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Il Polo della Ricerca del CNR a Lecco Marine Technology Research Institute

Dossier CNR

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Il Polo della Ricercadel CNR a Lecco

Marine Technology Research Institute

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Con il completamento del Polo tecnologico del Campus di Lecco nasce un bell’esempio di ecosistema territoriale dell’innovazione, frutto della collaborazione di istituzioni pubbliche e private, destinato a esercitare una forte leva per il rilancio dell’economia locale.

Le aree di intervento spaziano dalla riqualificazione ambientale alla realizzazione di infrastrutture di didattica e ricerca avanzate fino alla organizzazione di reti di servizi a disposizione dei cittadini edel tessuto imprenditoriale nazionale e internazionale.

Con questo Polo mettiamo in circolo le migliori energie e le più alte competenze disponibili con l’obiettivo di potenziare e attrarre nuove attività nei settori della meccanica, dell’industria salute, dell’edilizia ed energia, della protezione civile, della nautica, dell’ottica.

Ma soprattutto rispondiamo alla domanda di innovazione e di crescita di una comunità disposta a scegliere, con convinzione, la formazione e la ricerca come strumenti per il suo futuro.

Prof. Luigi NicolaisPresidente del CNR

La nascita del “Polo della Ricerca” di Lecco del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) all’interno del Campus di Lecco del Politecnico di Milano, rappresenta la naturale conclusione di un percorso che trova le sue radici nell’insediamento in città del primo centro del CNR nel 1992. Da allora l’Ente ha sviluppato e consolidato una tradizione di dialogo produttivo con il territorio e il suo tessuto imprenditoriale, trovando nell’area lecchese un luogo fertile e sensibile alla ricerca e all’innovazione.La ricerca di base ed applicata trovano ampio spazio nelle attività non solo del CNR e del Politecnico, ma anche in numerose istituzioni scientifiche attive nel territorio (IRCCS Medea – La Nostra Famiglia, IRCCS INRCA, Centro di riabilitazione “Villa Beretta”, Osservatorio Astronomico di Brera dell’Istituto Nazionale di AstroFisica), così come nel dinamico tessuto di imprese innovatrici.

Il Polo si delinea, quindi, come nuovo “fulcro” da cui far originare azioni sinergiche nel campo dell’alta formazione, dei progetti di ricerca e dei laboratori condivisi CNR-Politecnico di Milano, nonché come “hub funzionale” per offrire una più ampia offerta di “expertise”, grazie al naturale collegamento con le altre sedi degli Istituti che si insediano nel Polo, e con il CNR tutto.

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Il nuovo Polo è il risultato di un forte investimento da parte delle Istituzioni locali e dell’attività di coordinamento di Univerlecco, associazione che riunisce i principali attori che compongono il “Sistema Lecco”. La sinergia tra Politecnico di Milano, Camera di Commercio, Comune, Provincia di Lecco e Regione Lombardia ha creato i presupposti per questo nuovo insediamento del CNR, con il quale si è dato seguito all’intervento di completamento del Campus del Politecnico.

Già nel 2002 Politecnico di Milano, Regione Lombardia, Provincia e Comune di Lecco con Camera di Commercio di Lecco siglano l’accordo per la realizzazione del Polo Universitario. In tale accordo era già prevista la presenza di un edificio dedicato agli Enti di ricerca. Nel 2007 il CNR sigla un protocollo di Intesa per la Cessione di Villa Monastero di Varenna alla Provincia di Lecco con l’impegno, da parte del CNR di re-investire i proventi nel potenziamento delle proprie strutture scientifiche a Lecco, da parte della Provincia a mantenere la specificità, l’identità del complesso monumentale. In ottemperanza a questo impegno nel 2008 il CNR approva la realizzazione della sede di Lecco dell’Istituto IENI-Istituto per l’Energetica e le Interfasi all’interno del Campus Universitario. Dopo un passaggio intermedio che vede il CNR acquistare dal Comune di Lecco l’edificio già sede dello IENI in corso Promessi Sposi, nel 2012 viene siglato l’accordo operativo tra CNR e Politecnico per la realizzazione del Polo nella configurazione inaugurata oggi. Suddetto accordo è un positivo primo esempio di partenariato pubblico-pubblico in cui, due soggetti pubblici operanti nell’ambito della ricerca e della didattica, uniscono le proprie forze e competenze, ottimizzando le risorse economiche e patrimoniali e massimizzando l’investimento. Ricalcando il principio del “fare sistema”, tale modello anticipa quanto fatto proprio dalle nuove Direttive comunitarie in materia di appalti pubblici e, di fatto, rappresenta un primo riferimento replicabile a scala nazionale per la realizzazione di altre iniziative analoghe.

IL CNR NEL NUOVO POLOIl CNR ha deciso di investire fortemente nel nuovo Polo, andando oltre il potenziamento e trasferimento dei Laboratori dello IENI, già storica presenza nella città, ma catalizzando la presenza di altri Istituti, favorendo un ampio spettro di ulteriori tematiche e competenze, ciascuna per la sua peculiare e specifica relazione con il territorio lecchese.

Pertanto, complessivamente, saranno presenti nel Polo 7 Istituti:• IBFM (Istituto di Bioimmagini e Fisiologia Molecolare) • IENI (Istituto per l’Energetica e le Interfasi)• IFN (Istituto di Fotonica e Nanotecnologie) • INO (Istituto Nazionale di Ottica) • INSEAN (Istituto Nazionale per Studi ed Esperienze di Architettura

Navale) • IPCB (Istituto per i Polimeri, Compositi e Biomateriali) • ITIA (Istituto di Tecnologie Industriali e Automazione)

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Tale pluralità di istituti e di trasversalità di tematiche garantirà il potenziamento e l’incremento delle attività già avviate dal CNR, in parte anche sul territorio lecchese e lombardo, nei settori di salute e riabilitazione, meccanica, edilizia, ottica, robotica, ambiente ed energia, aerospazio, nautica.L’ambizioso obiettivo è quello di dar vita ad un sistema progettuale congiunto intra-Istituto migliorando le performance con i partner esterni quali imprese, università, strutture di ricerca pubbliche e private.

La determinazione delle Istituzione Locali verso il sostegno della Ricerca Scientifica a Lecco non si limita alla realizzazione del Polo, ma si estende anche alle infrastrutture di ricerca e risorse umane a supporto dei progetti di ricerca che gli Istituti afferenti al Polo conducono. Nel 2011 Comune di Lecco, Camera di Commercio di Lecco e CNR hanno stipulato una convenzione operativa con l’obiettivo di sviluppare l’interscambio tra ricerca ed impresa. Attraverso questa convenzione si sta acquisendo grande strumentazione individuata attraverso consultazione con le Associazioni di Categoria del lecchese.

Forte e costante il supporto da parte di Regione Lombardia; in particolare si cita l’Accordo Quadro con CNR, che dal 2006 sostiene l’attuazione di programmi di ricerca e sviluppo finalizzati ai bisogni sociali ed economici della regione.

Si devono menzionare anche i progetti “Emblematici” di Fondazione CARIPLO per la provincia di Lecco, a cui il CNR dal 2004 ha contribuito in sinergia con altre Strutture di Ricerca della Provincia, portando alla creazione di un nucleo di eccellenza multidisciplinare e multi-professionale sul tema della Neuroriabilitazione.

In virtù dell’esperienza acquisita, Regione Lombardia ha individuato Univerlecco come soggetto aggregatore e coordinatore per la costituzione del Cluster Tecnologico Lombardo “Tecnologie per gli Ambienti di Vita”, che è fra i 6 soci fondatori e membro dell’organo di coordinamento del corrispettivo Cluster Tecnologico Nazionale. Fra i protagonisti della costituzione dell’aggregazione tematica di imprese, enti di ricerca, associazioni, ecc, sono parte attiva alcuni fra gli Istituti che si insedieranno nel nuovo Polo.

Si citano infine il Protocollo di Intesa e la Convenzione attuativa fra INAIL e Regione Lombardia, siglati nel 2014, che individuano il “Sistema Lecco”, come riferimento per la creazione di una filiera completa del recupero dell’integrità psicofisica degli infortunati sul lavoro e tecnopatici. CNR, con Politecnico di Milano, è stato attore importante per arrivare alla firma del Protocollo di Intesa.

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IBFM-CNR – Istituto di Bioimmagini e Fisiologia MolecolareBioimmagini e BiosegnaliBiologia e Fisiologia MolecolareFisiologia dell’Esercizio e Medicina dello Sport

IENI-CNR – Istituto per l’Energetica e le InterfasiSintesi e Lavorazione di Leghe MetallicheCaratterizzazione di Leghe MetallicheApplicazioni Funzionali di Materiali a Memoria di Forma

IFN-CNR – Istituto di Fotonica e NanotecnologieSpettroscopia e Imaging Funzionale nel Vicino Infrarosso (fNIRS)Strumentazione Spettroscopica e Ottica per l’Ambiente, la Salute, la SicurezzaMicrolavorazioni e Trattamenti Superficiali con Laser a Femtosecondi

INO-CNR – Istituto Nazionale di OtticaSensori di Gas con Tecniche LaserSensori per la Sicurezza AlimentareSensori Ottici per Applicazioni Industriali

INSEAN-CNR – Istituto Nazionale per Studi ed Esperienze di Architettura NavaleRicerca e Sviluppo dell’Idrodinamica per le Energie RinnovabiliFluidodinamica Numerica: Modelli per l’Ambiente ed il Trasporto NavaleIdroacustica Numerica e Sperimentale

IPCB-CNR – Istituto per i Polimeri, Compositi e BiomaterialiMateriali e Tecnologie EcosostenibiliMateriali Innovativi a Matrice Polimerica per l’EdiliziaMateriali Innovativi e Tecniche di Additive Manufacturing per la Salute

ITIA-CNR – Istituto di Tecnologie Industriali e AutomazioneSmart and Human Centered Robotics: Interazione Fisica ed Intuitiva tra Uomo e RobotIntelligent and Autonomous Robot Systems – IRASEnterprise Engineering and Virtual Applications – EVA

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Direttore: Prof.ssa Maria Carla Gilardi www.ibfm.cnr.it

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patologie multifattoriali e l'estrazione di nuovi biomarcatori, in neurologia, cardiologia, oncologia (sede di Segrate, UOS Genova). Neuroimaging – Studio dei disturbi del movimento (morbo di Parkinson, tremore essenziale) e di altre importanti patologie neurologiche tra cui: sclerosi multipla, epilessia e morbo di Alzheimer. Studio delle basi neurofisiologiche delle più importanti funzioni cognitive umane (UOS Germaneto). Radioterapia e Effetti Biologici delle Radiazioni – Studio degli effetti biologici delle terapie con radiazioni ionizzanti (radioterapia) ed ultrasuoni focalizzati ad alta/bassa intensità (HIFU/LOFU). Studio dei meccanismi molecolari che regolano gli equilibri di sopravvivenza e morte cellulare, per sviluppare nuovi approcci terapeutici (UOS Cefalù).

Immagine/blocco immagini

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A – Segrate (MI) – Edificio LITA B – Lecco – Polo della Ricerca del CNR C – Genova – c/o Università di Genova D – Cefalù (PA) – c/o Fondazione Istituto San Raffaele G. Giglio E – Germaneto (CZ) – c/o Università

“Magna Graecia”

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MISSIONE Le finalità dell'IBFM sono orientate allo studio dei meccanismi fisiologici e patogenetici indagati a livello molecolare, d’organo e d’organismo, utilizzando diverse tecniche tra cui quelle di imaging, di diagnostica molecolare e di analisi dei segnali fisiologici e delle bioimmagini. APPROCCIO L'approccio di ricerca dell'IBFM si basa su: •  alta tecnologia: uso di grandi attrezzature, in

particolare per quanto riguarda il settore delle bioimmagini, attraverso rapporti convenzionali con strutture sanitarie universitarie e ospedaliere;

•  multi-disciplinarità: molteplici discipline coinvolte in ricerche che coprono vari settori (da quello medico a quello tecnologico);

•  interdisciplinarità: discipline strettamente integrate mediante la collaborazione tra ricercatori di estrazione diversa ed uso sinergico delle differenti modalità per studiare tematiche comuni;

•  collegamento tra ricerca di base, clinica e applicata: attenzione alla traslazionalità della ricerca prevedendo un diretto trasferimento dei risultati dalla ricerca di base a quella clinica e viceversa.

ATTIVITÀ DI RICERCA L’attività dell’IBFM si articola in 4 principali aree di ricerca: Fisiologia e Bioingegneria – Studio della struttura/funzione dei muscoli scheletrici e della risposta omeostatica all’attività fisica. E’ adottato un approccio multi-disciplinare, che coinvolge l’anatomia, la fisiologia, la biomeccanica, la biochimica, l’analisi di biosegnali e bioimmagini (sede di Segrate, UOS Lecco). Imaging Molecolare – Combina metodi di imaging molecolare ex vivo e in vivo (scienze omiche, studi pre-clinici, studi clinici) con algoritmi avanzati di elaborazione ed integrazione, per la comprensione di

IBFM-CNRIstituto di Bioimmagini e Fisiologia Molecolare

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PROGETTI di RICERCA ATTIVI •  RIPRENDO@home: Recupero post-Ictus:

Piattaforma per la RiabilitazionE Neuromotoria orientata al DOmicilio. Finanziato da CNR e Regione Lombardia.

•  PEGASO: Personalised Guidance Services for Optimising lifestyle in teen-agers. Finanziato da EU FP7 ICT.

•  ActiveAgeing@home CLUSTER TAV Nazionale. Finanziato da MIUR.

•  Design for all (D4all): Sw integration and advanced Human Machine Interfaces in design for Ambient Assisted Living. CLUSTER TAV Nazionale. Finanziato da MIUR.

•  SMARTA: Sistema di Monitoraggio Ambientale con Rete di sensori e Telemonitoraggio indossabile a supporto di servizi di salute, prevenzione e sicurezza per l’Active Ageing. Finanziato da Regione Lombardia.

•  ENDURANCE: Exercise traiNing in amyotrophic lateral sclerosis: a ranDomized trial comparing home-based aerobic endURance trAiniNg vs. usual physiCal thErapy intervention. Finanziato da Fondazione Maugeri.

•  ANTARTIDE: (Mal)adattamento dell’uomo all’ipossia d’alta quota in Antartide. Finanziato da Programma Nazionale di Ricerche in Antartide.

MISSIONE Sviluppo ed applicazione di metodi e strumenti per la caratterizzazione morfo-funzionale in-vivo dell’apparato locomotore e del controllo neurale centrale, in condizioni fisiologiche e patologiche. OBIETTIVI e ATTIVITÀ Analisi di immagini multi-modali e segnali biomedici •  Acquisizione ed elaborazione di bioimmagini

(MRI, CT, PET, US) e segnali biologici (EEG) per lo studio di meccanismi fisiopatologici, monitoraggio e valutazione degli effetti di trattamento.

•  Sviluppo di tecniche di elaborazione ed analisi di immagini per caratterizzazione morfo-funzionale in ambito neuro-muscolare.

Valutazione biomeccanica, energetica e cardiorespiratoria durante l’esercizio •  Analisi biomeccanica ed energetica della

locomozione in condizioni meccaniche e metaboliche alterate (eccesso ponderale, neuropatie e miopatie, glicogenesi e sindrome metabolica, ipertrofia muscolare).

•  Valutazione delle risposte cardiovascolari ventilatorie e metaboliche all’esercizio in differenti condizioni ambientali (ipossia ipobarica, normobarica e iperbarica).

Creazione di protocolli personalizzati di allenamento e riabilitazione •  Sviluppo di approcci interattivi, multimediali ed

innovativi volti a promuovere la pratica dell’esercizio fisico per favorire il benessere di soggetti sani, fragili ed affetti da patologie.

Studio dell’ossigenazione del tessuto muscolare e dello stress ossidativo •  Valutazione della funzionalità cellulare del

muscolo scheletrico, mediante stima della capacità ossidativa con tecnica NIRS.

•  Valutazione della produzione di specie reattive dell’ossigeno e dell’azoto (RONS) mediante tecnica spettrometrica EPR.

•  Quantificazione del danno ossidativo mediante metodi immunoenz imat ic i con tecn ica spettrofotometrica.

CONTATTI Referente IBFM – UOS di Lecco Ing. Giovanna Rizzo Tel. 02 21717210 Mail: [email protected]

IBFM-CNR UOS di Lecco | Fisiologia e BioingegneriaApproccio Integrato per la Salute e il Benessere dell’Uomo

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IBFM-CNRBioimmagini e Biosegnali

ATTIVITÀ Il gruppo di Bioimmagini e Biosegnali si occupa dello sviluppo di metodi di acquisizione ed elaborazione di immagini biomediche (MRI, CT, PET, US) e segnali biologici (EEG) in ambito neuromuscolare. L’attività è focalizzata sullo studio dei meccanismi fisiopatologici delle malattie e il monitoraggio e la valutazione degli effetti del trattamento. In ambito riabilitativo particolare attenzione è data allo sviluppo di tecniche di elaborazione di immagini per la caratterizzazione del tessuto muscolare e per la ricostruzione e quantificazione della massa muscolare dei segmenti corporei coinvolti nell'attività fisica e nei protocolli di riabilitazione. Le interazioni e le modificazioni del sistema nervoso centrale sono valutate mediante tecniche di imaging funzionale non invasive (fMRI, DTI). Il gruppo è coinvolto in una serie di progetti nazionali e internazionali nell’ambito della disabilità e della riabilitazione (RIPRENDO, PEGASO, THINK&GO) e dell’invecchiamento (GOJI, SMARTA).

SETTORI DI APPLICAZIONE Le metodologie sviluppate sono applicabili sia in ambito domestico che ospedaliero nella valutazione quantitativa degli effetti di trattamenti riabilitativi personalizzati e specifici per affrontare efficacemente condizioni di disabilità (obesità, malattie cardiovascolari, oncologiche, neuro-degenerative) e di fragilità (anziani, bambini). Inoltre, le tecniche innovative di analisi di dati e immagini sono efficaci per la personalizzazione di protocolli di training fisico e allenamento sportivo.

POSSIBILI TEMI DI COLLABORAZIONE CON LE IMPRESE Le tecniche di analisi avanzate, sviluppate dal gruppo, possono contribuire all’innovazione e personalizzazione di prodotti e servizi di aziende nell’ambito della riabilitazione e del training fisico. Inoltre, tali tecniche possono fornire strumenti per la valutazione quantitativa delle performance degli stessi prodotti e servizi. REFERENTE Ing. Giovanna Rizzo  IBFM-CNR Gruppo di Bioimmagini e Biosegnali Tel. 02 21717210 Mail: [email protected]

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ATTIVITÀ L’attività di ricerca si colloca nell’ambito dello studio di stress ossidativo, processi infiammatori e biomarcatori di degenerazione cellulare. Lo stress ossidativo viene determinato quantificando direttamente la produzione di radicali liberi, in particolar modo delle Specie Reattive dell’Ossigeno (ROS), ed indirettamente il danno ossidativo indotto alle cellule a livello di lipidi, proteine e DNA. Fonti endogene di stress ossidativo sono scorrette abitudini di vita quali: inattività fisica, fumo, dieta disequilibrata, considerate a rischio per lo sviluppo di patologie. Fonti esogene sono invece: radiazioni UV e gamma, inquinanti atmosferici. Il Laboratorio si avvale della spettrometria di Risonanza Paramagnetica Elettronica (EPR) per la determinazione diretta della produzione dei radicali liberi e dell’ossido nitrico (NO) e di metodi immunoenzimatici tramite tecnica spettrofotometrica per il dosaggio dei principali marcatori del danno ossidativo, variabili misurabili nei biofluidi e colture cellulari. Tali determinazioni risultano essenziali nello studio di numerose condizioni fisiologiche quali esercizio, invecchiamento, ipossia e in patologie dismetabol iche, cardiovascolari, oncologiche, mitocondriali. SETTORI DI APPLICAZIONE •  Esercizio fisico in soggetti praticanti attività sportive o affetti da

patologie caratterizzate da alti livelli basali di produzione di ROS •  Supplementazione con integratori alimentari •  Differenti condizioni ambientali quali ipossia, iperossia, iperbaria e

ambienti lavorativi (salute e rischio biologico) •  Fisiopatologie dell’invecchiamento (neurodegenerazioni) •  Caratterizzazione fisiologica e applicazione clinica di biomateriali.

POSSIBILI TEMI DI COLLABORAZIONE CON LE IMPRESE Lo stress ossidativo gioca un ruolo essenziale durante lo sviluppo di numerose patologie. La misurazione della produzione di radicali liberi e marcatori del danno ossidativo può essere utilizzata nella valutazione della progressione della patologia e nell’efficacia di interventi terapeutici. Il metodo di misura mini-invasivo della produzione di radicali liberi con tecnica EPR, recentemente messo a punto, può essere utilizzato come metodo automatico di routine, costituendo un punto di svolta nelle applicazioni medico-diagnostiche. REFERENTI Dr.ssa Alessandra Vezzoli Dr.ssa Simona Mrakic-Sposta IBFM-CNR Gruppo di Biologia e Fisiologia Molecolare Tel: 02 21717204 Mail: [email protected] - [email protected]

IBFM-CNRBiologia e Fisiologia Molecolare

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ATTIVITÀ Il gruppo di Fisiologia dell’Esercizio e Medicina dello Sport è il solo, all’interno del Consiglio Nazionale delle Ricerche, ad avere una specifica esperienza nel campo della fisiopatologia dell’esercizio fisico. L’attività di ricerca è incentrata sullo studio funzionale del metabolismo muscolare in soggetti che mostrano alterazioni biomeccaniche e metaboliche del movimento (ipertrofia muscolare, eccesso ponderale, neuropatie e miopatie, glicogenosi e sindrome metabolica). In questo ambito il gruppo è coinvolto in una serie di progetti nazionali e internazionali (RIPRENDO@HOME, PEGASO, GOJI, ENDURANCE). Inoltre gli aspetti biomeccanici e bioenergetici del movimento e della locomozione sono indagati in diverse condizioni ambientali, quali ipossia ipobarica (alta quota), ipossia normobarica (ipossia simulata) e iperossia (immersione e camera iperbarica). Il progetto ANTARTIDE si occupa appunto dello studio degli adattamenti all’esposizione prolungata all’ipossia.

SETTORI DI APPLICAZIONE Le metodologie e gli strumenti di valutazione trovano applicazione sia in ambito clinico, volto al miglioramento dello stato di salute di soggetti fragili (anziani, bambini) o affetti da patologie, sia in ambito sportivo, per il miglioramento della performance in atleti di livello nazionale, internazionale ed olimpico. La valutazione funzionale trova inoltre applicazione in diversi ambienti tra cui quello domestico, ospedaliero ed estremo (alta montagna). POSSIBILI TEMI DI COLLABORAZIONE CON LE IMPRESE Lo sviluppo e l’integrazione di competenze e tecnologie multidisciplinari vengono messe a disposizione in collaborazioni scientifiche con le imprese per lo sviluppo e la validazione di strumenti di monitoraggio dell’esercizio in ambito domestico, riabilitativo e sportivo. REFERENTE Dr. Mauro Marzorati IBFM-CNR Gruppo di Fisiologia dell’Esercizio e Medicina dello Sport Tel: 02 21717212 Mail: [email protected]

IBFM-CNRFisiologia dell’Esercizio e Medicina dello Sport

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Direttore: Dott.ssa Lidia Armelao www.ieni.cnr.it

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SEDI

A B

C

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A – Padova (sede principale) B – Milano C – Genova D – Lecco

L’ Istituto per l’Energetica e le Interfasi grazie alle molteplici competenze interdisciplinari nella chimica, fisica ed ingegneria, caratteristica peculiare dei suoi ricercatori, svolge attività di ricerca principalmente nel settore della scienza e tecnologia dei materiali, sia intesa come sviluppo e applicazione di materiali e s i s temi nanost ru t tura t i , s ia o r ienta ta a l l a funzionalizzazione e caratterizzazione delle superfici in relazione alla loro struttura nanometrica. In particolare le ricerche sono indirizzate verso direttrici di forte attualità ed innovazione, al trasferimento tecnologico e all’alta formazione in vari settori scientifici: materiali e processi per l’energetica, materiali e processi per l’elettrochimica; materiali inorganici e metallici; metallurgia; superfici ed interfasi; materiali ceramici e giunzioni metallo/ceramici; "soft matter"; tecniche radioanalitiche per analisi ambientali; diagnostica ed interventi per la protezione di beni culturali. Oltre a Padova, l’Istituto è articolato nelle sedi di Milano, Genova e Lecco, e si presenta come una dinamica aggregazione scientifica con competenze adeguate e una struttura in grado di dialogare in modo efficace con altre realtà di ricerca pubblica e privata operanti a livello nazionale ed internazionale e sta contribuendo in maniera propositiva allo sviluppo dei sistemi regionali di innovazione nel Veneto, in Lombardia e in Liguria. L’Istituto afferisce al Dipartimento di Scienze e Tecnologie de Materiali (DSCTM) le cui competenze sono fortemente integrate al fine di perseguire obiettivi di rilevanza scientifica e tecnologica nelle seguenti principali macro-aree strategiche: Chimica Sostenibile, Material i Avanzati e Tecnologie Abi l i tant i e Nanomedicina.

L’UNITÀ DI LECCO La UOS di Lecco è costituita da 20 unità di personale a tempo indeterminato e a contratto. Le linee di ricerca correntemente in essere sono rivolte principalmente alla sintesi di leghe metalliche e alla loro caratterizzazione fisica, chimica, meccanica e funzionale. Sono oggetto di studio lo sviluppo di sistemi, processi innovativi di produzione e di tecnologie qualificanti per l'impiego di materiali metallici avanzati in applicazioni industriali. Sviluppando le più recenti innovazioni nella sintesi e caratterizzazione dei materiali metallici avanzati e sperimentando tecniche originali nella gestione dei processi di ricerca, l’Unità di Lecco si propone di costituire un centro di riferimento che stimoli forti sinergie con partner scientifici e tecnologici.

IENI-CNRIstituto per l’Energetica e le Interfasi

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Attività di Ricerca  Le linee di ricerca dell'Unità di Lecco rispecchiano la vocazione alla sintesi di leghe di materiali metallici. In particolare vengono svolte ricerche riguardanti processi innovativi di produzione e sviluppo di tecnologie abilitanti all'impiego di materiali metallici avanzati. La scelta di operare su tali sistemi si riconduce anche alla particolare collocazione geografica dell'Unità in una delle aree più industrializzate del paese e caratterizzata da una lunga tradizione metallurgica. Naturalmente la proiezione delle attività svolte si estende ad un contesto nazionale ed internazionale. Un importante stimolo nella identificazione delle attività di ricerca deriva da una costante, voluta correlazione con il mondo industriale che permette di impostare programmi di ricerca applicata le cui ricadute siano riconducibili ad innovazioni di prodotto e di processo.

AREE DI COMPETENZA Metallurgia avanzata: •  Sintesi di leghe metalliche mediante tecnologie

fusorie non contaminanti •  Processi di deformazione plastica di materiali

metallici •  Caratterizzazione chimico-fisica, strutturale e

meccanica di materiali metallici Leghe a memoria di forma (SMA): •  Ricerca su proprietà funzionali di sistemi SMA •  Ricerca su nuovi sistemi SMA •  Leghe SMA ad alta Temperatura •  Leghe SMA ad attivazione magnetica •  Realizzazione di dispositivi prototipali con

materiali SMA

Materiali termoelettrici (TE): •  Sviluppo di nuovi sistemi TE •  Ricerca mater ia l i TE operant i ad alta

temperatura •  Realizzazione dispositivi basati con sistemi TE

INFRASTRUTTURE Reparto di Sintesi; Reparto Deformazione Plastica; Laboratori di Caratterizzazione: •  Analisi Microstrutturale •  Analisi Fisiche e Termodinamiche •  Analisi Funzionali •  Metallurgia delle polveri •  Trattamenti Laser •  Preparazione Metallografica REFERENTE Responsabile CNR-IENI UOS di Lecco Francesca Passaretti [email protected]

IENI-CNRIstituto per l’Energetica e le Interfasi

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ATTIVITÀ L’attività R&D si colloca nell’ambito della metallurgia fisica e riguarda lo sviluppo sistemi metallici innovativi quali: leghe a memoria di forma, schiume metalliche, compositi a matrice metallica di Al, leghe per assorbimento di idrogeno, leghe termoelettr iche, leghe preziose e particolari leghe biodegradabili. La gestione integrata di tutte le operazioni, dalla sintesi del materiale, alla lavorazione a caldo e a freddo, fino alla realizzazione dei semilavorati, consente lo studio ed il controllo delle caratteristiche chimico-fisiche e microstrutturali, che determinano le specifiche proprietà del materiale. L’unità IENI di Lecco è dotata di due laboratori in grado di seguire le operazioni fusorie e di deformazione plastica su scala pilota. Inoltre, sono stati aggiunti processi basati su tecnologia laser in fibra e di additive manufacturing (Selective Laser Melting) potenziando ulteriormente le capacità di advanced manufacturing della UOS di Lecco. Laboratorio di sintesi di leghe metalliche. Questo laboratorio, unico del suo genere in Italia, dispone di un ampio parco fusorio che consente la produzione di qualsiasi tipo di lega bulk (altofondenti, reattive, intermetalliche). Le capacità produttive vanno da pochi grammi a decine di kg. Sono disponibili tecnologie fusorie non contaminanti quali: Forno a plasma (PAM), Forni ad induzione elettrica (VIM), Forno ad arco (VAR). A queste si è aggiunta una produzione sperimentale basata sulla tecnologia delle polveri (PM), sintesi auto propagante ad alta temperatura (SHS) e sistemi di sinterizzazione da polveri mediante Open Die Pressing e estrusione ECAE. Laboratorio lavorazione e trattamenti termici leghe metalliche. Questo laboratorio è strutturato per consentire la sperimentazione delle operazioni di deformazione a caldo ed a freddo di materiale su scala pilota col fine di ottenere tutte le informazioni di processo del materiale semilavorato. E’ dotato di una serie di laminatori piani, laminatoi a filo, trafilatrici e una serie di forni per trattamenti termici (anche in alto vuoto).

TEMI DI COLLABORAZIONE CON LE IMPRESE Sviluppo di nuove leghe, ottimizzazione di processo per semilavorati metallici: filo, lamiere, barre. Studio e correlazioni fra proprietà funzionali/strutturali e microstruttura del materiale in fase di processo. REFERENTI Ausonio Tuissi Francesca Passaretti CNR IENI UOS di Lecco Tel: 0341-499181 Mail: [email protected] - [email protected]

IENI-CNR Sintesi e Lavorazione di Leghe Metalliche

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ATTIVITÀ Le proprietà strutturali e funzionali di un materiale metallico sono strettamente correlate alle sue caratteristiche chimico-fisiche. Queste, vengono investigate dai ricercatori con l’ausilio di strumentazioni scientifiche mirate, la cui sensibilità ed efficacia è in continua evoluzione. Presso L’unità di Lecco dello IENI sono operativi laboratori d’analisi dotati di apparecchiature ad ampio spettro, e di elevata qualità, in grado di determinare le caratteristiche morfologiche microstrutturali, composizionali, meccaniche, elettriche, termodinamiche dei materiali metallici e delle relative leghe. Laboratorio di Analisi Microstrutturali: dotato di apparecchiature per analisi ottica e microscopica quali Microscopio elettronico ad effetto di campo FEG-SEM Hitachi SU70 con risoluzione nanometrica, equipaggiato con sistema di microanalisi simultaneo THERMO Scientific EDS ULTRADRY e EBSD QUASOR, Microscopio elettronico a scansione SEM LEO1430 equipaggiato con EDS INCA Energy 200 e EBSD INCA Crys ta l 300 , M i c roscop io o t t i co Le i t z A r i s tomet , Stereomicroscopio. Diffrattometro raggi X con sistema di raffreddamento e camere termiche (da -180 °C a +1100°C). Laboratorio di Analisi Fisiche e Termodinamiche: Calorimetria differenziale a Scansione (Seiko - DSC 220 C; TA Inst DSC Q100). Termogravimetria differenziale (Seiko e TA Inst. TG/DTA Q600). Analisi dinamico-meccanica DMA Q800 TA Inst. Un sistema per misure dell’Effetto Seebeck (MMR). Misure di resistenza elettrica resistenza e densità dei portatori con tecnica Hall- Van der Pauw. Resistività a bassa temperatura. Misure meccaniche uniassiali e a flessione (MTS) con camera termostatica; Microdurometro Leitz Miniload. Laboratorio di Analisi funzionale: Laboratorio con banchi di lavoro con sistema di controllo Labview, alimentatori, sistemi di raffreddamento, bagni termostatati, misuratore di resistenza elettrica, camera climatica termostatata, celle di carico e sistemi LVDT e RVDT per approntare diversi tipi di set-up sperimental i e per test a fat ica. Flussametro per caratterizzazione calorimetrica ad ampio salto di temperatura per la caratterizzazione di campioni in conduttanza termica (elementi termo-conduttori, giunti termici, etc.) e la caratterizzazione funzionale di moduli termoelettrici. In fase di progettazione è disponibile una piattaforma Comsol per modellazione ed una stampante 3D per la realizzazione di componenti plastici in ABS. REFERENTI Francesca Passaretti Ausonio Tuissi CNR IENI UOS di Lecco Tel: 0341-499181 Mail: [email protected] - [email protected]

In fase di progettazione è disponibile una piattaforma Comsol per modellazione ed una stampante 3D per la realizzazione di componenti plastici in ABS.

IENI-CNRCaratterizzazione di Leghe Metalliche

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ATTIVITÀ I materiali a memoria forma sono materiali intelligenti caratterizzati da proprietà termo-meccaniche uniche quali: la superelasticità e l’effetto di memoria di forma. Queste proprietà, oltre ad un elevato fattore di smorzamento delle vibrazioni e la capacità di generare un lavoro mediante attuazione, vengono sfruttate per realizzare dispositivi innovativi. Le competenze messe in atto in queste attività hanno riguardato la progettazione, la caratterizzazione chimico-fisica del singolo elemento SMA, la caratterizzazione funzionale del dispositivo finale, l’implementazione di set-up sperimentali specifici. SETTORI DI APPLICAZIONE Questi materiali funzionali hanno peculiarità di grande interesse per diversi ambiti, non solo di ricerca, ma anche industriali, che vedono in questi metalli la possibilità di realizzare nuovi prodotti, di diversificare l’attività produttiva e di specializzarla in ambiti e competenze di alto livello. Settori Applicativi: •  Biomedicale (settore cardio-vascolare, ortopedico e

chirurgico) •  Neuroriabilitazione •  Aerospaziale •  Civile •  Energetico •  Sensori/Attuatori per manifatturiero avanzato •  Automobilistico •  Moda e design

POSSIBILI TEMI DI COLLABORAZIONE CON LE IMPRESE In particolare l’Unità di Lecco sviluppa dispositivi prototipali e progetta congiuntamente con le imprese differenti soluzioni applicative. Questa tematica affronta lo studio dei materiali metallici funzionali mettendo in risalto opportunità per il loro miglioramento e la loro ottimizzazione in relazione a concrete possibilità di sviluppo tecnologico. Un approccio di questo tipo fornisce occasioni di collaborazione a livello scientifico e in diversi ambiti ad alto valore aggiunto, come il biomedicale e l’aerospaziale per lo sviluppo di nuovi dispositivi. REFERENTI Francesca Passaretti Ausonio Tuissi CNR IENI UOS di Lecco Tel: 0341-499181 Mail: [email protected] - [email protected]

A"uatori  in  ambito  aerospaziale  

Disposi3vi  in  ambito  biomedicale  

IENI-CNRApplicazioni Funzionali di Materiali a Memoria di Forma

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Direttore: Prof. Roberta Ramponi www.ifn.cnr.it

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IFN-CNRIstituto di Fotonica e Nanotecnologie

Lecco: rivelazione ultra-sensibile di gas con tecniche laser, imaging funzionale del corpo umano, microlavorazioni laser a femtosecondi.

Padova: sviluppo di strumentazione ottica per impulsi ultrabrevi, aerospazio e applicazioni industriali; coating e film sottili; ottiche adattive.

Roma: nano-fabbricazione di sensori, dispositivi, microsistemi per ICT, spazio, biotech.

Trento: fotonica su vetro, caratterizzazione di materiali e realizzazione di materiali e dispositivi nano e micro-strutturati.

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MISSIONE IFN svolge attività di ricerca innovativa nel campo della fotonica, nanotecnologie e scienza dei materiali, coprendo l'intera catena del valore dalla ricerca fondamentale alle applicazioni. La missione dell'Istituto si concentra anche su istruzione e formazione di studenti e giovani ricercatori, nonché su trasferimento tecnologico e valorizzazione dei risultati della ricerca (www.ifn.cnr.it). SEDI OPERATIVE E ATTIVITÀ DI RICERCA L’istituto consta di 6 sedi operative caratterizzate da attività di ricerca fortemente complementari e ben posizionate nel contesto internazionale, sia in Europa che nel mondo, come dimostra i l numero estremamente elevato di pubblicazioni e di citazioni in Web of Science nonché di presentazioni ad invito alle più prestigiose conferenze internazionali.

Milano (sede dell’Istituto) e Como: sorgenti laser ad impulsi ultra-brevi e scienza ultra-veloce; microlavorazioni laser a femtosecondi; ottica quantistica e informazione quantistica; fotonica per la salute, il cibo e il patrimonio culturale; pettini di frequenza ottici e spettroscopia di precisione; nano-fabbricazione avanzata (impianto di epitassia Ge/Si presso L-NESS a Como).

Bari: laser a cascata quantica nel medio infrarosso e nel terahertz; interferometria di optical feedback; metamateriali foto-indotti; micro- e macro-lavorazioni laser ai pico- e femto-secondi; sensori laser opto-acustici di tracce gassose; fabbricazione e caratterizzazione di sensori a FET organici; spettroscopia TERS

SEDI

A – Milano (sede principale) B – Bari C – Lecco D – Padova E – Roma F – Trento

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REFERENTI Prof. Roberta Ramponi Direttore IFN-CNR Piazza L. da Vinci 32 - 20133 Milano Tel: 0223996150 Mail: [email protected] Prof. Marco Marangoni Responsabile UOS di Lecco Via G. Previati 1/C- 23900 Lecco Tel: 0341488888 Mail: [email protected]

COLLEGAMENTI ATTIVI CON L’INDUSTRIA Trasferimento tecnologico nei campi di: •  sviluppo di cavità ottiche e sorgenti laser; •  analisi spettroscopica non distruttiva della

frutta; •  dispositivi point-of-care per applicazioni

biomediche; •  sistemi a luce strutturata, •  progettazione e realizzazione di dispositivi di

metrologia laser applicati al controllo di processo industriale;

•  tecniche diagnostiche a raggi X per applicazioni nel settore del legno;

•  sensori di gas ott ic i , opto-acust ic i e interferometrici di gas e di contaminanti;

•  lavorazioni laser per industria e meccatronica, micro-lavorazioni laser di materiali.

PRINCIPALI INFRASTRUTTURE Sorgenti laser in continua e ad impulsi ultrabrevi dal THz all’UV, camera bianca, litografia ottica ed elettronica, scrittura diretta mediante fascio di elettroni, deposizione di metalli e di film sottili, plasma etching, microscopia a forza atomica, diffrattometria X, sistemi automatizzati per lavorazioni di materiali con laser a femtosecondi. L’ISTITUTO IN NUMERI •  Personale di staff: 66 •  Ricercatori: 85% •  Personale femminile: 44% •  Post-doc/assegnisti: 65 (2011-2014) •  Studenti Dottorato: 36 (2011-2014) •  Autofinanziamento annuo da progetti di

ricerca: > 2.5 M€ •  Pubblicazioni annue ISI: > 100

IFN-CNRIstituto di Fotonica e Nanotecnologie

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IFN-CNRSpettroscopia e Imaging Funzionale nel Vicino Infrarosso (fNIRS)

INTRODUZIONE Il monitoraggio non invasivo dell’emodinamica e del metabolismo ossidativo è un importante metodo di indagine nel muscolo e nel cervello. In particolare, esso permette lo studio dei meccanismi legati alla normale fisiologia sotto sforzo e alla patologia, il monitoraggio dell’attività cerebrale in risposta a particolari stimoli, la diagnosi di malattie mentali, la localizzazione di lesioni cerebrali, e può essere d’aiuto per seguire i progressi conseguiti dai pazienti nell’attività riabilitativa a cui sono sottoposti. PRINCIPI BASE In questo ambito, come strumento diagnostico viene sfruttata la radiazione ottica nella regione spettrale del visibile e vicino infrarosso (600-1100 mm, NIR) in quanto: i tessuti biologici presentano in questo intervallo spettrale una relativa trasparenza permettendo alla radiazione ottica di penetrare per qualche centimetro e di avere accesso anche a strutture profonde (muscolo o corteccia celebrale) operando dall’esterno in modo completamente non invasivo; gli spettri di assorbimento dell’emoglobina ossigenata e deossigenata presentano caratteristiche diverse che un approccio multispettrale può sfruttare per determinare le concentrazioni di questi due componenti. Inoltre, adottando un approccio spettroscopico risolto nel dominio del tempo, che ha l’ulteriore vantaggio di aumentare la risoluzione spaziale in profondità, è possibile avere stima accurata dell’emodinamica del tessuto. ATTIVITÀ DI RICERCA L’attività di ricerca sarà focalizzata allo sviluppo di strumentazione NIRS compatta e multicanale in grado di svolgere studi di monitoraggio funzionale dell’emodinamica sia nel muscolo che nel cervello. Tale strumentazione sarà costruita in modo da soddisfare tutti i requisiti necessari per poter essere utilizzata in ambito clinico. Una collaborazione nell’ambito dell’attività riabilitativa per pazienti emiplegici è già stata svolta presso la clinica “Villa Beretta” di Costamasnaga (LC). REFERENTI Dott. Lorenzo Spinelli IFN-CNR Tel: 02-23996097 Mail: [email protected] Prof. Alessandro Torricelli Dipartimento di Fisica - Politecnico di Milano Tel: 02-23996087 Mail: [email protected]

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ATTIVITÀ L’attività di ricerca si articola in una direttrice più scientifica ed in una più applicativa, con al centro lo sviluppo di spettrometri laser ad elevatissima sensibilità e precisione per la rivelazione e lo studio di specie chimiche in fase gassosa.

Direttrice scientifica: •  sviluppo di strumentazione per la rivelazione di gas con

sensibilità estreme, al di sotto della parte per triliardo, ad es. per datazione di reperti storici sulla base di misure ottiche di radiocarbonio;

•  determinazione di parametri spettroscopici ad alta precisione, finalizzata allo studio della fisica delle molecole in fase gassosa;

•  misure di costanti fondamentali della fisica in contesti spettroscopici altamente selezionati, ad es. il rapporto tra massa del protone e massa dell’elettrone.

Direttrice applicativa: •  realizzazione di strumentazione laser per la rivelazione di

singole specie molecolari presenti in atmosfera con concentrazioni dell’ordine di poche parti per miliardo;

•  sviluppo di spettrometri innovativi per rivelazione simultanea di specie molecolari multiple, per diagnostica di ambienti gassosi complessi, quali respiro umano o scarichi industriali.

SETTORI DI APPLICAZIONE Ambiente: rivelazione di gas inquinanti e di gas serra Industria: rivelazione di gas di scarico per il monitoraggio di processo industriale e di impatto ambientale Salute: analisi chimica del respiro umano quale strumento di diagnosi a bassissima invasività. Sicurezza: rivelazione di vapori di esplosivi. POSSIBILI TEMI DI COLLABORAZIONE CON LE IMPRESE •  Consulenza nel settore della sensoristica ottica e delle sorgenti

laser di bassa potenza. •  Consulenza sull'uso del programma Labview REFERENTI Dr. Davide Gatti - Prof. Marco Marangoni IFN-CNR – UOS di Lecco Dipartimento di Fisica – Politecnico di Milano Via G. Previati 1/C- 23900 Lecco Tel: 0341488888 Mail: [email protected]

[email protected]

IFN-CNRStrumentazione Spettroscopica e Ottica per l’Ambiente, la Salute, la Sicurezza

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IFN-CNRMicrolavorazioni e Trattamenti Superficiali con Laser a Femtosecondi

ATTIVITÀ L’attività di r icerca verte sullo studio fondamentale e sulle possibili applicazioni dell’interazione tra materiali solidi e laser ad impulsi ultrabrevi. Le microlavorazioni con questo tipo di laser hanno caratteristiche uniche in quanto: i) consentono ablazione ‘fredda’, cioè rimozione di materiale senza deformazione del materiale circostante, con risoluzione micrometrica; ii) lavorazioni anche su materiali trasparenti in virtù di un processo di assorbimento non lineare; iii) possibilità di nanostrutturazioni superficiali a seguito di irraggiamento con parametri opportuni.

SETTORI DI APPLICAZIONE Ablazione ad elevata risoluzione per la fabbricazione di dispositivi microfluidici in plastica o per la creazione di stampi in metallo. Micro/nanostrutturazione di piccole superfici per cambiarne le proprietà di bagnabilità, attrito e adesione. Rimozione selettiva di strati di materiale di spessore micrometrico in materiali compositi multistrato.

POSSIBILI TEMI DI COLLABORAZIONE CON LE IMPRESE Consulenza nel settore delle microlavorazioni con laser a femtosecondi di materiali solidi, anche trasparenti. Sviluppo di sensori microfluidici in plastica o vetro con sensoristica ottica integrata.

REFERENTI Dott.ssa Rebeca Martinez Istituto di Fotonica e Nanotecnologie - CNR [email protected] Dr. Roberto Osellame Istituto di Fotonica e Nanotecnologie – CNR [email protected]

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Direttore: Dott. Paolo De Natale www.ino.it

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RICERCA Le principali linee di ricerca dell’Istituto sono: •  Sensori e imaging •  Sorgenti di radiazione elettromagnetica

innovative e ottica estrema •  Nano e Biofotonica •  Metrologia e spettroscopia •  Materia fredda e ottica quantistica •  Sistemi, componenti e materiali ottici

evoluti

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MISSIONE Missione dell’Istituto Nazionale di Ottica del Consiglio Nazionale delle Ricerche INO CNR è svolgere, far progredire e sostenere la ricerca italiana, anche a livello internazionale, nei settori strategici dell’Ottica, della Fisica Atomica e dell’Interazione Radiazione-Materia. Tali obiettivi vengono perseguiti creando nuove conoscenze e competenze in sinergia con Università, Imprese e altri Enti di ricerca. L’INO CNR orienta la propria att ività verso l’innovazione, il trasferimento tecnologico, la consulenza tecnico-scientifica con ricadute in settori essenzial i per l ’economia come ad esempio l’aerospazio, l’ambiente, i beni culturali, l’energia, la salute, la sicurezza. In collaborazione con l’Università, l’Istituto promuove la formazione e la crescita tecnico-professionale nei settori di competenza. L’INO CNR nasce il 1 febbraio 2010 dall’aggregazione dell’Istituto Nazionale di Ottica Applicata (INOA, fondato nel 1927), con le sue sedi di Firenze, Napoli e Lecce, di una parte dell’Istituto per i Processi Fisico-Chimici (IPCF) di Pisa e del Centro sulla Condensazione di Bose-Einstein (BEC-INFM) di Trento, con la sua articolazione presso il LENS di Firenze. Nel 2013 si unisce ad INO il Sensor Lab di Brescia. Da tale integrazione discende una larga rappresentatività dei settori più significativi dell’Ottica, intesa nell’accezione più ampia e moderna e della Fisica Atomica e Molecolare.

SEDI

A – Firenze (sede principale) B – Brescia C – Lecce D – Lecco E – Napoli F – Pisa G – Sesto Fiorentino H – Trento

A

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INO-CNRIstituto Nazionale di Ottica

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CONTATTI SEDE DI FIRENZE Largo Enrico Fermi, 6 50125 Firenze Tel. +39 055 23081 Fax +39 055 2337755 email: [email protected] PEC: [email protected] Referenti sede di Lecco: Dott. Pablo Cancio Pastor, Prof. Giorgio Sberveglieri

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PRINCIPALI SETTORI DI APPLICAZIONE Aerospazio e Sicurezza: sorgenti e tecniche di rivelazione nelle regioni spettrali del terahertz, dell’infrarosso e dell’estremo UV. Progettazione e caratterizzazione metrologica di componenti e sistemi ottici; Ambiente: sistemi laser per la rivelazione di sostanze e inquinanti in tracce; Alimentare: sicurezza dei cibi, determinazione di sostanze tossiche in tracce; Beni Culturali: metodologie e dispositivi optoelettronici per la diagnostica non invasiva di opere d’arte; Energia: progettazione e sviluppo di materiali, sistemi e sensori ottici innovativi per il solare fotovoltaico e termodinamico e per l’energia geotermale. Studio di sistemi laser ad altissima intensità per applicazioni all’energia da fusione termonucleare controllata;

Salute: tecniche e strumentazioni ottiche per microscopia innovativa ed elaborazione di immagini. Accelerazione di particelle mediante laser-plasma per diagnostica e radioterapia. Ergonomia della visione. I NUMERI DI INO-CNR (maggio 2015) •  Personale dipendente: 153 •  Personale di ricerca: 129 •  Associati: 98 •  Assegnisti: 35 •  Borsisti: 2 •  Finanziamenti da progetti di ricerca: 22,5 M€ •  Pubblicazioni annue ISI: >200

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INO-CNRIstituto Nazionale di Ottica

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INO-CNRSensori di Gas con Tecniche Laser

ATTIVITÀ Il ventaglio di sensori sviluppati dai ricercatori INO CNR nell’ultimo decennio consente di operare su tutto l’infrarosso, fino alla regione del THz, una regione particolarmente favorevole per l’indagine di molecole di interesse ambientale, medicale e della sicurezza. Basati su sorgenti laser, detengono ad oggi il record di sensibilità nella rivelazione di molecole in bassa concentrazione, e consentono di analizzare selettivamente la composizione di un campione gassoso nelle diverse specie molecolari che lo compongono. Tra i progetti attivi citiamo: ORCA - misura Ott ica del l 'anidride Radio-Carbonica nell'atmosfera del plateau Antartico; SIMPAS - Sistemi Innovativi di Misura per la Protezione dell'Ambiente e della Salute; Active Ageing At Home - Sistema integrato per l’invecchiamento attivo a casa dell’anziano. SETTORI DI APPLICAZIONE L’interesse in questo settore viene sia dal mondo applicativo/industriale sia da quello della ricerca di base. Le innovative tecniche spettroscopiche sviluppate consentono oggi di avere, ad esempio, sensori di tipo fotoacustico adatti per applicazioni sul campo – controllo e misura di agenti inquinanti in aree di interesse industriale e civile – e spettrometri altamente sofisticati come lo SCAR, l’unico così sensibile da permettere la datazione al radiocarbonio per via completamente ottica. POSSIBILI TEMI DI COLLABORAZIONE CON LE IMPRESE Le nostre ricerche hanno da sempre coinvolto imprese operanti nel settore del controllo della qualità dell’aria e della sicurezza in contesti abitativi o lavorativi. I sensori sviluppati attualmente a livello di prototipo da laboratorio possono dar vita a una nuova generazione di sensori di gas in tracce compatti e ad alta affidabilità. REFERENTI Dott. Pablo Cancio Pastor – Dott. Simone Borri INO CNR, UOS Sesto Fiorentino c/o LENS Via N. Carrara 1 50019 Sesto Fiorentino (FI) Tel: 055 457 2501 - 2227 Mail: [email protected] - [email protected]

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ATTIVITÀ I sensori a stato solido di tipo conduttometrico basati su ossidi metallici semiconduttori sono dispositivi di piccole dimensioni, ridotto consumo di potenza, elevata sensibilità nei confronti di molti gas (tipicamente a concentrazioni dell’ordine della parte per milione “ppm”). L’impiego di ossidi metallici semiconduttori con struttura a nanofilo offre alcuni vantaggi funzionali, principalmente la sensibilità e la stabilità nel tempo, compatibilmente con il mantenimento di ridotti costi di produzione.

SETTORI DI APPLICAZIONE Questo tipo di tecnologia innovativa si adatta brillantemente all’utilizzo in campo alimentare. Negli ultimi 10 anni il nostro gruppo di ricerca si è visto coinvolto in numerosi progetti inerenti la sicurezza, il controllo, il rispetto della salubrità del prodotto e del consumatore. Si potrebbe parlare di una vera ricerca dai « campi alla tavola », per numerosissimi prodotti come ad esempio, olio extra vergine d’oliva, prodotti a base di pomodoro, l’intera filiera del caffè, i formaggi, le carni fresche, succhi di frutta, etc. Questo tipo di tecnologia riesce infatti a monitorare sia l’aroma caratteristico del prodotto garantendone l’originalità, sia le possibili anomalie di processo di origine sia microbica che chimica.

POSSIBILI TEMI DI COLLABORAZIONE CON LE IMPRESE I sensori prodotti possono facilmente essere impiegati in diversi settori dell’agro-alimentare come ad esempio: •  Garantire la sicurezza del prodotto •  Rispetto di quanto dichiarato in etichetta •  Controllo microbiologico di possibili contaminanti •  Monitoraggio dell’evoluzione delle specie microbiche coinvolte

nelle principali trasformazioni alimentari (pane, salame, olive) REFERENTI Prof. Giorgio Sberveglieri INO-CNR, UOS Brescia Via Branze 45, 25123 Brescia Tel: +39 030 3715771 Mail: [email protected] http://sensor.ing.unibs.it

INO-CNRSensori per la Sicurezza Alimentare

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ATTIVITÀ Il Laboratorio di Fotometria e Illuminotecnica è una struttura nata nel 2004 in seno all'Istituto Nazionale di Ottica Applicata di Firenze (oggi CNR - Istituto Nazionale di Ottica) che svolge sia attività di ricerca che di misura, progettazione e consulenza per terzi, queste ultime in regime di Qualità ISO9001. Dalla sua nascita ad oggi il Laboratorio ha fornito più di 350 consulenze a piccole, medie e grandi imprese. L’attività relativa alle misure ottiche ha portato il Laboratorio a poter eseguire un set di misure ormai standardizzate e procedurizzate, quali ad esempio la caratterizzazione ottica di materiali, l'emissione spaziale e spettrale sia di sorgenti luminose estese che di LED o fibre ottiche, le misure di colore, la rispondenza a standard CEI, ISO, UNI; è però possibile progettare ed eseguire anche misure specifiche per particolari esigenze. Inoltre il Laboratorio può fornire consulenze relative a sistemi di misura e controllo ottici per applicazioni di carattere industriale o medicale, anche tramite progettazione ottica non-imaging e lighting simulation, seguendo se necessario la fase di prototipizzazione ed industrializzazione. SETTORI DI APPLICAZIONE Ottica industriale, radiometria, fotometria, colorimetria, ottica biomedica, misure e collaudi ottici, progettazione ottica non-imaging.

POSSIBILI TEMI DI COLLABORAZIONE CON LE IMPRESE Il Laboratorio di Fotometria e Illuminotecnica mette a disposizione il proprio know-how per la progettazione e verifica di prototipi di sistemi ottici per l’industria (es. sistemi per controlli in linea, set-up per verifiche e ottimizzazioni, manipoli, teste ottiche, illuminatori etc.). Esegue misure e verifiche per la conformità a standard internazionali (es. CEI EN 60825 – laser, CEI EN 62471 – sicurezza fotobiologica di lampade, D.Lgs 81/2008, etc.) REFERENTI Dott. David Jafrancesco - Dott. Luca Mercatelli INO CNR Sede di Arcetri Largo Fermi, 6 – 50125 Firenze Tel: 055 23081 Mail: [email protected] - [email protected]

Immagini, dall’alto in basso: spettrofotometri, radiometro, progetto di sistema ottico, mappa di irradiamento su CCD, diagrammi colorimetrici, lampadina alogena con misurazione spaziale e spettrale della radiazione emessa

INO-CNRSensori ottici per Applicazioni Industriali

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Marine Technology Research Institute

Direttore: Dott. Emilio Fortunato Campana www.insean.cnr.it

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A questi si aggiungono i laboratori, le officine meccaniche, la falegnameria per la costruzione dei modelli e il centro di calcolo dotato di «cluster» per lo sviluppo e l’applicazione dei modelli di simulazione numerica sviluppati in sede. Grazie alle sue ampie competenze e dotazioni, l’Istituto partecipa a numerose attività di ricerca nell’ambito di molteplici progetti, nonché ad attività di servizio e consulenza per il trasferimento tecnologico delle innovazioni scientifiche frutto della ricerca verso l’industria nazionale ed estera operante nel settore del trasporto marittimo e della diportistica, di quello aeronautico ed aerospaziale.

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L’INSEAN (Istituto Nazionale per Studi ed Esperienze di Architettura Navale) è un istituto di ricerca fondato nel 1927 ed afferente, dal 2011, al Dipartimento di ingegneria, ICT e Tecnologie per le Energie e i Trasporti del Consiglio Nazionale delle Ricerche. L’Istituto conta circa 140 dipendenti tra ricercatori ingegneri tecnici e personale amministrativo. E’ uno dei membri dell’ITTC (International Towing Tank Conference), l’organismo scientifico internazionale che raggruppa circa un centinaio di membri sparsi in tutto il mondo tra università, istituti d’idrodinamica e partner industriali. Alle sue origini l ’Istituto si occupava quasi esclusivamente di navi o più in generale di imbarcazioni di ogni tipo e grandezza, oggi invece l’INSEAN è un ente di ricerca pubblico che svolge attività scientifica e tecnologica nell’ambito di molti temi relativi all’ambiente marino e marittimo, ed in particolare nei seguenti settori: •  Sicurezza della navigazione ed efficienza energetica

dei veicoli marini; •  Sv i l uppo d i mode l l i ma t ema t i c i p e r l a

fluidodinamica; •  Generazione di energie pulite e rinnovabili dal mare

(eolico off‐shore, correnti, onde); •  Sviluppo di tecnologie innovative per il trasporto

marittimo; •  Acustica; •  Gestione sostenibile della fascia costiera, protezione

delle coste e lotta all’inquinamento dell’ambiente marino.

L’INSEAN è dotato di imponenti impianti sperimentali, tra i maggiori al mondo per dimensione ed importanza nel settore.

SEDI

A – Roma (sede principale) B – Lecco

B B

INSEAN-CNRIstituto Nazionale per Studi ed Esperienze di Architettura Navale

Marine Technology Research Institute

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La sede principale dell’INSEAN è a Roma dove ci sono gli impianti sperimentali che costituiscono uno dei fiori all’occhiello del Consiglio Nazionale delle Ricerche, ma l’apertura di nuove sedi dell’Istituto in altre zone d ’I ta l ia cost i tu isce un’ott ima opportunità per favorire la collaborazione con le altre realtà scientifiche e le varie imprese sparse su tutto il territorio nazionale.

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In particolare, l’INSEAN ha attualmente all’attivo decine di progetti di ricerca finanziati tra gli altri dall’Unione Europea, dalla European Defense Agency (EDA) e dall’Office of Naval Research del Dipartimento della Difesa degli USA. L’Insean svolge inoltre attività di consulenza tecnico-scientifica per prestigiosi gruppi industriali nazionali (Alenia, Alstom, Calzoni, Enel, Fiat, Fincantieri, Finmeccanica, Piaggio Aero Industries, etc.) ed internazionali quali Airbus (Francia, Germania), Boeing (USA), DSO National Laboratories (Singapore), General Dynamics (USA), Rolls Royce (Gran Bretagna), Thyssen-Krupp (Germania), Brunvoll (Norvegia). Rilievanti sono poi le collaborazioni e le consulenze svolte per la Marina Militare Italiana, per i maggiori consorzi italiani partecipanti alla Coppa America di vela (Azzurra, il Moro di Venezia, Luna Rossa), per il CONI, la Ferrari e, nell’ambito della preparazione alle Olimpiadi 2012, per le federazioni di canoa, canottaggio, vela e sci d’acqua. L’INSEAN svolge attività di formazione e collaborazione universitaria e post-universitaria

tramite tesi di laurea, dottorati di ricerca e borse di post-dottorato, docenze svolte presso numerose università italiane e, tramite accordi bilaterali, straniere (Francia, Germania, Olanda, Canada, USA, Corea del Sud, Giappone, Cina, Brasile). Le attività di formazione e divulgazione delle conoscenze scientifiche e tecnologiche si concretizzano spesso all’interno dei progetti stessi, come accade ad esempio con il recentissimo progetto denominato ‘RES MARE ‘, che si propone come obiettivo quello di dare un grosso impulso a due settori industriali legati al mare, la nautica da diporto e la produzione di energie rinnovabili dal mare. Questi settor i molto spesso sono appannaggio di piccole e medie imprese (PMI) che in genere hanno difficoltà ad investire in ricerca e sviluppo; il supporto di un istituto del CNR specifico del settore dell’ingegneria navale e marittima, in grado di corredare appropriati modelli numerici sviluppati ad hoc con una accurata verifica sperimentale, assicura a tali imprese la possibilità di cogliere maggiori opportunità di innovazione.

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INSEAN-CNRIstituto Nazionale per Studi ed Esperienze di Architettura Navale

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INSEAN-CNRRicerca e Sviluppo dell’Idrodinamica per le Energie Rinnovabili

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ATTIVITÀ Nel contesto delle attività di ricerca sul tema “Low Carbon Technologies”, il CNR-INSEAN studia, sviluppa e applica competenze e strumenti al tema dell’estrazione di energia rinnovabile in ambiente marino, utilizzando sia strumenti di modellistica matematica, sia tecniche sperimentali per l'analisi e la progettazione di sistemi per estrarre energia da onde, correnti marine e dal vento. Per lo studio dei sistemi di estrazione di energia dal mare sono disponibili presso la sede del CNR-INSEAN impianti sperimentali tra i maggiori in Europa e nel mondo per dimensioni, equipaggiamenti e tecniche di indagine. L’analisi e la progettazione attraverso modelli numerici è basata su strumenti dedicati e sviluppati dal personale strutturato e a contratto. La crescita delle conoscenze in un settore tecnologico nuovo e lo studio delle possibili implicazioni di queste tecnologie sull'ambiente sono l’obiettivo dichiarato delle attività umane connesse ai mari (pesca, trasporti, turismo) per una “blue growth” sostenibile. SETTORI DI APPLICAZIONE Il CNR-INSEAN svolge attività di ricerca su sistemi per conversione di energia mediante indagini sperimentale e numeriche, relativamente a sistemi basati su: attuatori per la conversione di energia dalle onde in relazione alla risposta dei sistemi di ancoraggio e ormeggio all’azione del moto ondoso; modelli di turbina ad asse verticale e orizzontale per lo sfruttamento delle correnti marine; dispositivi per l’estrazione di energia dal vento, eolico off-shore. Dispositivi ibridi per la combinazione di sistemi dedicati al vento, onde, correnti suscita crescente interesse. POSSIBILI TEMI DI COLLABORAZIONE CON LE IMPRESE La sovrapposizione di esigenze diverse stimola collaborazioni con enti pubblici e privati. Lo sviluppo di casi-test è dedicata alla definizione di standard comuni, mentre l’analisi degli effetti di scala mediante tecniche di indagine sperimentale e numerica consentono la simulazione dei sistemi in diverse condizioni di funzionamento.   REFERENTI Ing. Daniele Ranocchia CNR INSEAN Via di Vallerano, 139 00128 Roma Tel: 06 50299217 Mail: [email protected]

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ATTIVITÀ La Fluidodinamica Numerica permette lo studio al calcolatore di flussi di vario tipo riscontrabili in molteplici problemi ingegneristici attraverso la soluzione approssimata delle equazioni di Navier-Stokes. Per lo studio del problema possono essere adottati vari approcci che in generale risultano essere un compromesso tra l’accuratezza delle soluzioni e la potenza di calcolo a disposizione. Si passa quindi dalle “simulazioni RANS”, più semplici ma meno accurate, al metodo della “simulazione diretta”, che risolve molto più nel dettaglio ma richiede potenze di calcolo elevatissime, passando per il cosiddetto “Large Eddy Simulation”. E’ chiaro quindi che l’evoluzione continua delle risorse informatiche e la necessità di risolvere al meglio le complesse problematiche fluidodinamiche rendano questa disciplina in continua evoluzione.

SETTORI DI APPLICAZIONE La Fluidodinamica Numerica è oggi utilizzata in campo nautico, automobilistico, aerospaziale, ambientale, meteorologico, medico e più in generale in tutte quelle discipline che s’imbattono nel moto di fluido. Il successo di questa disciplina è generato dagli indubbi vantaggi che presenta rispetto ad un approccio esclusivamente sperimentale: la velocità d’esecuzione, la possibilità di studiare problemi non replicabili in laboratorio per complessità e grandezza delle grandezze in gioco.

POSSIBILI TEMI DI COLLABORAZIONE CON LE IMPRESE La collaborazione con le imprese potrebbe realizzarsi durante tutte le fasi di un progetto: individuazione delle migliori soluzioni proposte, ottimizzazione delle forme ideali nel rispetto dei vincoli, comprensione degli eventuali problemi che dovessero presentarsi sul prodotto finale e studio, sempre attraverso l’analisi numerica, delle possibili soluzioni. RIFERIMENTI Ing. Daniele Ranocchia CNR INSEAN Via di Vallerano, 139 00139 Roma Tel: 06 50299217 Mail: [email protected]

INSEAN-CNRFluidodinamica Numerica: Modelli per l’Ambiente ed il Trasporto Navale

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ATTIVITÀ Nell'ambito di uno sviluppo ecosostenibile del trasporto marittimo e delle problematiche inerenti il crescente impatto acustico sulla fauna marina, l'analisi idroacustica di sistemi propulsivi navali riveste un'importanza primaria. In tale contesto, il CNR-INSEAN vanta competenze di livello assoluto, testimoniate dalla pubblicazione di numerosi articoli sulle riviste scientifiche più prestigiose e da una presenza costante nei più importanti progetti internazionali di ricerca. Tali competenze riguardano sia il settore sperimentale, in cui sono state sviluppate e implementate tecniche di misura all'avanguardia per la stima dei campi di velocità ed il disaccoppiamento tra le componenti di pressione idrodinamica ed acustica, sia il settore numerico, attraverso il quale è oggi possibile un'efficace mappatura del campo acustico subacqueo generato da eliche marine, da configurazioni multicomponente (interazioni elica-scafo-timone e generiche appendici idrodinamiche) e da fenomeni di scattering. Particolare attenzione è rivolta ai complessi meccanismi di generazione e propagazione del rumore dovuti a fenomeni di cavitazione, per i quali sia le tecniche sperimentali che i modelli numerici definiscono il sostanziale "stato dell'arte" nel settore.

SETTORI DI APPLICAZIONE I settori interessati dalla ricerca nel campo dell'idroacustica sperimentale e numerica sono numerosi ed eterogenei. Le possibili applicazioni investono problemi di vibrazione strutturale, inerenti la sicurezza ed il comfort di bordo, l’impatto ambientale sul delicato ecosistema marino, la tracciabilità delle navi e, non ultimi, i recenti problemi di certificazione, dovuti a norme internazionali sempre più stringenti sull’emissione di rumore, in acqua e nelle aree portuali.

POSSIBILI TEMI DI COLLABORAZIONE CON LE IMPRESE L’INSEAN mette a disposizione della cantieristica nazionale (e non) le proprie competenze ed i propri impianti di prova (un canale di circolazione e due bacini rettilinei tra i più grandi al mondo) per studi di base, misure del campo acustico subacqueo, simulazioni numeriche, mappature acustiche, ottimizzazione e ricerca su configurazioni avanzate, ausilio alla progettazione per il rispetto delle norme di certificazione.

REFERENTI Ing. Daniele Ranocchia CNR INSEAN Via di Vallerano, 139 00128 ROMA Tel: 06 50299217 Mail: [email protected]

subacqueo, s imu laz i on i numer i che , mappature acustiche, ottimizzazione e ricerca su configurazioni avanzate, ausilio alla progettazione per il rispetto delle norme di certificazione.

INSEAN-CNR Idroacustica Numerica e Sperimentale

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Direttore: Prof. Cosimo Carfagna www.ipcb.cnr.it

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A

SEDI

A – Pozzuoli (NA) (sede principale) B – Napoli-Portici (NA) C – Catania D – Pisa E – Trento F – Lecco

A B

C

D

E F

MISSIONE La missione dell’Istituto per i Polimeri, Compositi e Biomateriali del Dipartimento di Scienze Chimiche e Tecnologie dei Materiali del CNR è quella di svolgere attività di ricerca e trasferimento tecnologico nei settori dei materiali innovativi a matrice polimerica e delle tecnologie di processo per i polimeri, compositi e biomateriali. Tale obiettivo viene perseguito con un approccio multidisciplinare e creando nuove sinergie e cooperazioni con Università, Imprese e altri Enti di ricerca sia nazionali che internazionali.

L’IPCB CNR orienta la propria attività di ricerca, sviluppo e trasferimento verso le sfide sociali individuate dal programma Horizon 2020 in settori economicamente strategici quali le Energie rinnovabili, i Trasporti, i Beni Culturali, la Salute e l’Ambiente. Particolare attenzione è rivolta alla individuazione delle Future Emerging Technologies nei settori dei Materiali Avanzati e delle Nanotecnologie.

L’IPCB nasce il 1 Marzo 2014 dall’unione di due istituti che operavano nell’area flegrea (Napoli): l’Istituto di Chimica e Tecnologia dei Polimeri (ICTP, fondato nel 1968) e l’Istituto per i Materiali Compositi e Biomedici (IMCB, fondato nel 2001). Dalla integrazione delle competenze chimiche ed ingegneristiche presenti inizialmente nei singoli Istituti, è stato possibile sviluppare nuove conoscenze nei settori dei Materiali Avanzati e delle Tecnologie Abilitanti, dei Materiali e Tecnologie per la salute – Nanomedicina, e della Chimica Verde. L’Istituto ha sedi (UOS) distribuite capillarmente su tutto il territorio nazionale che lo configurano come un autentico punto di riferimento per la ricerca nazionale nel campo della scienza e della tecnologia di materiali polimerici, dei compositi e dei biomateriali.

RICERCA

Le principali linee di ricerca dell’Istituto sono:

•  Material i pol imeric i , composit i e nanostrutture con proprietà strutturali e funzionali programmate

•  Materiali polimerici multifasici per l’ingegneria dei tessuti e la medicina rigenerativa

•  Tecnologie di trasformazione di polimeri di sintesi e di origine naturale, compositi e nanostrutture

•  Sintesi e modifiche funzionali di polimeri •  Carat ter i zzaz ione s t ru t tura le d i

macromolecole di origine naturale e sviluppo di metodologie innovative per lo studio di materiali avanzati

•  S v i l u p p o d e l l e c o n o s c e n z e e trasferimento tecnologico

Materiali  Innova-vi  

Salute  e  nano-­‐

medicina  

Sostenibilità  

IPCB-CNRIstituto per i Polimeri, Compositi e Biomateriali

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MISSIONE

Le attività di ricerca condotte a Lecco sono principalmente rivolte allo sviluppo di materiali polimerici e compositi nonché allo sviluppo di tecnologie innovative nell’ambito dell’Edilizia, della Salute e del Manifatturiero Avanzato. L’attività di ricerca si articola nelle seguenti fasi: progettazione, preparazione e caratterizzazione fisica, chimica, meccanica e funzionale dei materiali, sistemi e prototipi. La UOS-IPCB Lecco è costituita da unità di personale con consolidata esperienza nello sviluppo di materiali compositi innovativi a matrice polimerica. OBIETTIVI e ATTIVITÀ

•  Sviluppo di materiali polimerici, compositi e biomateriali con proprietà strutturali e funzionali programmate

•  Rea l i zzaz ione d i mater ia l i compos i t i ecosostenibili, costituiti da matrici polimeriche da fonti rinnovabili e fibre naturali e/o nanoparticelle funzionali

•  Sviluppo di coating ed adesivi innovativi u t i l i z zando mater ia l i a t t i v i , smar t e multifunzionali

•  Sviluppo di materiali multifunzionali per device biomedici custom-made per la riabilitazione funzionale di individui con disabilità

•  Sviluppo di materiali innovativi organici-inorganici per il ripristino e/o il consolidamento strutturale nonché per l ’adeguamento energetico di edifici anche di interesse storico-artistico

•  Integrazione di tecniche convenzionali ed innovative, quali ad esempio l’Additive Manufacturing, per la realizzazione di prototipi avanzati

CONTATTI SEDE DI POZZUOLI (NA) Via Campi Flegrei, 34 80078 Pozzuoli (NA) +39 081 8675111 [email protected] DIRETTORE: Cosimo Carfagna

50 nm

10 nm

IPCB-CNRUOS di Lecco | Materiali polimerici multifunzionali ed ecosostenibili e loro applicazioni

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ATTIVITÀ L’Unità di Lecco del CNR IPCB ha una consolidata esperienza nel campo dei materiali funzionali e delle tecnologie sostenibili, tra cui: •  preparazione, funzional izzazione, processing e

caratterizzazione di polimeri e compositi a matrice termoplastica e termoindurente. Impiego di filler e fibre provenienti da diversi settori per la realizzazione di compositi riciclati;

•  realizzazione di materiali compositi ecosostenibili, costituiti da matrici termoindurenti e/o termoplastiche da fonti rinnovabili e fibre naturali;

•  materiali funzionali a matrice polimerica contenenti principi attivi e micro/nanoparticelle in grado di rispondere a stimoli esterni (luce, temperatura, pH, umidità), impiegabili come vettori per il rilascio controllato;

•  coating innovativi per la funzionalizzazione di superfici, fibre e particelle e formulazione di adesivi ad alte prestazioni;

•  elettrofilatura di fibre micro e nanometriche a partire da soluzioni e fusi polimerici.

SETTORI DI APPLICAZIONE I sistemi polimerici nanostrutturati, multicomponente e multifunzionali sviluppati dalla unità IPCB di Lecco trovano impiego in diversi settori, quali: packaging, tessile, biomedicale, rivestimenti, nautica, cantieristica, e nel settore degli articoli ad elevate prestazioni per lo sport.

POSSIBILI TEMI DI COLLABORAZIONE CON LE IMPRESE L’Unità IPCB di Lecco offre la propria conoscenza di base e pre-prototipale relativa alla sintesi e caratterizzazione di materiali polimerici nanostrutturati, multicomponente e multifunzionali, nonché sul processing di compositi contenenti fibre naturali e matrici termoindurenti e/o termoplastiche, sia vergini che provenienti dalla filiera del riciclo. REFERENTI Dr. Pierfrancesco Cerruti – Ing. Irene Bonadies CNR IPCB Via Campi Flegrei, 34 80078 Pozzuoli Na Tel: +39 081 8675111 Mail: [email protected] - [email protected]

nucleo  citoplasma  

nanopar/celle  

agente  a1vo  

agente attivo

IPCB-CNRMateriali e Tecnologie Ecosostenibili

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ATTIVITÀ L’unita UOS IPCB di Lecco ha una consolidata esperienza nello sviluppo di materiali innovativi a matrice polimerica e relative tecnologie per il processo costruttivo in ambito civile ed industriale nonché per la salvaguardia del costruito con specifica attenzione alle problematiche della sicurezza e della eco-sostenibilità. Le principali attività riguardano: - Sviluppo di compositi a matrice polimerica, materiali per strutture sandwich, materiali alleggeriti, rivestimenti, adesivi, ed espansi con migliorate prestazioni strutturali, funzionali, termo-acustiche, di resistenza al fuoco e durabilità all’invecchiamento. - Sviluppo di materiali multifunzionali basati su nanostrutture con specifiche funzionalità quali ad esempio self-cleaning, attività fotocatalitica, attività antimicrobica, anticorrosione, etc. - Sviluppo di materiali ibridi organici-inorganici per il ripristino e/o il consolidamento strutturale nonché per l’adeguamento energetico di edifici anche di interesse storico-artistico. - Sviluppo dell’edilizia sostenibile utilizzando materiali da risorse rinnovabili e biodegradabili, fibre naturali, materiali a km zero e materiali da riciclo. - Sviluppo di nuove Tecnologie di costruzione e di ripristino del costruito attraverso l’uso di materiali e processi innovativi.

SETTORI DI APPLICAZIONE Le tipologie di materiali innovativi e relative tecnologie sviluppate dalla UOS-IPCB di Lecco per il settore dell’Edilizia civile-industriale possono trovare applicazione anche in altri settori strategici quali il settore del Manifatturiero Avanzato, dei Trasporti e del Cultural Heritage.

POSSIBILI TEMI DI COLLABORAZIONE CON LE IMPRESE L’Unità IPCB di Lecco offre la propria conoscenza relativa allo sviluppo di conoscenze di base e prototipale dei materiali polimerici, compositi, ibridi e multifunzionali per qualunque applicazione riguardante il settore dell’edilizia civile-industriale. REFERENTI Dr Marino Lavorgna – Dr Andrea Sorrentino CNR IPCB P.le Enrico Fermi 1 80055 Portici Na Tel: 081 7758838/05 Mail: [email protected] - [email protected]

IPCB-CNRMateriali Innovativi a Matrice Polimerica per l’Edilizia

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ATTIVITÀ •  Sviluppo di materiali multifunzionali per device biomedici

custom-made che supportino la riabilitazione funzionale di individui con diverse disabilità, determinate da danni neurologici, neuromuscolari, ortopedici, o da amputazione.

•  Ottimizzazione delle caratteristiche di interfaccia tra dispositivi biomedicali e corpo umano e progettazione di materiali e dispositivi custom-made con un gradiente di funzionalità sfruttando tecniche di Additive Manufacturing (3D Printing ...) e l'approccio tipico del reverse engineering tenendo presente geometrie e specifiche esigenze morfologiche e anatomo-funzionali del paziente.

•  Realizzazione di componenti in materiale polimerico o composito a matrice polimerica, totalmente biodegradabili/riciclabili, con superfici ingegnerizzate per il rilascio di sostanze naturali per migliorare l'interfaccia device/tessuto.

•  Integrazione di tecniche convenzionali e di Additive Manufacturing per la realizzazione di dispostivi avanzati.

SETTORI DI APPLICAZIONE I settori di applicazione riguardano essenzialmente il campo della progettazione e dell’ottimizzazione di dispositivi biomedicali mediante processi tecnologici innovativi. I vantaggi principali della tecnologia offerta si potranno concretizzare in una semplificazione delle operazioni di preparazione individualizzata dei device da parte dei tecnici, e in una maggiore versatilità d'uso perché esse conterranno al loro interno un complesso di funzioni pre-organizzate.

POSSIBILI TEMI DI COLLABORAZIONE CON LE IMPRESE Il design di device biomedicali innovativi oltre che la possibilità di personalizzazione di protesi/ortesi attraverso una procedura controllata, semplice e riproducibile, potrebbe interessare diverse aziende il cui obiettivo ultimo è rappresentato dal miglioramento continuo del prodotto nonché del sistema produttivo aziendale. REFERENTI Dott. Luigi Ambrosio – Dott. Antonio Gloria CNR IPCB Viale J.F. Kennedy,54 Pad.20 Mostra d'Oltremare 80125 Napoli (NA) Tel: 081 2425931; 081 2425942 Mail: [email protected][email protected]

IPCB-CNRMateriali Innovativi e Tecniche di Additive Manufacturing per la Salute

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Direttore: Prof. Tullio Tolio www.itia.cnr.it

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A livello europeo ITIA è tra i soggetti che hanno ispirato la creazione della piattaforma ManuFuture, è un Socio Fondatore della European Association for the Factories of the Future (EFFRA), finalizzata alla creazione della Public-Private Partnerships (PPP) nell ’ambito di Horizon2020. A livello nazionale, ITIA è tra i soci fondatori de l l ’Assoc i az i one “C lus te r Fabbr i ca Intelligente”, e partecipa ai lavori del Cluster TAV. A livello regionale, ITIA è tra i soci fondatori dell’associazione AFIL “Cluster Fabbrica Intelligente-Lombardia”, che è stato r i conosc iu to da Reg ione Lombard ia l’organizzazione regionale di riferimento nell’area delle politiche di ricerca sul manufacturing.

Immagine/blocco immagini

MISSIONE ITIA, quale Istituto del CNR, ha il compito istituzionale di svolgere, promuovere, diffondere e valorizzare attività di ricerca per lo sviluppo scientifico, tecnologico, economico e sociale del paese. In applicazione della visione espressa sul manifatturiero, la missione dell’Istituto è indirizzata a specifiche attività di ricerca su tecnologie abilitanti, processi e prodotti integrati nel sistema fabbrica con l’obiettivo di rafforzare la competitività del sistema economico nazionale e supportare la generazione di nuova occupazione, benessere, sostenibilità e coesione sociale. Questa missione di alto livello si specializza in missioni specifiche nelle diverse aree di attività dell’Istituto. L’idea generale è che, per avere un impatto reale sulla ricerca e innovazione, è necessario presidiare con un approccio sinergico le aree della Ricerca, dell’Alta Formazione, delle Roadmap Tecnologiche. •  Ricerca che si estrinseca a differenti livelli, dalla

generazione di nuova conoscenza per lo sviluppo di nuove applicazioni e tecnologie, la fase di innovazione industriale che ne deriva.

•  Formazione, specialmente sotto forma di coinvolgimento di laureati nelle attività di ricerca e di collaborazione con le Università nell’ambito di programmi di Dottorato di Ricerca, e formazione permanente per le imprese, realizzata anche secondo il paradigma della Teaching Factory.

•  Roadmapping. ITIA agisce quale attore strategico per la continua definizione e aggiornamento della visione europea, nazionale e regionale sul settore manifatturiero attraverso la partecipazione a iniziative e piattaforme dedicate alla formulazione di nuovi paradigmi per il Manifatturiero.

La distribuzione del personale nei laboratori delle diverse sedi ITIA (Milano, Bari, Vigevano, Lecco) e nei gruppi di ricerca è governata secondo la seguente logica: •  Direzione strategica, scientif ica e

amministrativa presso la sede di Milano; •  Laboratori a prevalente focalizzazione

sulle tecnologie abilitanti; •  Laboratori a prevalente focalizzazione sui

settori produttivi.

SEDI ITIA

A – Milano B – Bari C – Vigevano D – Lecco

D

C

B

A

ITIA-CNRIstituto di Tecnologie Industriali e Automazione

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ITIA-CNRIstituto di Tecnologie Industriali e Automazione

STRATEGIA ITIA, attraverso la strategia che organizza le tematiche di ricerca attorno al concetto di fabbrica, affronta in modo pervasivo e unitario tutti gli aspetti salienti implicati. La strategia di ITIA si consolida mediante lo sviluppo e il mantenimento nel tempo di fabbriche pilota che rispondano all’obiettivo di realizzare prodotti innovativi e con elevato valore aggiunto (quali prodotti personalizzati e micro prodotti), di sviluppare e implementare nuove soluzioni di tecnologie abilitanti (tecnologie di Re-De Manufacturing) e di cooperazione sinergica tra esseri umani e risorse operatrici (interazione uomo-robot). Esempi tangibili sviluppati da ITIA sono la Fabbrica per Prodotti Calzaturieri Personalizzati, la Fabbrica per il De-Manufacturing, la Fabbrica per la Micro Produzione e la Fabbrica Digitale. Le fabbriche pilota sono il risultato di scelte strategiche intraprese da ITIA con riferimento alle attuali sfide del mondo manifatturiero nazionale ed europeo.

Tuttavia, la dinamicità della ricerca che ruota intorno alla fabbrica e alle tecnologie potrebbe condurre nel futuro allo studio e progettazione di nuove famiglie di fabbriche di nuova generazione come risposta a rinnovate esigenze produttive. LE TEMATICHE DI RICERCA L’attività di ricerca e innovazione di ITIA-CNR sulle tecnologie abilitanti è organizzata in ambiti di competenza presidiati da 6 Gruppi di Ricerca. I Gruppi si dedicano a tematiche di ricerca complementari e sinergiche, la cui integrazione consente di concepire fabbriche innovative, considerando tutti i differenti aspetti coinvolti: dal business model, all’organizzazione, ai sistemi di produzione, alle macchine, ai componenti e dispositivi. Le tecnologie abilitanti e gli strumenti sviluppati dai Gruppi di Ricerca sono utilizzati per la realizzazione di fabbriche pilota che offrono piattaforme a supporto della ricerca industriale e del trasferimento dei risultati all’impresa.

Direttore ITIA-CNR Prof. Tullio A.M. Tolio Tel: +39 02 2369 9995 Mail: [email protected]

Sede ITIA-CNR Milano Area della Ricerca Milano 1 Via Edoardo Bassini, 15 20133 Milano

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MISSIONE Sviluppo di metodologie, tecnologie e prototipi per la cooperazione intuitiva e sicura uomo-macchina nei settori del Biomedicale e del Manifatturiero Avanzato OBIETTIVI e ATTIVITÀ •  sviluppo di soluzioni scientifico-tecnologiche innovative per la

riabilitazione neuromotoria •  sviluppo di soluzioni scientifico-tecnologiche per il controllo di

dispositivi meccatronici per l’interazione fisica sicura uomo-macchina e per la percezione aptica

•  sviluppo di soluzioni scientifico-tecnologiche innovative di progettazione dell’azionamento e del software di controllo

•  sviluppo di metodologie innovative e sistemi di visione e scansione laser 3D per applicazioni di controllo dimensionale e morfologico nel contesto navale e per applicazioni in ambito medicale

•  sviluppo di soluzioni di Realtà Aumentata e Realtà Virtuale per l’interazione fisica sicura tra uomo e robot

•  sviluppo di interfacce utente progettate secondo la filosofia dello User Centered Design

•  sviluppo di device e tecnologie di tracking e interpretazione intuitiva del movimento e intenzioni umane, interfacce “cognitive” e “semantiche”

•  sviluppo di soluzioni di Realtà Aumentata e Realtà Virtuale a supporto del training cognitivo, della riabilitazione e della comunicazione dall’età pre-scolare alla terza età.

•  sviluppo di strumenti basati su tecnologie del semantic web per la formalizzazione della conoscenza attraverso

•  sviluppo di metodologie innovative e sistemi per la sicurezza nell’ambiente di lavoro e per il reinserimento dopo infortunio attraverso l’uso di ambienti virtuali o aumentati.

PROGETTI DI RICERCA •  RIPRENDO@home: Recupero post-Ictus: Piattaforma per la RiabilitazionE Neuromotoria orientata al

Domicilio, in collaborazione con CNR-IBFM e CNR-IENI, AQ tra Regione Lombardia e il CNR •  D4All: SW integration and advanced Human Machine Interfaces in design for Ambient Assisted Living,

Progetto 4 del Cluster Tecnologico Nazionale TAV in collaborazione con CNR-IBFM e POLIMI •  Pegaso: Personalised Guidance Services for Optimising lifestyle management in teen-agers through

awareness, motivation and engagement, call FP7-ICT-2013-10 in collaborazione con Politecnico di Milano e CNR-IBFM

•  GOJI: An advanced virtual environment for supporting training of physical and cognitive activities for preventing the occurrence of dementia in normally living elderly with minor cognitive disorders. Bando Invecchiamento, in collaborazione con CNR-IBFM

•  GIOCOSO: progetto Regione Lombardia “Smart Cities and Communities” in collaborazione con Politecnico di Milano e IRCCS MEDEA – La Nostra Famiglia

REFERENTI ITIA-CNR UOS di Lecco Ing. Lorenzo Molinari Tosatti Gruppo di Ricerca IRAS Tel: +39 02 2369 9962 Mail: [email protected]

Dott. Marco Sacco Gruppo di Ricerca EVA Tel: +39 02 2369 9601 Mail: [email protected]

ITIA-CNRSmart and Human Centered Robotics: Interazione Fisica ed Intuitiva tra Uomo e Robot

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MISSIONE Soluzioni innovative per migliorare le capacità cognitive, sensoriali, di ragionamento autonomo e di apprendimento dei robot e per garantire l'interazione sicura tra robot, uomo e ambiente. OBIETTIVI e ATTIVITÀ Tre domini scientifici e tecnologici sono i principali ambiti di innovazione e ricerca per IRAS. 1. Collaborazione tra operatori e sistemi multi-robot aperti •  Metodi per la condivisione sicura ed efficiente dello spazio •  Metodi e strumenti per la programmazione intuitiva •  Metodi e strumenti software per la pianificazione del moto (e ri-

pianificazione on-line) tra più manipolatori ed operatori. •  Metodi e devices per la percezione autonoma dell’ambiente basata

sull’utilizzo di avanzati sistemi sensoriali 2. Modellazione e controllo integrato robot-processo: •  Sviluppo di modelli elastici e dinamici per i robot e dei processi

svolti (processi tecnologici, scambio di forze etc) •  Sviluppo di algoritmi di controllo cognition- e model-based •  innovative concurrent real-time controllers e di processi di

programmazione dinamica •  Sviluppo di meccanismi a struttura cinematica parallela/seriale •  Robotica per processi innovativi come Additive Manufacturing 3. Robotica per la neuroriabilitazione e per la chirurgia •  Sistemi robotizzati per la riabilitazione neuromotoria •  Protocolli terapeutici basati sull’utilizzo di tecnologie robotiche •  Modellazione biomeccanica del movimento ed integrazione nel

controllo dei sistemi robotizzati •  Soluzioni meccatroniche basate su sistemi di attuazione a rigidezza

variabile •  Soluzioni meccatroniche low-cost, open-source e 3D-printable per

il settore della home therapy •  Sistemi integrati per la neurochirurgia

REFERENTI Ing. Lorenzo Molinari Tosatti Gruppo di Ricerca IRAS Tel. +39 02 2369 9962 [email protected]

PRINCIPALI PROGETTI DI RICERCA •  FourByThree, EU H2020-NMP-ICT-FoF •  ACTIVE, EU FP7-NMP •  FLEXPROD, MISE – IND2015 •  FLEXICAST, EU FP7-FoF •  RAMPCO, EU FP7-SME •  LINARM++, EU FP7-ICT-ECHORD •  PIROS, EU, FP7-ICT-EuroC •  SUSTAINABLE MANUFACTURING, Cluster Fabbrica Intelligente •  RIPRENDO@HOME, Accordo Quadro Regione Lombardia – CNR •  FIDEAS, Accordo Quadro Regione Lombardia – CNR

ITIA-CNRIntelligent and Autonomous Robot Systems – IRAS

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ITIA-CNR Gruppo di Ricerca EVA Enterprise Engineering and Virtual Applications

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MISSIONE Le aziende sono in continua evoluzione per poter soddisfare le volubili richieste del mercato globale. Ingegneri e designer utilizzano sempre più strumenti digitali per far fronte alle nuove esigenze. In questo scenario si impone una nuova definizione di fabbrica: la fabbrica intesa come prodotto complesso che durante il suo ciclo di vita deve evolversi e interfacciarsi con tecnologie, processi e componenti da realizzare. Idea centrale di questo approccio è la riduzione dell’impiego di risorse e l’accrescimento delle prestazioni, sia tecniche che organizzative: per realizzare ciò è necessario costruire la “Virtual Factory” (VF) in cui i vari strumenti digitali per la progettazione e gestione della fabbrica rendono la sua rappresentazione dinamica e aggiornabile. La centralità della persona nell'applicazione delle tecnologie ai vari settori e in particolare all'interno della fabbrica ha portato il gruppo EVA a portare le proprie competenze in altri ambiti come quello Sanitario. OBIETTIVI e ATTIVITÀ Il gruppo EVA, da 20 anni conduce ricerche nell'ambito della Realtà Virtuale (RV), della Realtà Aumentata (RA) e della Simulazione, generalmente utilizzati per la virtualizzazione della fabbrica. Ulteriore attività di ricerca è lo sviluppo di applicazioni semantiche (basate su ontologie) quale strumento di formalizzazione e di fruizione della conoscenza a supporto dell'interoperabilità dei sistemi (sede di Milano). La sede di Bari si focalizza sulla realtà aumentata e il training, mentre la sfida della UOS di Lecco è di applicare le medesime tecnologie nel settori salute, riabilitazione e benessere. Infine, un’attenzione particolare è dedicata ai Fattori Umani che assicurano la posizione centrale dell’uomo sia nel rapporto con la produzione e con le tecnologie sia nei diversi domini in cui il gruppo opera. PRINCIPALI PROGETTI DI RICERCA •  Apps4aME (FP7 - EU) •  PEGASO (FP7 - EU) •  MELA (FP7 - EU) •  SmartManufacturing2020 (Cluster FI) •  Design4ALL (Cluster TAV) •  EDOC (PON) •  ISOFAS (Ind. 2015) •  Riprendo@Home (Regione Lombardia – CNR) •  FIDEAS (Regione Lombardia – CNR) •  Space4Agri (Regione Lombardia – CNR) •  Goji (Regione Lombardia – CNR) •  GIOCOSO (Regione Lombardia) •  Monitech (Regione Puglia) REFERENTI Dott. Marco Sacco Gruppo di Ricerca EVA Tel: +39 02 2369 9601 Mail: [email protected]

ITIA-CNREnterprise Engineering and Virtual Applications – EVA

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