli Affari Esteri nell’ambito del Programma Esecutivo di Cooperazione Scientifica e Tecnologica tra Italia e Giappone per gli anni 2020-2022.
Il progetto, di durata triennale, sarà coordinato dal professor Giorgio De Pasquale - responsabile dello Smart Structures and Systems Lab e docente presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale – DIMEAS del Politecnico - ed è incentrato appunto sullo sviluppo di un dispositivo indossabile in grado di rilevare i dati biomeccanici dei pazienti colpiti da traumi per mappare la loro condizione durante gli esercizi di riabilitazione neurologica, da svolgersi anche con l’ausilio della realtà virtuale immersiva.
I parametri rilevati nei pazienti possono essere utilizzati per creare una correlazione con ambienti di realtà virtuale immersivi – supportati per esempio da visori 3D – nei quali i pazienti stessi possono essere indotti a recuperare la percezione sensoriale del loro corpo e a riattivare le funzionalità motorie. Tutto questo sfruttando meccanismi neurologici ancora non del tutto noti e in corso di studio.
Ecco i nuovi Led super efficienti e resistenti alle alte temperature
02 Mar 2021 Scritto da Università di Milano Bicocca
Innovativi diodi a emissione di luce (LED) stampabili, capaci di produrre luce cromaticamente pura in modo estremamente efficiente anche a elevate temperature di funzionamento, tipicamente dannose per i dispositivi tradizionali. Questo il risultato della collaborazione tra l'Università di Milano-Bicocca, la Jiao Tong University e l’Istituto di Sicurezza Ecologica e Controllo dell’Inquinamento di Shanghai.
Lo studio è frutto della sinergia tra i due team di ricerca: quello italiano, guidato dal professor Sergio Brovelli del Dipartimento di Scienza dei Materiali e quello cinese, coordinato dal professor Liang Li del Dipartimento di Scienza e Ingegneria Ambientale della Jiao Tong University. Il lavoro, dal titolo “Suppression of Temperature Quenching in Perovskite Nanocrystals for Highly Efficient and Thermally Stable Light Emitting Diodes” (DOI: 10.1038/s41566-021-00766-2) è stato appena pubblicato su Nature Photonics.
Nelle tecnologie di illuminazione artificiale, i materiali emissivi caratterizzati da una luminescenza stabile ed efficiente a temperature elevate sono fondamentali per ottenere alte prestazioni nonostante la generazione di calore durante il funzionamento del dispositivo.
Un software velocizza l'individuazione delle malattie genetiche
24 Feb 2021 Scritto da Istituto di biomembrane, bioenergetica e biotecnologie molecolari del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ibiom) di Bari; Università degli Studi di Bari Aldo Moro; Università Statale di Milano.
Un team di ricercatori dell’Istituto di biomembrane, bioenergetica e biotecnologie molecolari del Cnr di Bari, dell’Università di Bari e dell’Università Statale di Milano ha sviluppato uno strumento in grado di facilitare la diagnosi genetica delle patologie e la scoperta di nuove mutazioni nel genoma associate a condizioni patologiche. Lo studio è pubblicato su Bioinformatics
Il nuovo software denominato VINYL (Variant prIoritizatioN bY survival anaLysis) - sviluppato da un team di ricercatori dell’Istituto di biomembrane, bioenergetica e biotecnologie molecolari del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ibiom) di Bari, dell’Università "Aldo Moro" di Bari e dell’Università Statale di Milano - riproduce e ottimizza i principali criteri utilizzati in diagnostica molecolare per individuare mutazioni nel nostro genoma potenzialmente collegate con l’insorgenza di patologie genetiche, facilitando le applicazioni della genomica, che si occupa di capire i meccanismi di funzionamento del nostro patrimonio genetico tramite il confronto delle sequenze dei genomi. Lo studio è pubblicato su Bioinformatics.
L'intelligenza artificiale diventa quantistica
17 Feb 2021 Scritto da Istituto di fotonica e nanotecnologie del Cnr (Cnr-Ifn) - Milano; Dipartimento di Fisica dell’Università Miano Bicocca.
Cover Advanced Quantum Technologies
Programmata una rete di neuroni artificiali su un computer quantistico, che supera la velocità di apprendimento di quella della NASA. Lo studio coordinato dall'Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ifn) è in copertina sulla rivista Advanced Quantum Technologies.
Un team di ricercatori italiani coordinati da Enrico Prati dell'Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ifn) di Milano ha sviluppato un nuovo modello di intelligenza artificiale su un computer quantistico. Il risultato, ottenuto in collaborazione con l’Università di Milano Bicocca programmando il computer D-Wave 2000 da 2.048 bit quantistici (qubit), è stato pubblicato sulla rivista Advanced Quantum Technologies come storia di copertina.
“Alla NASA avevano già sperimentato il trasferimento su un computer quantistico di un modello di intelligenza artificiale chiamato macchina di Boltzmann, ispirato a quello adottato tra gli altri da Netflix per raccomandare i film”, spiega Prati. “In quel caso però i risultati erano limitati dall’aver impiegato un solo qubit per rappresentare ciascun neurone artificiale, dal momento che le connessioni da ogni qubit verso quelli limitrofi sul chip sono poche per motivi di spazio. Nel nostro caso, invece, abbiamo fatto ricorso a una tecnica chiamta embedding per raggruppare più qubit perché si comportino come un unico oggetto, chiamato qubit virtuale. Il qubit virtuale eredita le connessioni di tutti i qubits che lo compongono, tranne che quelle tra i suoi costituenti, e quindi la connettività del nostro cervello quantistico è più elevata, da cui un apprendimento più rapido”.
L’Università di Pisa e l’Istituto di Fisiologia Clinica del CNR hanno realizzato il prototipo poi testato dagli astronauti del progetto “Sirius” della futura missione su Marte. La ricerca pubblicata sulla rivista “IEEE Access”
Un gruppo di ricercatori dell’Università di Pisa e dell’Istituto di Fisiologia Clinica del CNR ha realizzato uno Smart Bed per monitorare l’insonnia e la qualità del sonno. Il prototipo è stato testato durante la simulazione di una missione spaziale su Marte dagli astronauti del progetto “Sirius” dell’Accademia delle Scienze della Russia con cui da Pisa è in corso una collaborazione decennale.
“Abbiamo sperimentato lo Smart Bed analizzando il sonno di sei aspiranti astronauti durante la simulazione di un viaggio interplanetario che li ha costretti a un drastico isolamento per tre mesi”, spiega il professore Angelo Gemignani dell’Università di Pisa.
raffigurazione dell'interazione della luce laser con le molecole di anidride radiocarbonica tra i due specchi della cavità ottica
Misurare la frazione di materiali di origine biologica utilizzati per la produzione di biocarburanti e bioplastiche, in poco tempo e con precisione, usando radiazione infrarossa. È questo il risultato di uno studio, pubblicato su Advanced Photonics Research, condotto da ricercatori dell’Istituto nazionale di ottica del Cnr e del Lens di Firenze, in collaborazione con l’Istituto di metrologia svedese, una multinazionale finlandese, Neste, che produce biocarburanti, ed uno spin-off del Cnr che sviluppa spettrometri laser innovativi, ppqSense Srl
Per la prima volta è stato possibile misurare la frazione di origine biologica contenuta in diversi carburanti ottenuti per miscelazione con combustibili fossili, utilizzando una tecnica di spettroscopia laser, in grado di raggiungere una precisione dell’1%, molto più economica e potenzialmente trasportabile rispetto alla spettrometria di massa con acceleratore (Ams), unica ad avere prestazioni comparabili. È questo il risultato di uno studio, pubblicato su Advanced Photonics Research, condotto da ricercatori dell’Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ino) e del Lens di Firenze, in collaborazione con l’Istituto di metrologia svedese, Rise, una multinazionale finlandese, Neste, che produce biocarburanti, ed uno spin-off del Cnr che sviluppa spettrometri laser innovativi, ppqSense Srl.
Robot per il monitoraggio di habitat naturali, al via il progetto “Natural Intelligence”
29 Gen 2021 Scritto da Università di Pisa
Finanziato dalla Commissione Europea, sarà coordinato dall’Università di Pisa
Robot che si muovono facilmente in ambienti naturali, in grado di camminare su superfici sabbiose e su sentieri scoscesi e rocciosi, con il compito di monitorare foreste, praterie, dune e montagne minacciate dal surriscaldamento globale e dall’inquinamento. Nei prossimi tre anni l’Università di Pisa coordinerà il progetto “Natural Intelligence for Robotic Monitoring of Habitats” (NI), finanziato dall’Unione Europea con un budget totale di tre milioni di euro (di cui uno destinato all’Ateneo pisano), il cui obiettivo è proprio quello di sviluppare sistemi robotici capaci di “uscire” dai laboratori e muoversi in habitat naturali. Responsabile del progetto è Manolo Garabini, ricercatore del Centro di Ricerca “E. Piaggio” e del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, che guiderà un consorzio di partner internazionali. Con lui collaborano all’Università di Pisa Franco Angelini e Riccardo Mengacci, rispettivamente post doc e dottorando in Robotics.
