RICERCA ITALIANA     

Centro di Eccellenza per la Preparazione -Sviluppo e Caratterizzazione- di Materiali e Superfici Nanostrutturate

Università degli Studi di Trieste

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Renzo ROSEI Università degli Studi di TRIESTE

Obiettivo del Programma di Ricerca

4.1 - INTRODUZIONE Nell'ultimo decennio, lo sviluppo di microscopi elettronici ad altissima risoluzione, l'entrata in funzione di "microscopi" a raggi X presso i laboratori di luce di sincrotrone di terza generazione, ma soprattutto le eccezionali capacita' dei Microscopi ad Effetto Tunnel, hanno cambiato radicalmente il modo con cui concepiamo e interagiamo con la materia a livello di singoli atomi e molecole. La struttura ed il modo di funzionamento dei nuovi metodi sperimentali hanno incoraggiato l’esplorazione del mondo nanometrico molto oltre il semplice “imaging” microscopico convenzionale. Le moderne tecniche, basate su strumenti del tipo “scanning probe” consentono di effettuare operazioni di ingegnerizzazione delle superfici a livello di singoli atomi, molecole e legami chimici, provvedendo così strumenti che operano ai limiti spaziali ultimi dei processi di fabbricazione. Si è potuto così anche cominciare ad esplorare le proprietà chimico-fisiche, elettroniche e meccaniche di molecole adsorbite su base individuale, senza dover ricorrere ai consueti metodi statistici. I progressi in questo campo sono stati così rapidi da suggerire la possibilità di tentare un modo totalmente nuovo per risolvere i problemi della nanofabbricazione: l’approccio “bottom-up” potrebbe finire per competere con l’approccio convenzionale “top-down” per sviluppare le nanotecnologie del futuro. Il metodo “top-down&rdquo>>>

Altra formazione

Oltre alla formazione di dottorati di ricerca presentata in dettaglio nel paragrafo precedente, sono previste altre due attività di formazione che si collocano, rispettivamente a monte ed a valle dei dottorati. A monte si colloca la formazione dei laureandi che svolgeranno il lavoro di tesi presso le strutture del Centro di Eccellenza, nell'ambito dei diversi progetti di ricerca. I docenti universitari coinvolti nel Centro hanno seguito negli ultimi anni il lavoro di tesi di diverse decine di studenti, iscritti ai tre corsi di laurea in cui sono coinvolti i proponenti del Centro: Fisica, Scienze Chimiche e Ingegneria dei Materiali. La realizzazione del Centro permetterebbe di incrementare questa attivita' e di esporre gli studenti a proficui contatti interdisciplinari, in un ambiente di assoluta eccellenza scientifica. A valle della formazione dei dottorandi vi è il livello delle borse post-dottorato, principalmente rivolto a personale interessato alla carriera accademica. E' a questo livello che il Centro tentera' di attrarre personale italiano che abbia completato studi di dottorato all'estero e personale estero. Si ritiene che il Centro oltre a fornire la possibilita' di ricerche di sicuro livello internazionale, possa attrarre personale estero qualificato anche per la vicinanza fisica di numerose strutture scientifiche locali (alcune coinvolte direttamente nelle attivita' del Centro), tra cui: - il Centro Internazionale di Fisica Teorica (ICTP); - la Scuola>>>

Piano ricerche

5.1 - INTRODUZIONE I primi mesi del primo anno verranno utilizzati per mettere in piedi la struttura logistico-amministrativa del Centro. Durante il primo anno verranno effettuati gli ordini per la strumentazione che richiede i tempi piu' lunghi di costruzione. Anche in assenza della nuova strumentazione sara' comunque possibile avviare tutte le attivita'. I progetti dettagliati degli scopi e delle attivita' scientifiche delle cinque Linee di Ricerca del Centro sono riportati nel paragrafo 6. Nel seguito vengono riportate schematicamente le attivita' che ciascuna linea intende seguire, anno per anno, durante il primo triennio di attivita'. 5.2 - ATTIVITA' DEL PRIMO ANNO LINEA 1 (Prof. Rosei): Verranno approntati catalizzatori modello (su superfici metalliche piane apportunamente passivate) deponendo nanocristalli di Rodio secondo le metodologie determinate dal gruppo di Graziani (v. progetto di ricerca 1). Questi catalizzatori modello verranno caratterizzati mediante le tecniche gia' a disposizione (Scanning Tunneling Microscope, STEM, Nanospettroscopia a Raggi X). Verra' cosi' effettuata una prima ricognizione per individuare le conformazioni geometriche dei nanocristalli piu' promettenti come candidati dei "siti attivi" di altissima reattivita' gia' individuati sperimentalmente. Verra' anche attivata la collaborazione con la linea 4 (De Vita) per lo studio teorico della struttura elettronica di clusters modello delle conformazioni individuate. LINEA 2 (Prof. Sergo)>>>

Ricadute

Nella comunita' scientifica, il termine "nano" e' diventato un suffisso usato solo negli ultimi 10 anni per caratterizzare una classe di materiali con proprieta' diverse da quelle massive. In qualche comunita' (per esempio quella dei materiali ceramici) e' possibile collocare con maggior precisione l'apertura di questo ambito di opportunita' con un lavoro di K. Niihara, dell'Universita' di Osaka, apparso nel 1992. Peraltro, lo stesso intervallo dimensionale si presta ad arbitri, nel senso che per uno studioso di bordi di grano, "nano" ha un significato ben diverso rispetto a chi per esempio si occupa di sinterizzazione di polveri submicroniche. Quindi, la prima e piu' importante ricaduta sociale e culturale sara' la formazione di personale in grado di comprendere la terminologia ed inquadrare i problemi legati all'ambito "nano", rispetto ai paradigmi consolidati della scienza e tecnologia dei materiali. Piu' specificatamente, il personale, soprattutto piu' giovane, che afferira' al centro di eccellenza, sara' in grado di comprendere e tradurre in termini affrontabili le istanze provenienti dal mondo dei semiconduttori e dei dispositivi quantistici, dal mondo dei materiali strutturali innovativi (palette per turbine, inserti da taglio per tornio, barriere termiche, celle a combustibile) e dal mondo bio-medico e bio-ingegneristico (materiali per ortodonzia e genericamente per protesi ossee, per stent, materiali bio-riassorbibili a porosita' controllata, etc.; in questo ambito>>>