Auto-organizzazione nei colloidi complessi
I colloidi sono materiali in forma solida, liquida o gassosa che hanno particelle disperse al loro interno. Includono schiume e aerosol comuni. I colloidi complessi formano un'importante sottodisciplina della fisica della materia soffice e se ne prevede l'uso nei materiali con intervallo di banda fononico o fotonico, nei sensori chimici e nei dispositivi per l'archiviazione di dati. La regolabilità delle interazioni all'interno dei colloidi sarà la chiave del loro utilizzo. Questo apre la porta a nuovi scenari di ordinazione, strutturazione e flusso, potenzialmente ottenibili tramite un auto-assemblaggio controllato. Tuttavia, questo richiede un'approfondita conoscenza dei comuni meccanismi sottostanti di auto-organizzazione che portano a una previsione e a una progettazione accurata della formazione delle strutture. Il progetto di collaborazione COMPLOIDS (“Physics of complex colloids: Equilibrium and driven”), finanziato dall'UE, è stato lanciato da 12 partner europei per ottenere e applicare queste conoscenze. Tale progetto ha avuto un successo fenomenale, e i risultati hanno raggiunto completamente o superato gli obiettivi scientifici originari e hanno aperto nuove strade di ricerca nella fisica della materia soffice. Dal progetto sono scaturite numerosissime pubblicazioni, molte delle quali sulle riviste più stimate del settore, tra cui Nature, Science e gli atti della National Academy of Sciences. Nel corso del progetto, il consorzio ha supportato la formazione di numerosi ricercatori nelle prime fasi della propria carriera e di ricercatori più esperti, contribuendo al loro sviluppo a livello scientifico e di carriera e all'ottenimento di titoli di livello avanzato. Metodi avanzati negli aspetti teorici, computazionali e sperimentali della ricerca moderna nella scienza della materia soffice fanno ora parte del curriculum degli scienziati in formazione. Il team ha inoltre organizzato la prestigiosissima Enrico Fermi Summer School con il titolo “Physics of complex colloids” (Fisica dei colloidi complessi), con la partecipazione di professori a tempo pieno e di sei relatori provenienti da tutto il mondo. I risultati sono stati pubblicati e si prevede che diverranno standard di riferimento, un'eredità del lavoro del progetto per le generazioni future. L'incredibile successo ha dato luogo a un invito da parte della Società Italiana di Fisica a condurre un'altra Summer School nel 2015. I ricercatori di COMPLOIDS sono riusciti nell'intento di ridurre la complessità dei colloidi complessi e hanno aperto la strada al loro utilizzo grazie a una maggiore conoscenza dei meccanismi di auto-organizzazione. L'intera comunità della fisica della materia soffice risentirà di un impatto duraturo e le conoscenze acquisite potrebbero presto essere utilizzate in interessanti e innovativi dispositivi.
Parole chiave
Auto-organizzazione, colloidi complessi, fisica della material soffice, fisica statistica
