mercoledì 26 aprile 2017

Così la materia soffice ‘si rilassa’





Da una collaborazione tra il Cnr e il gruppo Procter and Gamble (P&G) nasce una tecnica innovativa per studiare il comportamento di una vasta categoria di materiali, dai tessuti biologici a prodotti di largo consumo come detergenti e alimenti.

Prodotti di uso quotidiano come shampoo e dentifrici, alimenti come yogurt e maionese e ancora tessuti biologici, come quelli epiteliali, sono esempi di ‘materiali soffici’, con proprietà intermedie tra lo stato liquido e quello solido
Una tecnica innovativa, messa a punto tra Napoli e Cincinnati (Ohio, USA) da una collaborazione tra ricercatori dell’Istituto superconduttori, materiali innovativi e dispositivi (Spin) del Cnr di Napoli, il gruppo Procter&Gamble, l’Università Federico II di Napoli e la University of Cincinnati aiuta a comprendere come si muovono e si organizzano nel tempo le particelle che compongono questi materiali: si tratta della Differential Variance Analysis (DVA), una tecnica che consente di misurare e visualizzare l’evoluzione della microstruttura nel tempo.

Il nuovo metodo è descritto in un articolo pubblicato su ‘Scientific Reports’, rivista del gruppo ‘Nature’. “La natura ‘ibrida’ e le peculiarità dei materiali soffici, percepibili anche al tatto, derivano dai moti collettivi delle particelle che li costituiscono. Questo processo, noto col nome di rilassamento strutturale, può ora essere visualizzato e misurato in maniera semplice e diretta”, spiega Raffaele Pastore (Spin-Cnr).
Rispetto alle metodologie ad oggi utilizzate, la DVA semplifica queste misure in maniera sostanziale: è direttamente applicabile a video digitali, senza la necessità di tracciare le singole particelle di un campione. La differenza di due immagini separate da un certo intervallo di tempo genera una terza immagine, il differential frame, in cui il movimento delle particelle risulta evidente. Una sequenza di differential frame consente quindi di visualizzare in maniera diretta il progressivo rilassamento del sistema e di ottenere importanti informazioni quantitative da una semplice analisi della loro intensità.
“A differenza di ciò che accade in un liquido, nei materiali soffici le particelle tendono a muoversi in maniera cooperativa, un po’ come nei luoghi affollati: se mi trovo in un vagone della metropolitana all’ora di punta e voglio raggiungere l’uscita, avrò bisogno che le persone accanto a me si spostino in maniera coordinata per favorire il mio passaggio”, aggiunge il ricercatore. “Caratterizzare il rilassamento della materia soffice è quindi fondamentale per modularne le proprietà meccaniche”.
Gli ambiti di applicazione sono molteplici: in campo biologico, ad esempio, anomalie nel rilassamento dei tessuti epiteliali consentono di evidenziare condizioni patologiche di vario genere, come l’asma e la propensione dei tessuti cancerosi a produrre metastasi.
In ambito industriale, inoltre, comprendere il rilassamento dei materiali soffici è cruciale per la produzione di molti prodotti che, come i detergenti, devono avere lunga durata e conservare inalterate le loro proprietà durante tutta la catena logistica: la DVA può portare allo sviluppo di approcci semplici ed efficienti per controllare la stabilità di questi prodotti.
“La collaborazione con Procter&Gamble dimostra come ricerca di base e industria possano avere obiettivi comuni e spero che tale esperienza possa stimolare future sinergie in questa direzione. Ringrazio Marco Caggioni e Vincenzo Guida di P&G, Roberto Cerbino dell’Università di Milano, e il Laboratorio Congiunto Cnr-Ntu Singapore per aver creduto in questo progetto”, conclude il ricercatore.

Il CNR in numeri




È il primo ente di ricerca per numero di ricercatori. Il personale complessivo del CNR è composto da oltre 8.400 persone tra ricercatori, tecnologi, tecnici e amministrativi. Il CNR è composto da 7 dipartimenti e
102 istituti con specializzazione sui principali saperi, settori scientifici e tecnologici, con più di 330 sedi secondarie e laboratori sul territorio in Italia e all'estero tra cui le basi scientifiche in Artide e Antartide. I Dipartimenti sono: Scienze biomediche, Chimica e tecnologia dei materiali , Terra e Ambiente, Ingegneria, ICT energia e trasporti, Fisica e materia, Scienze umane e patrimonio culturale, Bio e agroalimentare.

Fondamentale il contributo di ricerca, scientifico, di trasferimento tecnologico e applicativo in aree cruciali per l'Italia e il mondo: dal clima alla salute della terra, dal benessere dell'uomo allo studio e cura delle malattie rare, dalla sicurezza alimentare alle nanotecnologie, all'apprendimento dei giovani, al monitoraggio livelli inquinamento aria, acqua, piante e in tante altre materie.

Il CNR è al primo posto tra enti di ricerca e università in Italia per numero di famiglie di brevetti, oltre 350.

Secondo l’ultima valutazione dell'Agenzia Nazionale di Valutazione del Sistema Universitario e della Ricerca (Anvur), nella categoria Terza Missione il CNR figura al primo posto per numero di spin off e nei settori di ricerca multidisciplinari (16).

In occasione dell’anniversario 2017 per i 60 anni della ricerca europea e i 10 anni degli ERC (European Research Council) il CNR risulta al primo posto in Italia, tra enti di ricerca e università, con complessivamente 42 ERC vinti da singoli ricercatori CNR o in partnership con ricercatori e ricercatrici di altri enti e università di fama.

82 ricercatori sono stati assunti nel 2016 dal CNR per 20 aree di specializzazione. 150 borse di studio CNR finanziate nel 2016. Più di 5000 collaborazioni di ricerca e scientifiche con le più prestigiose università ed enti di ricerca in Italia e nel mondo nel 2016.

Si può stimare che per ogni euro investito nel CNR, l’Ente ne attrae circa un euro e sessanta centesimi. Il Bilancio del CNR, infatti, mediamente totalizza a 900 milioni di euro l’anno ed è composto per circa il 40% da entrate esterne derivanti da contratti con privati (imprese, prestazioni e servizi, accordi) e altre istituzioni. Il Contributo del MIUR (FOE) è di circa 550 milioni di euro.

Il CNR si impegna a portare la ricerca all’interno della società e un’attenzione particolare è dedicata alla scuola. Il carattere interdisciplinare del CNR e la rete di referenti presenti su tutto il territorio nazionale esperti nelle molteplici aree del sapere rappresenta una grande forza a disposizione delle istituzioni scolastiche al fine di sviluppare metodologie didattiche innovative in grado di aumentare le competenze degli studenti. I principali progetti dedicati alla scuola, in collaborazione con il MIUR, sono: l’alternanza scuola-lavoro, ricercatori in classe, laboratori aperti per gli studenti, kit didattici per organizzare laboratori in classe, science center itineranti e interattivi, corsi di aggiornamento per i docenti, sessioni di didattica, concorsi, progetti speciali, tra cui il concorso Articolo 9 della Costituzione che prevede incontri e formazione degli studenti in diverse parti dell’Italia all’interno degli istituti di ricerca CNR, nei 336 laboratori dedicati alle scuole, materiale didattico, valutazione sulla percezione della ricerca, collegamento via skype con i ricercatori nella base in Antartide.

Il sito www.cnr.it è stato il primo dominio della rete italiana (dicembre 1987) e il CNR gestisce le attività relative alla registrazione e al mantenimento dei nomi a dominio .it.