ESMI – un’infrastruttura per la ricerca sulla materia soffice
L’UE sta energicamente perseguendo la ricerca e lo sviluppo tecnologico riguardanti il campo in espansione delle nanoscienze e delle nanotecnologie relative alla materia soffice. Un elemento di importanza essenziale per la ricerca sui materiali è costituto dalla presenza di una rete coordinata di infrastrutture di primissimo livello. Il progetto ESMI (European soft matter infrastructure) è stato costituito per consentire un accesso transnazionale alle più importanti tecniche di sintesi, alle capacità di simulazione e a infrastrutture sperimentali di altissimo livello. La rete che ne è nata, accanto alla formazione di giovani scienziati nel campo della materia soffice e la divulgazione di importanti risultati, ha sostenuto e potenziato la ricerca su innovativi materiali intelligenti e adattati di materia soffice. L’infrastruttura EMSI si componeva di una piattaforma sperimentale, una piattaforma di sintesi una piattaforma per la teoria e la simulazione. La prima comprendeva metodi di spettroscopia, microscopia e diffrazione, nonché reologia. La seconda si è occupata di nanoparticelle e polimeri inorganici e organici, mentre la terza ha riguardato l’informatica ad alte prestazioni, algoritmi e codici. La comunità di utenti ha ricevuto circa 2 700 giorni di accesso alle strutture e oltre 120 000 teraflop-ore di attività informatica. Le attività di ricerca congiunte in tale rete sono state destinate a migliorare l’infrastruttura messa a disposizione. I partner del progetto hanno sviluppato nuovi percorsi di sintesi diretti a rafforzare la base relativa a nuovi materiali utilizzati nel campo della materia soffice. In particolare, sono state affrontate tre aree di ricerca. Sono stati sviluppati metodi di modificazione superficiale per nanoparticelle, al fine di renderle compatibili con matrici organiche come i polimeri. Inoltre, sono stati sintetizzati nuovi bioibridi polimerici, tramite la combinazione di polipeptidi e policopeptidi con polimeri sintetici, con lo scopo di far confluire le proprietà di peptidi e polimeri sintetici. Infine, è stata realizzata la produzione di polimeri con architetture speciali (ad esempio polimeri ad anello o ramificati) in quantità superiori e di maggiore qualità strutturale. Inoltre, hanno registrato progressi o sono state inventate molteplici tecniche di caratterizzazione sperimentale; tra le più rilevanti rientrano: una microscopia elettronica in trasmissione ottimizzata per la materia soffice, al fine di migliorare la risoluzione e ridurre i danni di fascio; nuove tecniche di spettroscopia nanodielettrica in combinazione con microscopia a forza atomica, per la mappatura di proprietà di superfici di dielettrico; una strumentazione esclusiva per reologia avanzata interfacciale e analisi in tempo reale di dati di microscopia confocale. Scienziati ESMI qualificati hanno erogato agli utenti il supporto teorico per l’analisi dei dati sperimentali. ESMI ha anche fornito un insieme completo di strumenti agli scienziati che si occupano di materia soffice, determinando un notevole aumento della loro produttività. Il consorzio ha organizzato scuole e corsi di laboratori, oltre a incontri e conferenze. La principale realizzazione ESMI è consistita nella riuscita integrazione della scienza europea sulla materia soffice in tre sensi: costruzione di reti tra discipline scientifiche, il collegamento tra metodologie di ricerca diverse e la formazione del legame tra mondo accademico e industriale. Ne deriveranno effetti considerevoli e sinergie nella ricerca sulla materia soffice e, pertanto, un rafforzamento della posizione dell’Europa in un campo che in futuro assumerà sempre maggiore importanza. Lo stretto coinvolgimento dell’industria in tutte le attività migliorerà il livello di comprensione di base sulle proprietà della materia soffice tra i ricercatori industriali. Ne trarranno forza le opzioni di progettazione razionale di materiali e prodotti, basata su conoscenze, con un conseguente impiego più efficiente di risorse e una maggiore sostenibilità ambientale. EMSI ha quindi apportato un notevole contribuito alla ricerca e allo sviluppo tecnologico nel campo delle nanoscienze e delle nanotecnologie relative alla materia soffice. Gli strumenti e la formazione che ne proverranno incideranno in modo rilevante sulla competitività degli scienziati dell’UE e sull’evoluzione di un intero settore dell’economia.
Parole chiave
ESMI, materia soffice, accesso transnazionale, diffrazione, spettroscopia, immaginografia, sintesi di colloidi e polimeri, supercomputing
