SISTEMI DI PRODUZIONE - CNR · 2011-08-04 · Istituto per le macchine agricole e movimento terra...

SISTEMI DI PRODUZIONE

Istituti di prevista afferenza

• Istituto di acustica e sensoristica “Orso Mario Corbino” • Istituto per le Macchine Agricole e Movimento Terra • Istituto dei Materiali per l’Elettronica e il Magnetismo • Istituto di Scienza e Tecnologia dei Materiali Ceramici • Istituto di Studi sui Sistemi Intelligenti per l’Automazione • Istituto di Tecnologie Industriali e Automazione

Istituto per le macchine agricole e movimento terra

Direttore: Ing. ROBERTO PAOLUZZISede principale: Via Canal Bianco, 28 - 44124 Cassana (FE)Articolazione territoriale:

Sede di Torino, Torino

Sito web dell'Istituto: www.imamoter.cnr.it

Dipartimento di prevista afferenzaSistemi di Produzione

MissioneEssere una risorsa di eccellenza per l̓avanzamento, la promozione e la divulgazione delle conoscenze utili alla progettazione, alla produzione e all̓impiego delle macchine agricole e movimento terra.Contribuire allo sviluppo sociale del paese e alla competitività dei comparti industriali interessati.

Attività di ricerca (2010)

Commesse

• Controlli e simulatori di mezzi mobili e loro sottosistemi• Prototipi e tecniche di lavoro meccanizzato

Moduli

• modulo gestionale-CdS049-SP• Controlli e simulatori di mezzi mobili e loro sottosistemi• Rumore e vibrazioni di mezzi mobili e loro sottosistemi• Prototipi e tecniche di lavoro meccanizzato

RSTL

Attività Commesse

Controlli e simulatori di mezzi mobili e loro sottosistemi

Progetto: Robotica, sistemi di produzione e sistemi di movimentazione in ambienti poco strutturati

Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: CARLETTI ELEONORA

Risultati conseguiti (1) completamento di una Libreria di modelli di componenti oleodinamici da impiegare nella simulazione di applicazioni mobili (in particolare trattrici agricole); (2) ottimizzazione della valvola oleodinamica di comando di un gruppo inversore per trattrici agricole; (3) analisi fluidodinamica del circuito di lubrificazione di una trasmissione di potenza "power split" per caricatori frontali; (4) analisi fluidodinamica di moduli di scambiatori di calore olio/aria e procedura di calcolo delle prestazioni di

masse radianti complete; (5) analisi strutturale di un intensificatore di pressione oleodinamico innovativo; (6) messa a punto di procedure di co-simulazione fra un software "multibody" e un software di simulazione 1D per l'analisi virtuale di macchine complete (progetto PRRIN); (7) sviluppo di controlli digitali per l'azionamento di distributori proporzionali con stadi di pilotaggio non convenzionali; (8) prototipo di un protocollo wireless real-time a elevato grado di sicurezza per sincronizzare il lavoro di macchine agricole; (9) realizzazione di un sistema di controllo meccatronico multiplo della classe "load sensing"per pompe oleodinamiche a cilindrata variabile; (10) produzione di linee guida per la certificazione del livello SIL di unità digitali per macchine speciali da cantiere; (11) analisi della fattibilità strutturale di un raccordo oleodinamico in materiale plastico; (12) acquisizione di un software innovativo dedicato alla valutazione dell'affidabilità di sistemi meccanici e oleodinamici; (13) iniziative di alta formazione (tre Corsi presso l'Università di Ferrara in oleodinamica ed elettronica, ospitalità di due stage di un Master accademico di secondo livello in Fluid Power, docenza in un Executive Master per aziende, formazione residenziale per personale di aziende nell'ambito di progetti di innovazione nazionali); (14) pubblicazione di una monografia originale sulle trasmissioni idrostatiche; (15) verifiche applicative delle strutture di protezione ROPS e FOPS dell'operatore di macchine movimento terra per costruttori diversi; (16) coordinamento di un Gruppo di lavoro ISO dedicato alle strutture di protezione ROPS in materiali non metallici; (17) partecipazione ala stesura di linee guida sulla sicurezza dei dispositivi elettronici nelle macchine agricole (nell'ambito dell'AEF); (18) rappresentanza tecnica italiana nei Gruppi di lavoro ISO preposti allo sviluppo delle normative per i sistemi elettronici su macchine agricole movimento terra; (19)Modello di annoyance per predire le condizioni di disturbo al posto guida di pale caricatrici gommate; (20) Codice numerico per l'ottimizzazione della sound quality (minimizzazione di loudness e sharpness) dei segnali di rumore al posto guida di pale caricatrici compatte sia in condizioni stazionarie che durante cicli di lavoro; (21) Pacchetto software per l'acquisizione di segnali di pressione/accelerazione e il calcolo di alcune grandezze caratterizzanti la trasmissione di rumore e vibrazione per via fluida (22) Progettazione e realizzazione di modelli dimostrativi di vano motore che consentono l'inserimento del motore e l'applicazione di trattamenti acustici semplificati; (23) Database di Funzioni di Trasferimento Acustiche (ATF) ottenute da sperimentazioni su tali modelli; (24) Modelli di simulazione FEM/BEM del campo vibro-acustico generato dai modelli dimostrativi sopra descritti; (25) Pubblicazioni scientifiche su riviste e atti di convegni nazionali e internazionali e rapporti tecnici.

Prodotti della ricerca (2010)

anno Brevetti

Articoli ISI

Articoli non

ISI

Articoli in atti di Convegn

o

Libri Rapporti

Risultati progettua

li

Risultati di valorizzaz

ione applicativa

Abstract

Attività editoria

li

2010 0 3 17 24 2 10 1 0 1 0

Principali collaborazioniAziende di produzione o integrazione di componenti oleodinamici (Casappa, Walvoil, Comer, Aron, HP Hydraulic, FOR, FIRA, RDH Fluid, Bucher, Tecnord, Argo Hytos, Manuli Rubber Industries) e la relativa associazione di categoria (ASSOFLUID)- Costruttori di macchine movimento terra o loro parti (Fiori, CNH, Astra, Komatsu, Fiat Kobelco, Siac, Mantovanibenne, Leitner, Terex, Tesme, Euromac, Ormig, Dieci, Faresin Handlers) e loro associazioni di categoria (UNACOMA-COMAMOTER) – Aziende produttrici di apparecchiature elettroniche e/o programmi di comando e controllo per applicazioni mobili (Ama, Destura, Motronica, RE:Lab) – Enti di normazione nazionali e internazionali (UNI, CUNA, ISO, CEN) – Enti diversi (Aster, ENAMA, Quasco, Democenter, AEF) - Tre Università (Bologna, Modena & Reggio Emilia, Parma), due Istituti CNR e due Centri per l'innovazione nell'ambito del Laboratorio INTERMECH della rete ad Alta Tecnologia della Regione Emilia-Romagna – Le Università di Modena & Reggio Emilia, Parma, Padova e il Politecnico di Bari nell'ambito di un progetto nazionale PRRIN (con un contributo esterno dell'azienda CNH) e gli stessi partner per una nuova proposta progettuale nell'ambito del Bando PRRIN 2009 – L'Università di Ferrara per Corsi ufficiali, Tesi di Laurea e Dottorati di Ricerca - L'Università UPC di Barcellona, insieme a sette aziende e altri quattro Istituti di ricerca (pubblici e privati), per la presentazione di

una proposta progettuale riguardante la riduzione dei difetti nella produzione di componenti oleodinamici (nell'ambito del VII Programma Quadro) – La società 3TAU di Torino, insieme a sette aziende e altri due Istituti di ricerca, per la presentazione di una proposta progettuale riguardante lo sviluppo di manifold oleodinamici in tecnopolimeri (nell'ambito del VII Programma Quadro) - Il Politecnico di Milano e altri partner pubblici e privati nell'ambito della Piattaforma Nazionale delle Costruzioni - Dipartimento di Ingegneria dell'Università di Ferrara e altri sei partner (DIEM e DIENCA dell'Università di Bologna, IED dell'Università di Parma) nel quadro del Progetto INTERMECH della Regione Emilia-Romagna, – RIETER Automotive (Winterthur, CH) e RIETER Automotive Fimit S.p.A. (Desio, Mi) - Distributori di software quali MSC.Software, EnginSoft, Altair Engineering.

Risorse umane e finanziarie

Annorisorse finanziarie

totali allocatedi cui risorse

da terzicosti

figurativivalore

effettivoA B C D = A + C

2010 - - - -Valori in migliaia di euro

Dati estratti dal PDGP 2010-2012personale equivalente tempo pieno

ricercatori totale0 0

Riepilogo personale CNR Consuntivo 2010personale equivalente tempo pieno


Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitàAssociato

e incaricato di ricerca

Dottorando e specializzan

doBorsista Assegnista

Professore

visitatore

Collaboratore professionale Altro Totale

1 1 0 9 0 0 1 12

Principali risorse strumentali utilizzateImpianto di prova per l'applicazione controllata di carichi orizzontali (fino a 1000 kN) e verticali (fino a 200 kN) a grandi strutture meccaniche – Officina meccanica per lavorazioni e adattamenti di particolari e componenti - Laboratorio di acustica con relativa dotazione di fonometri e microfoni nonché strumenti di analisi ed elaborazione di segnali per la caratterizzazione di sorgenti generiche e macchine – Piste lineari per rilievi fonometrici con fondo in asfalto e sabbia - Centrali di potenza per la sperimentazione di componenti oleodinamici con potenze fino 30 kW - Trasduttori e catene di misura per parametri meccanici e fluidi - Software di simulazione avanzata in campo strutturale, vibro-acustico, fluidodinamico e oleodinamico - Laboratorio di elettronica per la manutenzione di strumenti e la costruzione di strumenti dedicati – Sistemi di sviluppo per schede di controllo digitali – Emulatori di reti di bordo (in particolare CAN bus) - Sonde intensimetriche mono e pluriassiali di tipo tradizionale – Fonometri, microfoni e accelerometri - Catene di misura ed elaborazione per la caratterizzazione acustica di sorgenti generiche e macchine.

Prototipi e tecniche di lavoro meccanizzato


Dipartimento: Sistemi di Produzione

Responsabile: DEBOLI ROBERTO

Risultati conseguiti Completamento dei lavori in collaborazione con CRA-ING sulla dinamica delle macchine operatrici operanti in campo per migliorare il rapporto fra la sperimentazione e l'emulazione in condizioni artificiali.Mantenimento e valorizzazione dell'attività di certificazione di prestazioni e di caratteristiche di sicurezza, proseguendo nell'opera quale stazione sperimentale OCSE, eseguendo anche attività in outsourcing per conto di costruttori di macchine agricole. Conduzione di una campagna di benchmarking prestazionale su trattrici agricole con committenza industriale. Prosecuzione delle attività su trattamento dei reflui, valorizzazione delle colture tradizionali, valutazione del potenziale erosivo delle precipitazioni e valutazione del carico cognitivo delle attività agricole, conseguendo alcuni risultati intermedi oggetto di pubblicazione.Completamento della verifica di un nuovo dispositivo elettronico di controllo per trattrici agricole, in grado di individuare e segnalare le situazioni di rischio più pericolose nell'utilizzo di tali macchine.Responsabilità in ambito UNI, della sottocommissione "vibrazioni trasmesse all'uomo" e partecipazioni alle riunioni dei relativi Gruppi di Lavoro – Partecipazione ai lavori del "Comitato consultivo per la prevenzione e sicurezza sul lavoro agricolo", costituito dall'Accademia dei Georgofili di Firenze – partecipazione ai lavori in sede OCSE sulla meccanizzazione agricola.Realizzazione del prototipo dimostratore e deposito di domanda di brevetto congiunto Assocanapa/CNR n. TO 2010 A000554 relativo a una macchina per la lavorazione automatica della canapa. Convegno per la presentazione del progetto e dimostrazione della capacità operativa della macchina per la lavorazione della canapa oggetto di brevetto congiunto IMAMOTER/Assocanapa.Pubblicazione di oltre 40 documenti tecnici fra linee guida per l'adeguamento di macchine usate e dispense per corsi di formazione.Effettuazione di diverse decine di certificazioni di sicurezza su macchine per la verifica del rispetto di norme e documenti tecnici.Partecipazione attiva a oltre 20 convegni specialistici organizzati da enti locali e associazioni per la comunicazione dei risultati delle attività e, grazie alla disponibilità delle sale allestite presso l'azienda sperimentale di Vezzolano, organizzazione e hosting di 11 Convegni in alcuni dei quali sono state proposte comunicazioni.Preparazione di proposte progettuali: - Regione Piemonte: Drum Chipper Upgrade project network; Sperimentazione di una procedura di certificazione per la tracciabilità del cippato (TESP); Tecnologie innovative per un paniere sostenibile di prodotti tipici di Langa e Roero; Tutela del suolo e delle acque superficiali: confronto ed evoluzione delle caratteristiche del terreno e delle acque di ruscellamento superficiale in vigneti con diversa gestione del suolo e della fertilizzazione - Bando PRIN 2009: Impiego di tracciati artificiali per la determinazione del livello di vibrazioni sulle trattrici agricole; Valorizzazione energetica mediante gassificazione della frazione solida separata da liquami zootecnici tal quali e trattati in impianto di digestione anaerobica. - Commissione Europea: WoodWisdom-Net Research Programme (2011-2014) Multifunctional terminals for woody biomass - MIUR: Bando FIRB 2010 Realizzazione di piattaforma multifunzionale a traino animale - MIPAAF: Filiera integrata di trasformazione del refluo zootecnico in fertilizzante organico pellettato per colture specializzate - Fondazioni e Associazioni private: Sostanza organica e produzioni di qualità; Sistema integrato di trasformazione, trasporto e distribuzione di reflui zootecnici per la loro valorizzazione agronomica in colture specializzate e la riduzione dell'impatto ambientale degli allevamenti intensivi; Linee guida relative a trattrici forestali.Organizzazione, in collaborazione con l'Università di Bologna, presso la Facoltà di Agraria dell'Università di Bologna di un convegno per la presentazione del progetto e una dimostrazione della capacità operativa della macchina per la lavorazione della canapa oggetto di brevetto congiunto IMAMOTER/Assocanapa).Deposito di domanda di brevetto congiunto Assocanapa/CNR n. TO 2010 A000554 relativo a una

macchina per la lavorazione automatica della canapa.Applicazione di un modello di previsione di asportazione di suolo a seguito di eventi meteorici ed alla successiva validazione sulla base delle serie storiche di dati fino ad oggi raccolti.Installazione di un sistema automatico di contabilizzazione dell'acqua di deflusso superficiale con trasmissione dei dati e visualizzazione in remoto presso la Tenuta Cannona.Ricerca riguardante l'ergonomia cognitiva applicata al posto di guida delle trattrici.Esecuzione di verifiche e prove in accordo con protocolli internazionali (Codici OECD e Direttive CEE) e propri dei costruttori su 38 elementi (trattrici agricole e strutture di protezione)


anno Brevetti

Articoli ISI

Articoli non

ISI


o

Libri Rapporti

Risultati progettua

li


ione applicativa

Abstract

Attività editoria

li

2010 1 1 17 8 0 18 5 5 15 0

Principali collaborazioniAziende costruttrici di trattrici agricole (CNH, SAME, Landini e altre) per committenza di attività – Aziende costruttrici di macchinari agricoli (Laverda, Bondioli & Pavesi, Comer, Gallignani, Ferri, Maschio, e numerose altre) per committenza di attività - Aziende costruttrici di sedili (Cobo, FISA, Webasto, Seat) per committenza di attività – Organismi di normazione e certificazione nazionali e internazionali (ENAMA, CETIM, UNI, CUNA, ISO, OECD) - Associazioni di categoria (UNACOMA, ARPROMA, COLDIRETTI, CIA, CONFAGRICOLTURA, UNIMA, UNACMA, ASSOCAP, APS Piemonte) anche per iniziative di divulgazione e trasferimento - Enti pubblici ed enti locali (INAIL Ricerca, ASL, Regione Piemonte, Provincia di Asti, Provincia di Cuneo e Comune di Albugnano) per consulenze e proposte - Enti privati di ricerca (Centro Ricerche Fiat) - Istituti di ricerca e assimilabili (CRA-Ing, Centro Sperimentale Vitivinicolo della Regione Piemonte "Tenuta Cannona", Inail Ricerca) per attività e scambi di informazioni - L'Istituto di Agrofisica dell'Accademia delle Scienze Polacca per una collaborazione scientifica pluriennale - Accademia dei Georgofili di Firenze - Accademia di Agricoltura di Torino – Università Italiane e straniere (tra cui in particolare Zagabria, Varsavia, Torino, Bologna e Padova)




da terzicosti

figurativivalore











Professore

visitatore


3 0 0 5 0 0 1 9

Principali risorse strumentali utilizzateStazione di prova per trattrici agricole e loro sottosistemi (in particolare motore termico, presa di potenza esterna, circuiti oleodinamici e sollevatore idraulico) – Pista a risalti artificiali per l'imposizione di sollecitazioni dinamiche standard alle macchine (conforme allo standard ISO 5008) e pista circolare piana con sviluppo totale di 1000 metri (su quattro tipi di superficie) – Impianto di prova per verifiche statiche di resistenza su strutture di protezione e attacchi cinture di sicurezza - Banco vibrante elettroidraulico monoassiale asservito per basse e medie frequenze con relativo controllo programmabile – Prototipo di sistema robotizzato pluriassiale per serre - Catene di misura per rumore e vibrazioni - Officina meccanica per lavorazioni e adattamenti di particolari e componenti – Laboratorio per la misura delle proprietà fisiche del terreno - Azienda agricola sperimentale con vigneti e altre colture – Piccole stazioni meteorologiche per la raccolta di dati ambientali - Strutture per il compostaggio sperimentale di reflui e sottoprodotti agricoli - Impianto sperimentale di compostaggio di reflui e sottoprodotti agricoli e il monitoraggio dell'emissione di gas effetto serra – Impianto per la raccolta del deflusso idrico da parcelle sperimentali idraulicamente delimitate - Banco prova per verifiche di sicurezza di macchine trinciatrici e falciatrici – Piattaforma inclinabile su 4 lati per verifiche di stabilità di macchine agricole.

Attività Moduli

modulo gestionale-CdS049-SP

Commessa: Commessa gestionale per istituti SPProgetto: Progetto per CDS 508 Dipartimento Sistemi di ProduzioneDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: ZAROTTI GIAN LUCA

Risultati conseguiti


anno Brevetti

Articoli ISI

Articoli non

ISI


o

Libri Rapporti

Risultati progettua

li


ione applicativa

Abstract

Attività editoria

li

2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioni




da terzicosti

figurativivalore






ricercatori totale

0 0





Professore

visitatore


0 0 0 0 0 0 0 0

Controlli e simulatori di mezzi mobili e loro sottosistemi

Commessa: Controlli e simulatori di mezzi mobili e loro sottosistemiProgetto: Robotica, sistemi di produzione e sistemi di movimentazione in ambienti

poco strutturatiDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: RUGGERI MASSIMILIANO

Risultati conseguiti (1) completamento di una Libreria di modelli di componenti oleodinamici da impiegare nella simulazione di applicazioni mobili (in particolare trattrici agricole); (2) ottimizzazione della valvola oleodinamica di comando di un gruppo inversore per trattrici agricole; (3) analisi fluidodinamica del circuito di lubrificazione di una trasmissione di potenza "power split" per caricatori frontali; (4) analisi fluidodinamica di moduli di scambiatori di calore olio/aria e procedura di calcolo delle prestazioni di masse radianti complete; (5) analisi strutturale di un intensificatore di pressione oleodinamico innovativo; (6) messa a punto di procedure di co-simulazione fra un software "multibody" e un software di simulazione 1D per l'analisi virtuale di macchine complete (progetto PRRIN); (7) sviluppo di controlli digitali per l'azionamento di distributori proporzionali con stadi di pilotaggio non convenzionali; (8) prototipo di un protocollo wireless real-time a elevato grado di sicurezza per sincronizzare il lavoro di macchine agricole; (9) realizzazione di un sistema di controllo meccatronico multiplo della classe "load sensing"per pompe oleodinamiche a cilindrata variabile; (10) produzione di linee guida per la certificazione del livello SIL di unità digitali per macchine speciali da cantiere; (11) analisi della fattibilità strutturale di un raccordo oleodinamico in materiale plastico; (12) acquisizione di un software innovativo dedicato alla valutazione dell'affidabilità di sistemi meccanici e oleodinamici; (13) iniziative di alta formazione (tre Corsi presso l'Università di Ferrara in oleodinamica ed elettronica, ospitalità di due stage di un Master accademico di secondo livello in Fluid Power, docenza in un Executive Master per aziende, formazione residenziale per personale di aziende nell'ambito di progetti di innovazione nazionali); (14) pubblicazione di una monografia originale sulle trasmissioni idrostatiche; (15) verifiche applicative delle strutture di protezione ROPS e FOPS dell'operatore di macchine movimento terra per costruttori diversi; (16) coordinamento di un Gruppo di lavoro ISO dedicato alle strutture di protezione ROPS in materiali non metallici; (17) partecipazione ala stesura di linee guida sulla sicurezza dei dispositivi elettronici nelle macchine agricole (nell'ambito dell'AEF); (18) rappresentanza tecnica italiana nei Gruppi di lavoro ISO preposti allo sviluppo delle normative per i sistemi elettronici su macchine agricole movimento terra.


anno Brevetti

Articoli ISI

Articoli non

ISI


o

Libri Rapporti

Risultati progettua

li


ione applicativa

Abstract

Attività editoria

li

2010 0 0 13 8 2 3 1 0 0 0


Aziende di produzione o integrazione di componenti oleodinamici (Casappa, Walvoil, Comer, Aron, HP Hydraulic, FOR, FIRA, RDH Fluid, Bucher, Tecnord, Argo Hytos) e la relativa associazione di categoria (ASSOFLUID)- Costruttori di macchine movimento terra o loro parti (Fiori, CNH, Astra, Komatsu, Fiat Kobelco, Siac, Mantovanibenne, Leitner, Terex, Tesme, Euromac, Ormig, Dieci) e loro associazioni di categoria (UNACOMA-COMAMOTER) – Aziende produttrici di apparecchiature elettroniche e/o programmi di comando e controllo per applicazioni mobili (Ama, Destura, Motronica, RE:Lab) – Enti di normazione nazionali e internazionali (UNI, CUNA, ISO, CEN) – Enti diversi (Aster, ENAMA, Quasco, Democenter, AEF) - Tre Università (Bologna, Modena & Reggio Emilia, Parma), due Istituti CNR e due Centri per l'innovazione nell'ambito del Laboratorio INTERMECH della rete ad Alta Tecnologia della Regione Emilia-Romagna – Le Università di Modena & Reggio Emilia, Parma, Padova e il Politecnico di Bari nell'ambito di un progetto nazionale PRRIN (con un contributo esterno dell'azienda CNH) e gli stessi partner per una nuova proposta progettuale nell'ambito del Bando PRRIN 2009 – L'Università di Ferrara per Corsi ufficiali, Tesi di Laurea e Dottorati di Ricerca - L'Università UPC di Barcellona, insieme a sette aziende e altri quattro Istituti di ricerca (pubblici e privati), per la presentazione di una proposta progettuale riguardante la riduzione dei difetti nella produzione di componenti oleodinamici (nell'ambito del VII Programma Quadro) – La società 3TAU di Torino, insieme a sette aziende e altri due Istituti di ricerca, per la presentazione di una proposta progettuale riguardante lo sviluppo di manifold oleodinamici in tecnopolimeri (nell'ambito del VII Programma Quadro) - Il Politecnico di Milano e altri partner pubblici e privati nell'ambito della Piattaforma Nazionale delle Costruzioni.




da terzicosti

figurativivalore











Professore

visitatore


1 0 0 8 0 0 1 10

Rumore e vibrazioni di mezzi mobili e loro sottosistemi

Commessa: Controlli e simulatori di mezzi mobili e loro sottosistemiProgetto: Robotica, sistemi di produzione e sistemi di movimentazione in ambienti

poco strutturatiDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: CARLETTI ELEONORA

Risultati conseguiti Modello di annoyance per predire le condizioni di disturbo al posto guida di pale caricatrici gommate – Codice numerico per l'ottimizzazione della sound quality (minimizzazione di loudness e sharpness) dei segnali di rumore al posto guida di pale caricatrici compatte sia in condizioni stazionarie che durante cicli di lavoro – Pacchetto software per l'acquisizione di segnali di pressione/accelerazione e il calcolo di alcune grandezze caratterizzanti la trasmissione di rumore e vibrazione per via fluida – Progettazione e realizzazione di modelli dimostrativi di vano motore che consentono l'inserimento del motore e l'applicazione di trattamenti acustici semplificati – Database di Funzioni di Trasferimento Acustiche (ATF) ottenute da sperimentazioni su tali modelli – Modelli di simulazione FEM/BEM del campo vibro-acustico generato dai modelli dimostrativi sopra descritti – Pubblicazioni scientifiche su riviste e atti di convegni nazionali e internazionali e rapporti tecnici.


anno Brevetti

Articoli ISI

Articoli non

ISI


o

Libri Rapporti

Risultati progettua

li


ione applicativa

Abstract

Attività editoria

li

2010 0 3 4 16 0 7 0 0 1 0

Principali collaborazioniAziende produttrici di componenti oleodinamici (Manuli Rubber Industries, HP Hydraulics, Galtech) - Costruttori di macchine movimento terra o loro parti (tra cui Fiori, CNH, Komatsu Utility Europe, New Holland Kobelco, Parts International, Faresin Handlers) e loro associazioni di categoria (UNACOMA-COMAMOTER) - Il dipartimento di Ingegneria dell'Università di Ferrara e altri sei partner (DIEM e DIENCA dell'Università di Bologna, IED dell'Università di Parma) nel quadro del Progetto INTERMECH della Regione Emilia-Romagna, – RIETER Automotive (Winterthur, CH) e RIETER Automotive Fimit S.p.A. (Desio, MI) per la riduzione del campo vibro-acustico all'esterno di mezzi pesanti - Distributori di software quali MSC.Software, EnginSoft, Altair Engineering, insieme ad altri otto partner, per l'attività dell'Associazione NAFEMS ITALIA, finalizzata alla diffusione e promozione delle tecniche di simulazione avanzata nella progettazione.




da terzicosti

figurativivalore











Professore

visitatore


0 1 0 1 0 0 0 2

Prototipi e tecniche di lavoro meccanizzato

Commessa: Prototipi e tecniche di lavoro meccanizzatoProgetto: Robotica, sistemi di produzione e sistemi di movimentazione in ambienti

poco strutturatiDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: DEBOLI ROBERTO

Risultati conseguiti Preparazione di proposte progettuali: Regione Piemonte: Drum Chipper Upgrade project network -Sperimentazione di una procedura di certificazione per la tracciabilità del cippato (TESP); Bando PRIN 2009 Impiego di tracciati artificiali per la determinazione del livello di vibrazioni sulle trattrici agricole Commissione Europea: WoodWisdom-Net Research Programme (2011-2014) Multifunctional terminals for woody biomass; MIUR: Bando FIRB 2010 Realizzazione di piattaforma multifunzionale a traino animale.Comitato Consultivo "per la prevenzione e sicurezza sul lavoro agricolo" organizzata dall'Accademia dei Georgofili – Firenze, 15 e 16 aprile 2010Relazione a invito, al convegno: Rumore e vibrazioni meccaniche nel testo unico sulla sicurezza negli ambienti di lavoro. Alessandria, 15 e 16 giugno 2010. Organizzato da ARPA - PiemonteCoordinamento al convegno dBA2010: Rumore e vibrazioni meccaniche nel testo unico sulla sicurezza negli ambienti di lavoro.Coordinamento del Gruppo di Lavoro "vibrazioni trasmesse all'uomo" nella commissione UNI: Misura delle vibrazioni negli edifici e criteri di valutazione del disturbo.Organizzazione, in collaborazione con l'Università di Bologna, presso la Facoltà di Agraria dell'Università di Bologna, di un convegno per la presentazione del progetto e una dimostrazione della capacità operativa della macchina per la lavorazione della canapa oggetto di brevetto congiunto IMAMOTER/Assocanapa.Partecipazione e presentazione risultati a convegni internazionali e nazionali.Deposito di domanda di brevetto congiunto Assocanapa/CNR n. TO 2010 A000554 relativo a una macchina per la lavorazione automatica della canapa.Pubblicazione di oltre 40 documenti tecnici fra linee guida per l'adeguamento di macchine usate e dispense per corsi di formazione.Sono state effettuate diverse decine di certificazioni di sicurezza su macchine per la verifica del rispetto di norme e documenti tecnici.Le attività di sicurezza e formazione hanno visto la partecipazione attiva a oltre 20 convegni specialistici organizzati da enti locali e associazioni e, grazie alla disponibilità delle sale allestite presso l'azienda sperimentale di Vezzolano, sono stati ospitati 11 Convegni in alcuni dei quali sono state proposte comunicazioni.Dimostrazione del fatto che sistemi di filtrazione biologica possono contribuire in maniera determinante all'abbattimento dell'ammoniaca emessa in atmosfera durante il compostaggio, con pubblicazione in 3 comunicazioni a convegni internazionali tesi di laurea.Applicazione di un modello di previsione di asportazione di suolo a seguito di eventi meteorici ed alla successiva validazione sulla base delle serie storiche di dati fino ad oggi raccolti. Installazione di un sistema automatico di contabilizzazione dell'acqua di deflusso superficiale con trasmissione dei dati e visualizzazione in remoto con pubblicazione in 2 comunicazioni a convegno internazionale e workshop promosso dalla Regione Piemonte.Ricerca riguardante l'ergonomia cognitiva applicata al posto di guida delle trattrici che ha messo in evidenza che i comandi delle macchine non corrispondano sempre all'immagine mentale che hanno i conducenti/utilizzatori delle azioni prodotte, aumentando il rischio di errore ed incidenti. I risultati dell'attività sono stati esposti in un articolo inviato a rivista ISI e in 2 comunicazioni a convegno. Indagine svolta per verificare la penetrazione e la conoscenza da parte degli utilizzatori delle innovazioni tecnologiche applicate alle macchine agricole che ha messo in luce la scarsa conoscenza delle più recenti ed avanzate soluzioni tecniche proposte dai costruttori di macchine

agricole.L'attività di certificazione di sicurezza e prestazioni ha comportato l'esecuzione verifiche e prove in accordo con protocolli di prova internazionali (Codici OECD e Direttive CEE) e propri dei costruttori su 38 elementi (trattrici agricole e strutture di protezione).


anno Brevetti

Articoli ISI

Articoli non

ISI


o

Libri Rapporti

Risultati progettua

li


ione applicativa

Abstract

Attività editoria

li

2010 1 1 17 8 0 18 5 5 15 0

Principali collaborazioniPezzolato SrL, ISTEC-C.N.R., Unacoma, Arproma, Coldiretti, Cia, Confagricoltura, Unacma, Unima, Confai, Ispesl-Inail, Regione Piemonte, Regione Veneto, ASL di Piemonte, Lombardia, Veneto, Emilia Romagna, Toscana, Lazio, Umbria, Marche e Puglia, Ministero Agricoltura, Ministero dei Trasporti, Ministero del Lavoro, Centro Ricerche Fiat, rapporti diversi con un bacino di oltre duecento aziende costruttrici di macchine agricole, Facoltà di Agraria dell'Università di Torino, Facoltà di Agraria dell'Università di Bologna,Tenuta Cannona, CNH, Argo Tractors, Same-Deutz-Fahr, Università di Novi Sad.




da terzicosti

figurativivalore











Professore

visitatore


3 0 0 5 0 0 1 9

Attività RSTL

Elenco pubblicazioni dellʼIstituto

Brevetti

1 DELMASTRO RENATO, GIRAUDO FELICE - MACCHINA SFIBRATRICE PER CANAPA AD USO INDUSTRIALE

Articoli ISI

1 Gourdon Emmanuel; Seppi Marco - Extension of Double Porosity Model to Porous Materials Containing Specific Porous Inclusions - ACTA ACUSTICA UNITED WITH ACUSTICA, Vol. 96, Pagg. 275-291

2 Stanzial Domenico; Schiffrer Giorgio - On the connection between energy velocity, reverberation time and angular momentum - JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION, Vol. 329, Pagg. 931-943

3 Gourdon Emmanuel; Seppi Marco - On the use of porous inclusions to improve the acoustical response of porous materials: Analytical model and experimental verification - APPLIED ACOUSTICS, Vol. 71, Pagg. 283-298

4 Ferrari Ester, Cavallo Eugenio - Operator perception of comfort in two tractor cabs - APPLIED ERGONOMICS, Vol. , Pagg. 1-21

Articoli non ISI

1 Paoluzzi Roberto - Applicazioni di Materiali Innovativi in Oleodinamica - Trasmissioni di Potenza Oleodinamica Pneumatica Lubrificazione, Vol. 11, Pagg. 55-55

2 Delmastro Renato, Ribero Lorena - Bilancio positivo per Savigliano - Macchine e Motori agricoli, Vol. 68, Pagg. 13-14

3 Deboli Roberto, Calvo Angela - Biomasse agro-forestali. Consigli per l'uso energetico - Il Contoterzista, Vol. 19, Pagg. 46-48

4 Delmastro Renato, Robiola Piero - Canapa: finalmente un macchinario - Agricoltura, Quaderni della Regione Piemonte, Vol. 14, Pagg. 34-37

5 Bonanno Antonino - Componenti passivi in tecnopolimero - Trasmissioni di Potenza Oleodinamica Pneumatica Lubrificazione, Vol. 10, Pagg. 56-61

6 Martelli Massimo - Controllo lineare, non lineare o... tutti e due? - Trasmissioni di Potenza Oleodinamica Pneumatica Lubrificazione, Vol. 6, Pagg. 32-36

7 Delmastro Renato, Saltetti Marisa - DPI (dispositivi di Protezione Individuale) per un corretto utilizzo delle macchine agricole - Mondo macchina/Machinery world, Vol. 19, Pagg. 84-92

8 Peretti Alessandro; Bonomini Francesco; Pedrielli Francesca; Pasqua di Bisceglie Anita - Esposizione dei carrellisti a vibrazioni trasmesse al corpo intero - Giornale Italiano di Medicina del Lavoro ed Ergonomia, Vol. 32, Pagg. 175-176

9 Paoluzzi Roberto - Finanziare la Ricerca - Trasmissioni di Potenza Oleodinamica Pneumatica Lubrificazione, Vol. 1, Pagg. 10-10

10 Paoluzzi Roberto - Gli Obiettivi della Ricerca - Trasmissioni di Potenza Oleodinamica Pneumatica Lubrificazione, Vol. 5, Pagg. 12-12

11 Paoluzzi Roberto - I Controlli non Lineari in Oleodinamica - Trasmissioni di Potenza Oleodinamica Pneumatica Lubrificazione, Vol. 6, Pagg. 31-31

12 Cavallo Eugenio - I due contendenti: sollevatori telescopici e trattori con caricatore frontale - Macchine agricole, Vol. 6, Pagg. 66-70

13 Bonanno Antonino; Paoluzzi Roberto - Idraulica a due velocità nelle Macchine Agricole - Macchine e Motori Agricoli, Vol. 11/12, Pagg. 24-25

14 Ruggeri Massimiliano - Incremento della sicurezza nella comunicazione su rete CAN - Trasmissioni di Potenza Oleodinamica Pneumatica Lubrificazione, Vol. 1, Pagg. 50-54

15 Zarotti Sem - L'efficienza energetica passa per la fluidodinamica - Trasmissioni di Potenza Oleodinamica Pneumatica Lubrificazione, Vol. 11, Pagg. 48-52

16 Deboli Roberto - L'elettronica a servizio della sicurezza in agricoltura - Il Contoterzista, Vol. 19, Pagg. 26-29

17 Cavallo Eugenio, Ferrari Ester - L'ergonomia migliora sicurezza e produttività in agricoltura - L'Informatore agrario, Vol. 66, Pagg. 53-55

18 Cavallo Eugenio, Biddoccu Marcella, Bonifacino G., Paravidino E. - L'inerbimento in zone collinari preserva il suolo dall'erosione - L'Informatore agrario, Vol. 66, Pagg. 50-53

19 Paoluzzi Roberto - La materia oscura - Trasmissioni di Potenza Oleodinamica Pneumatica Lubrificazione, Vol. 3, Pagg. 10-10

20 Delmastro Renato - Le nuove regole per l'immissione sul mercato di macchine nuove e per le verifiche di sicurezza di macchine usate - Agricoltura - Quaderni della Regione Piemonte, Vol. 14, Pagg. 20-24

21 Delmastro Renato - Le nuove regole per l'immissione sul mercato di macchine nuove e per le verifiche di sicurezza di macchine usate - Agricoltura - Quaderni della Regione Piemonte, Vol. 14, Pagg. 1-49

22 Delmastro Renato - Macchine agricole, nuove regole per l'immissione sul mercato - Il Contoterzista, Vol. 19, Pagg. 12-13

23 Delmastro Renato - Macchine agricole, nuove regole per l'immissione sul mercato - Macchine e Motori agricoli, Vol. 68, Pagg. 14-15

24 Cavallo Eugenio - Più sicurezza per i sollevatori telescopici - L'Informatore agrario, Vol. 66, Pagg. 64-64

25 Cavallo Eugenio, Roversi Alessandro - Prime prove di una nuova potatrice su nocciolo - Italus Hortus, Vol. , Pagg. 163-

26 Carletti Eleonora - Processo di Revisione della Direttiva 2000/14/CE: Le Novità dietro l'angolo - Rivista Italiana di Acustica, Vol. 4, Pagg. 17-22

27 Paoluzzi Roberto - Se si ferma il rinnovamento - Trasmissioni di Potenza Oleodinamica Pneumatica Lubrificazione, Vol. 7, Pagg. 10-10

28 Deboli Roberto - Servirà una patente ad hoc per le trattrici su strada? - Macchine e Motori agricoli, Vol. 68, Pagg. 38-41

29 Cavallo Eugenio, Ferrari Ester - Stress lavoro-correlato: cos'è e come essere in regola - L'Informatore agrario, Vol. 66, Pagg. 24-25

30 Deboli Roberto - Trattori e incidenti stradali: Un'ascesa preoccupante - Macchine e Motori agricoli, Vol. 68, Pagg. 52-52

31 Ruggeri Massimiliano - Un Ciclone Investe le Macchine Agricole - M & MA. Macchine e Motori Agricoli, Vol. 1, Pagg. 6-14

32 Paoluzzi Roberto - Un difetto di visione - Trasmissioni di Potenza Oleodinamica Pneumatica Lubrificazione, Vol. 10, Pagg. 10-10

33 Delmastro Renato - Una vedetta per le trattrici agricole - Macchine e Motori agricoli, Vol. 68, Pagg. 39-43

34 Peretti Alessandro; Bonomini Francesco; Pedrielli Francesca; Pasqua di Bisceglie Anita - Valutazione dellʼadeguatezza dei dispositivi di protezione individuali di protezione uditiva - Giornale Italiano di Medicina del Lavoro ed Ergonomia, Vol. 32, Pagg. 267-270

Articoli in atti di Convegno

1 Carletti Eleonora; Pedrielli Francesca; Casazza Camilla - Acoustic Optimisation at Workplaces Based on Sound Quality: The Case of Stationary Noise Signals - InterNoise 2010, Lisbona

2 Leati Eugenio; Marani Pietro; Ansaloni Gabriele; Paoluzzi Roberto - Active Regeneration Load Sensing: A Simulated Comparison with Traditional Load Sensing System in Excavator Working Cycle - 7th International Fluid Power Conference, Aachen

3 Peretti Alessandro; Bonomini Francesco; Pedrielli Francesca; Pasqua di Bisceglie Anita - Assessment of exposure to whole-body vibration of forklift trucks - 8th International Scientific Conference IOHA2010, Roma

4 Cavallo Eugenio - Assessment of risk of burn injuries from hot surfaces in agricultural and forestry tractors. - Agricultural engineering AgEn, Clermont-Ferrand (Francia)

5 Ruggeri Massimiliano; Gardenghi Simone - Benefit of The Asymmetrical half Bridge on Proportional valve Electronic Control - 7th IFK, International Fluid Power Conference. Aachen, Germania, 22-24 marzo 2010, AACHEN: Apprimus Verlag, vol. 2, p. 419-430, Aachen, Germania

6 Sacchi Giorgio; Stanzial Domenico - Calibration effects on the measure of sound wave conductance - 1st EAA-EuroRegio 2010, Ljubljana, Slovenia

7 Carletti Eleonora; Pedrielli Francesca; Casazza Camilla - Development and Validation of a Numerical Prediction Model to Estimate the Annoyance Condition at the Operation Station of Compact Loaders - 15th International Conference on Noise Control,

8 Cavallo Eugenio - Effectiveness of agricultural tractors cabs for protection against hazardous substances in accordance with EN 15695 Part 1. - Proceedings XVII World Congress of CIGR (Int. Comissione of Agric. Engineering), Quebec City (Canada)

9 Peretti Alessandro; Bonomini Francesco; Pedrielli Francesca; Pasqua di Bisceglie Anita - Efficacy of hearing protection devices - 8th International Scientific Conference IOHA2010, Roma

10 Pampuro Niccolò, Santoro Eliana, Cavallo Eugenio - Evaluation of maturity and fertilizer capacity of compost derived from swine solid fraction - Agricultural engineering, AgEng, Clermont-Ferrand (Francia)

11 Santoro Eliana, Cavallo Eugenio - Evolution of physical and chemical parameters during co-composting of swine solid fraction manure using different turning strategies - Proceedings 14th Ramiran Int. Conf. FAO ESCORENA on: The recycling of agricultural, municipal and industrial residues in agriculture, Lisbona (Portogallo)

12 Carletti Eleonora - Experience regarding Directive 2000/14/EC related to the future introduction of noise limits for combustion engine chain saws - InterNoise 2010, Lisbona

13 Ferrari Ester, Cavallo Eugenio - Experimental assessment of safety and comfort of operator's workplace using subjective and objective measurements on two models of tractor - Agricultural Engineering AgEng, Clermont-Ferrand (Francia)

14 Lenzuni P., Minuto G. Minuto A. Calvo Angela, Deboli Roberto - Exposure to slowly drifting warm thermal environments inside greenhouses - Work safety and risk prevention in agro-food and forest systems, Ragusa

15 Miccoli Giuseppe; Tinti Franco; Bertolini Claudio - Exterior Noise Emitted by Heavy Trucks: Analysis Methods & Reduction Technologies - INTERNOISE 2010 - Noise and Sustainability, Lisbon, Portugal

16 Miccoli Giuseppe - Human Vibration Measurement and Evaluation: an Updating - 15th International Conference on Noise Control, Ksiaz, Wroclaw, Poland

17 Zarotti Sem; Leati Eugenio; Paoluzzi Roberto - Hydraulic Excavator Working Cycle: From Field Test to Simulation Model - 7th International Fluid Power Conference, Aachen

18 Santoro Eliana, Cavallo Eugenio - Influence of turning and water addition on ammonia emission in farm piles composting - Proceeding 14th Ramiran Int. Conference of the FAO ESCORENA on: The recycling of agricultural, municipal and industrial residues in agriculture, Lisbona (Portogallo)

19 Biddoccu Marcella, Cavallo Eugenio - Long period measurements of rainfall and soil erosion in grass covered and cultivated sloping vineyards in the Alto Monferrato region (Piedmont, NW Italy) - Agricultural Engineering AgEng, Clermont-Ferrand (Francia)

20 Casazza Camilla; Carletti Eleonora; Pedrielli Francesca - Modello Previsionale di ʻAnnoyanceʼ per la Stima del Comfort degli Operatori di Pale Caricatrici Compatte - Associazione Italiana di Acustica. 37° Convegno Nazionale Siracusa, 26-28 maggio 2010, Siracusa

21 Piana Edoardo Alessio, Marchesini Anna, Deboli Roberto, Preti Christian - Rischio da esposizione a vibrazioni per l'uso di soffiatori a zaino: valutazione dell'esposizione a vibrazioni trasmesse al corpo intero e alla spalla - 37° Convegno Nazionale AIA (Associazione Italiana di Acustica), Siracusa

22 Miccoli Giuseppe; Tinti Franco; Bertolini Claudio - Rumore esterno emesso da autocarri pesanti: metodi di misura, tecnologie di riduzione ed evoluzione legislativa - 37mo Convegno Nazionale AIA, Siracusa

23 Deboli Roberto - Rumorosità delle macchine e degli impianti agricoli. Effetti sull'ambiente e sulle persone - Il nuovo Testo Unico e la sicurezza nel settore agroforestale, Viterbo

24 Bottarelli Michele; Antonelli Paolo; Ruggeri Massimiliano - Un Sistema digitale a basso costo per il Monitoraggio della Temperatura del Terreno - XVI Convegno AIPT, Atti del Convegno. Modena, 24 Settembre 2010, Modena

25 Preti Christian, Deboli Roberto, Calvo Angela - Use of an artificial test track to declare field WBV tractors data by manufacturer - Work safety and risk prevention in agro-food and forest systems, Ragusa

26 Deboli Roberto - Uso delle macchine da parte degli operatori: il rischio di malattie professionali da esposizione a rumore e vibrazioni - Il nuovo Testo Unico e la sicurezza nel settore agroforestale, Viterbo

27 Ferrari Ester, Cavallo Eugenio - Valutazioni soggettive del livello di comfort della postazione di lavoro di due trattrici agricole - atti )° Congresso Naz. Soc. Italiana di Ergonomia, Roma

28 Ruggeri Massimiliano, Martelli Massimo, Leati Eugenio - Variable Load Sensing Electro-Proportional Valve with Torque, Power and Anti-Stall Control for Variable Displacement Axial Piston Pumps - 7th International Fluid Power Conference, Aachen (Germania)

29 Peretti Alessandro; Bonomini Francesco; Pedrielli Francesca; Pasqua di Bisceglie Anita - Vibrations emitted by hand-held screwdrivers - 8th International Scientific Conference IOHA2010, Roma

30 Paoluzzi Roberto - Vincoli alla Trasmissione di Potenza per via Fluida - Engine Exhaust Seminar, Bologna

31 Deboli Roberto, Calvo Angela - WBV (Whole Body Vibration): Un rischio storicamente conosciuto - 25° Convegno dBA su: Rischi fisici: valutazione, prevenzione e bonifica negli ambienti di lavoro. A che punto siamo", Modena

32 Revenaz Alfredo; Ruggeri Massimiliano; Martelli Massimo - Wireless Communication Protocol for Agricultural Machines Synchronization and Fleet Management - ISIE 2010, IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Bari

Libri

1 Paoluzzi Roberto; Tolio Tullio Antonio Maria - Automazione, Robotica e Sensoristica: sviluppi futuri nel settore delle macchine operanti in ambienti poco strutturati - Le Ricerche del Dipartimento Sistemi di Produzione del CNR e lo Sviluppo delle Prospettive Internazionali, Editor Claudio Bertoli, Roma

2 Paoluzzi Roberto - Le Ricerche del Dipartimento Sistemi di Produzione del C.N.R. e lo Sviluppo delle Prospettive Internazionali - Dipartimento Sistemi di Produzione del C.N.R., Editor Claudio Bertoli, Roma

Rapporti

1 Delmastro R. - Accademia di Agricoltura di Torino. Relazione sull'attività svolta presso l'Azienda Sperimentale di Vezzolano nel 2009-2010

2 Pedrielli Francesca; Carletti Eleonora - Acoustic characterization of gear pumps: a comparison of different gears

3 Delmastro R. - Agricoltura sicura. Salute e sicurezza nelle attività agricole e forestali. La formazine per i rivenditori

4 Ansaloni Gabriele; Marani Pietro - Analisi numerica di una valvola Power Shuttle5 Delmastro R. - Applicazione della nuova Direttiva Macchine 2006/42/CE

6 Ansaloni Gabriele; Zarotti Sem; Paoluzzi Roberto - CFD analysis of lubrication flows for main shafts of HVT transmission

7 Delmastro R., Vai V. - Canapa, da una pianta antica materie prime per industrie moderne8 Pedrielli Francesca; Carletti Eleonora - Caratterizzazione acustica di pompe a ingranaggi

esterni mediante tecnica intensimetrica9 Pedrielli Francesca; Carletti Eleonora - Caratterizzazione acustica di pompe a ingranaggi

esterni per il confronto di diversi ingranaggi10 Delmastro R., Rabino D., Vai V. - Check-list di integrazione tra Direttiva 2006/42/CE.

Norme tecniche di riferimento e Direttive specifiche. Trattrici a ruote11 Leati Eugenio; Martelli Massimo; Zarotti GianLuca - Comandi Oleodinamici Compensati12 Bergo M., Delmastro R. - Data base incidenti sulle macchine agricole ISPESL-INAIL, con

la collaborazione di UNACOMA e CNR-IMAMOTER13 Delmastro R. - Disposizioni nazionali e comunitarie in materia di sicurezza delle macchine

e attrezzature utilizzabili nell'approvvigionamento delle biomasse legnose e nel loro trattamento e condizionamento

14 Delmastro R. - Igiene e sicurezza sul lavoro in agricoltura: il nuovo Testo Unico - D.Lgs n. 81/2008. La trattrice agricola: un esempio di adeguamento di macchine usate

15 Cavallo E., Biddoccu M., Opsi F. - L'erosione del suolo nei vigneti collinari piemontesi. La sperimentazione ed i risultati della ricerca presso Tenuta Cannona

16 Cavallo E., Santoro E., Pampuro N. - La fertilizzazione organica del vigento: una soluzione per l'impiego extra-aziendale dei reflui zootecnici. La sperimentazione in Tenuta Cannona

17 Deboli R. - La problematica della gestione dei rischi fisici nel settore agro-forestale18 Delmastro R., et al. - Linea guida ISPESL per il controllo periodico dell'efficienza dei trattori

agricoli e forestali usati19 Delmastro R., Laurendi V., Vita L. - Macchine agricole semoventi: valutazione del rischio

da ribaltamento longitudinale e trasversale per definirne adeguati parametri di valutazione ed individuare i necessari dispositivi di sicurezza o protezione. Nuove proposte normative

20 Delmastro R. - Macchine, attrezzature, impianti agricoli: la nuova Direttiva 2006/42/CE. Macchine agricole di nuova costruzione e il ruolo della formazione tecnica

21 Pedrielli Francesca - Manuale operativo del pacchetto software per la caratterizzazione dinamica di tubi flessibili

22 Delmastro Marco, Delmastro Renato - Nuova piattaforma inclinabile idraulicamente su quattro lati per verifiche di stabilità di macchine agricole

23 Carletti Eleonora; Miccoli Giuseppe - Ottimizzazione in ambienti confinati24 Delmastro R. - Prevenzione e sicurezza nelle imprese agricole25 Lisa Luigi, Lisa Anna - Previsioni fenologiche e produttive per la viticoltura della zona di

Vezzolano nel 201026 Parise Giorgio; Miccoli Giuseppe; Bertolini Claudio; Tinti Franco - Project 7332 – Simulation

of exterior ATF - Progress Report Dottorato di Ricerca Ing. Parise Giorgio27 Delmastro R., Vai V. - Relazione tecnica relativa alla configurazione finale del prototipo di

macchina sfibratrice per canapa ad uso industriale28 Delmastro R. - Seminario informativo sulla sicurezza del lavoro in agricoltura per tecnici

agricoli coinvolti nel PSR. Misura 114

Risultati progettuali

1 R. DELMASTRO, M. DELMASTRO - 29a Fiera Nazionale della Meccanizzazione Agricola2 R. DELMASTRO, M. DELMASTRO - 63a Fiera della Meccanica Agricola3 A. BONANNO, A. BUSATTI, M. MARTELLI, G. ANSALONI, G. RIGAMONTI - BAUMA

2010 International Exhibition for Contruction and Mining Equipment4 R.DELMASTRO, D. RABINO - Esposizione Internazionale delle Macchine Agricole (EIMA)

5 Ferrari Ester, Cavallo Eugenio - Innovazioni tecnologiche applicate alle trattrici agricole. Le opinioni degli utilizzatori. Report UNACOMA. Sondaggio d'opinione svolto durante l'EIMA

6 R. DELMASTRO, M. DELMASTRO, D. RABINO, V. VAI, L. SUDIRO - Vendemmia Antica

Risultati di valorizzazione applicativa

1 E. CAVALLO, G. PALETTO, G. BENVEGNU' - Prove e Verifiche secondo protocolli aziendali (9)

2 R. DELMASTRO, D. RABINO - Verifica dell'idoneità di protezioni, ripari, stabilità e strutture di macchine agricole (42)

3 R. DEBOLI, C. PRETI - Verifiche dell'esposizione alle vibrazioni (10)4 R. DEBOLI, G. PALETTO, C. PRETI, G. BENVEGNU' - Verifiche di emissione sonora (16)5 E. CAVALLO, G. PALETTO, G. BENVEGNU' - Verifiche e prove secondo norme OCSE

ed UE (30)

Principali risorse strumentali dellʼIstitutoLa sede di Ferrara dispone di una apparecchiatura di prova strutturale, di progettazione interna, di caratteristiche uniche nel panorama nazionale e con pochi omologhi a livello mondiale. Si tratta di una macchina di carico biassiale, con capacità di circa 2 MN su due assi ortogonali (1.5 MN orizzontale e 3 MN verticale) e luce libera di circa 6 m, progettata per l'effettuazione di prove distruttive sulle strutture di protezione dell'operatore in caso di ribaltamento per macchine operatrici mobili. Per le sue caratteristiche uniche e grazie al ruolo attivo dell'Istituto nella predisposizione a livello internazionale delle specifiche di prova, essa è utilizzata non solo per la verifica finale delle caratteristiche di resistenza delle strutture, ma anche per attività di ricerca e sviluppo in collaborazione con le principali aziende del settore. Nei locali tecnici della sede sono presenti inoltre installazioni e banchi prova per componenti e sistemi, principalmente oleodinamici, destinati alla trasmissione di potenza verso gli organi di lavoro, per una potenza complessiva di circa 300 kW, con singolo modulo di potenza massima pari a 170 kW, per lo sviluppo sperimentale e la caratterizzazione funzionale di componenti e sistemi di trasmissione della potenza, ivi inclusi i moduli elettronici integrati di comando e controllo. Sono inoltre presenti apparati strumentali per il rilievo delle caratteristiche di emissione acustica di componenti, sistemi e macchine, in grado di eseguire rilievi di potenza e pressione acustica e caratterizzazioni del campo con tecniche intensimetriche. Presso la sede dell'Università di Ferrara sono inoltre presenti, cofinanziate nella realizzazione e gestite nell'ambito di apposite Convenzioni Operative, due apparecchiature di significativa rilevanza:- Una camera anecoica con volumetria di 650 m3 in configurazione completamente anecoica e 800 m3 in configurazione semianecoica, in grado di ospitare macchine operatrici nella maggioranza delle taglie dimensionali presenti sul mercato;- Laboratorio Larix presso il Dipartimento di Fisica dell'Università di Ferrara con sistema di calibrazione sonde acustiche innovative con tecnologia MEMS e SoC utilizzante un sistema a guida d'onda installato in un tunnel sotterraneo della lunghezza di circa 100 m.Presso l'U.O.S. di Torino è disponibile una apparecchiatura sperimentale, di progettazione e realizzazione interna, per la caratterizzazione dell'esposizione del corpo intero alle vibrazioni emesse da macchine operatrici secondo caratteristiche standardizzate; il dispositivo è in grado di rispondere alle caratteristiche di eccitazione richieste dalle normative vigenti, in un'ottica sia di ricerca e sviluppo nei sistemi di attenuazione e controllo delle vibrazioni sia di caratterizzazione e certificazione delle caratteristiche di sistemi esistenti. Presso le strutture di Candiolo sono presenti installazioni sperimentali in grado di effettuare tutto il complesso insieme di rilievi prestazionali su macchine agricole richieste dai codici di prova OCSE, per cui Imamoter è Stazione Sperimentale ufficialmente riconosciuta, oltre ad un apparato in grado di effettuare prove distruttive su strutture di protezione di macchine agricole e operatrici con capacità pari a circa ¼ di quella presente a Ferrara. A Candiolo è inoltre presente un'area di 70000 m2 su cui insiste un anello con tre piste di

prova concentriche a differente pavimentazione dello sviluppo di circa 1 km, una parte delle quali è allestita con risalti controllati secondo le specifiche ISO per prove in pista di macchine, principalmente agricole. Entrambe queste strutture sono frequentemente utilizzate per attività di ricerca e sviluppo, oltre che di certificazione, in collaborazione con i principali costruttori di riferimento. Presso l'azienda agricola sperimentale di Vezzolano (AT), gestita in base ad una convenzione con Comunità Collinare e Accademia dell'Agricoltura di Torino, è presente un'area di circa 27 ha, destinata a diverse coltivazioni di carattere sperimentale, con controllo e sensorizzazione dei principali parametri ambientali e di lavorazione, oltre ad una pista attrezzata per la verifica delle caratteristiche di guida di mezzi agricoli in ambiente collinare. Presso la stessa sede è presente una piattaforma inclinabile per verifiche di stabilità delle macchine e sono presenti allestimenti in grado di realizzare le principali tipologie di prove per la verifica di sicurezza di macchine e attrezzature agricole. E' inoltre consolidata da tempo la collaborazione con la Tenuta Cannona di Alessandria, per la verifica di dati ambientali ed idrogeologici legati alle tipologie di coltivazione, oltre che una serie di studi legati alla valorizzazione energetica dei prodotti di scarto delle attività agricole e dell'allevamento, per cui sono attive aree opportunamente attrezzate e sensorizzate.

Considerazioni generali ed elementi di autovalutazioneConsiderazioni generaliLe attività poste in essere nel 2010 dall'Istituto devono essere valutate alla luce di tre elementi:1. La linea di sviluppo indicata nel documento programmatico presentato al CdA del C.N.R. in sede di selezione per l'incarico;2. La volontà di operare in continuità con le scelte operate dalla direzione precedente, sia per condivisione delle scelte sia per ragioni di opportunità;3. La necessità di rispondere ad alcuni rilievi emersi dal processo di valutazione degli Istituti e indotti dallo scenario economico del settore.A quanto esplicitato si sono sovrapposti condizionamenti derivanti dallo sviluppo del processo di riordino dell'Ente che non sono stati inseriti in questa relazione.Gli elementi salienti ricavabili da quanto presentato nella relazione programmatica al CdA sono riassumibili in due direttrici principali: la politica di accordi e collaborazioni, interni ed esterni all'Ente, e il miglioramento della progettualità nei confronti delle tematiche di ricerca competitiva consolidando le attività di trasferimento tecnologico come solida base di finanziamento continuo. Questa seconda direttrice, quando combinata al miglioramento della capacità di valorizzare i risultati della ricerca, risponde anche ai principali rilievi emersi dalle valutazioni dei Panel d'Area. In estrema sintesi, ed in termini di valutazione quantitativa, i principali elementi di consuntivo sono riassumibili nei seguenti:• Sottoscrizione di 8 fra accordi, protocolli operativi e lettere di intenti, oltre alla preparazione di ulteriori due con possibile coinvolgimento del Dipartimento di afferenza (ENAMA e CNH);• Avvio, sia nell'ambito del nuovo Progetto SP.P03 sia indipendentemente da esso, di collaborazioni con Istituti C.N.R. su temi specifici (ITIA, ITC, IVALSA, ISTEC, ISAC, IMEM)• Partecipazione, in qualità di espositori invitati a titolo gratuito a due manifestazioni fieristiche internazionali di punta (BAUMA ed EIMA); aggiornamento del materiale informativo di Istituto e della pagina web• Completamento di attività di ricerca finanziata con un importo complessivo di contratti attivi pari a quasi 900 k€, pari a circa 90 k€ per ricercatore• Preparazione di proposte di ricerca finanziata sottoposte a valutazione per un valore complessivo per l'Istituto di circa 5.5 M€ a fronte di un valore totale dei progetti di circa 33 M€, con un peso medio per progetto di circa il 16%• Creazione di una Sede di Lavoro presso l'Università di Ferrara, creazione dell'U.O.S. di Torino con autonomia amministrativa, proposta di un nuovo Modulo gestionale nei PdG 2011-2013Gli elementi di consuntivo in termini di prodotti della ricerca sono in linea con i risultati degli anni precedenti, scontando un naturale ritardo temporale rispetto alle azioni poste in essere, si nota tuttavia una tendenza allo spostamento dei risultati della ricerca verso elementi maggiormente

valorizzabili all'interno dei criteri di valutazione correnti, pur non trascurando qualli più strettamente legati alle attività di ricerca con partnership industriale.

Elementi di autovalutazioneL'approccio all'autovalutazione adottato negli ultimi anni è stato di diverso tipo, quasi sempre ispirato a criteri derivati da griglie di valutazione disponibili (in particolare il CAF = Common Assessment Framework, documento di matrice europea concepito per sostenere la qualità del lavoro nelle organizzazioni del settore pubblico), con la sola rilevante eccezione dell'autovalutazione 2009 che, in fase di passaggio fra la direzione precedente e quella attuale ed in considerazione di un contesto organizzativo ed economico peculiare, è stata basata su criteri diversi da quelli canonici. Le considerazioni che hanno portato a tale scelta nella precedente autovalutazione permangono e quindi anche in questo caso verrà riproposta una schematizzazione non pienamente rispondente a criteri freddi, ma ampiamente basata su analisi contingenti.Tre aspetti appaiono caratterizzanti lo scenario all'interno del quale si è svolta l'attività 2010:1. Uno scenario economico internazionale che ha colpito in modo particolarmente duro il settore di riferimento dell'Istituto;2. Una riorganizzazione interna del Dipartimento di afferenza che ha portato a ripensare e rimodulare alcuni equilibri interni delle attività di ricerca;3. Una riflessione critica sui risultati emersi dalla pubblicazione dei risultati dei Panel di valutazione degli Istituti1) La crisi economica in iniziata nel settembre 2008 è ancora lontana dal vedere la conclusione nel settore industriale di riferimento per l'Istituto. Se questo ha già avuto come risultato l'incapacità di alcuni partner industriali di finanziare progetti già approvati e la difficoltà a farsi promotori di nuove iniziative. Conformemente a quanto indicato nelle previsioni del precedente anno, la strategia posta in essere ha orientato maggiormente le attività sul breve periodo a fonti di finanziamento maggiormente diversificate e di minor rilevanza economica, con l'obiettivo di mantenere la capacità di spesa dell'Istituto anche in presenza di una riduzione delle entrate da contratti siglati prima della crisi. Per contro sono state incrementate in modo rilevante le attività di proposizione di progetti di maggior respiro temporale e di più rilevante impatto economico, soprattutto a valere su programmi di ricerca cofinanziata quali PRIN, PON, FIRB, POR FESR, ed altri programmi locali delle regioni Emilia Romagna e Piemonte o bilaterali, quali Manunet. Il risultato congiunto di questa duplice strategia è stato il raggiungimento anche nel 2010 di un livello di autofinanziamento di assoluto rilievo, attestato nell'intorno del milione di Euro, ed un portafoglio di proposte progettuali che assomma ad una cifra oltre quattro volte superiore con una durata media prevista dei progetti pari a 24 mesi. Pur con la cautela derivante dall'incertezza sulla tempistica di attivazione di alcuni dei programmi di ricerca attivati, la strategia posta in essere sembra essere in grado di fornire adeguate risposte al contesto, fornendo un solido substrato di attività a limitato valore aggiunto in grado di garantire l'operatività, supportato da un più ampio portafoglio di proposte e progetti di più ampio respiro in grado di sostenere le attività di ricerca più di frontiera. Si prevede che questa strategia possa e debba essere mantenuta anche per il futuro.2) La riorganizzazione dei Progetti all'interno del Dipartimento Sistemi di Produzione ha portato, unitamente all'incompatibilità fra Direzione e responsabilità di Progetto e Commessa, alla riattribuzione delle responsabilità soprattutto per la Sede di Ferrara, con un nuovo Responsabile di Progetto per il DSP e di Commessa all'interno dell'Istituto. Il risultato più immediato di questa azione è stata l'enfatizzazione delle attività di ricerca legate alla matrice elettronica, seppure declinata in termini di applicabilità trasversale nei settori che vanno dalla robotica non strutturata alla trasmissione di potenza, abbinando una scelta tattica ad una strategica in termini di interpretazione delle prospettive di sviluppo del settore di riferimento. In termini di rapporto con il Dipartimento di afferenza, la stessa organizzazione di due Conferenze di Dipartimento nel corso della stessa annualità e l'accresciuta enfasi sui temi oggetto della riorganizzazione progettuale dello stesso hanno portato ad un accresciuto impegno nei settori affini all'elettronica, pur senza trascurare la consolidata competenza nei settori più prettamente meccanici in termini di analisi struturale (prove ROPS e FOPS), analisi delle prestazioni (come stazione sperimentale OCSE e come assistenza all'omologazione di trattrici), oleodinamica e trasmissione di potenza per via fluida (ivi incluse attività

di simulazione dinamica non lineare e fluidodinamica). Pur non essendo un retaggio storico dell'Istituto e non essendo particolarmente evidenziata all'interno del Progetto di riferimento, è stata avviata una attività, inizialmente autofinanziata, finalizzata all'introduzione di materiali non metallici avanzati in ambito oleodinamico. Il riorientamento dell'attività ha portato ad una progressiva contrazione dell'attività in ambito agronomico e di tutela del suolo, per la quale saranno da privilegiare forme di aggregazione con altri Istituti e valorizzazione del patrimonio conoscitivo accumulato negli anni. 3) L'analisi dei risultati delle visite dei Panel di valutazione (svoltesi nella primavera del 2009) ripropone prepotentemente una tematica già emersa nel corso della valutazione degli effetti della riorganizzazione dei Progetti del Dipartimento. Emerge innanzitutto una evidente difformità fra le valutazioni dei due Panel (quello di Agraria che ha visitato la sola UOS di Torino e quello di Ingegneria che ha visitato la sola Sede di Ferrara). Pur non entrando nel merito dei criteri di valutazione e senza voler esprimere giudizi di merito sull'efficacia e rappresentatività della valutazione, soprattutto in merito alla valutazione della pubblicistica, due aspetti sono stati colti dal giudizio espresso dai Panel nelle relazioni:a. L'orientazione dell'attività di alcuni gruppi più a criteri di opportunismo che di visione scientifica e tecnologica;b. La prevalenza in alcuni casi delle attività legate alla fornitura di servizi rispetto a quelle di partnership di ricercaIn entrambi gli aspetti sono state adottate azioni correttive, cogliendo lo spirito costruttivo della critica, promuovendo la progettualità a medio-lungo termine e premiando le attività di fornitura di servizi in quanto capaci di generare, con il meccanismo dell'overhead, la necessaria disponibilità economica per finanziare attività più orientate scientificamente. Questa azione, ancora in fase preliminare, non ha ancora espresso appieno i propri effetti, ma già nell'analisi del numero di proposte progettuali presentate per il 2011 si nota un significativo incremento, e si confida che l'introduzione, a conclusione dei bandi di concorso in essere, di due unità di personale ricercatore presso l'UOS di Torino possa dare ulteriore impulso all'azione.

Un ulteriore oggetto di riflessione collegato ai punti precedenti è quello che trova la sua sintesi nella visibilità esterna dell'Istituto. Ferma restando la constatazione di una solida reputazione dell'Istituto nell'ambito industriale e produttivo di riferimento e di una elevata considerazione internazionale nei contesti scientifici tematici specifici, resta innegabilmente da migliorare e consolidare la visibilità diretta in ambito locale e la riconoscibilità del rilievo scientifico e tecnologico anche in settori affini a quello specialistico di riferimento. Anche in questo caso si sono riconosciuti e recepiti elementi critici nella valutazione dei Panel di Area e si sono attuate misure potenzialmente in grado di migliorare gli indicatori specifici. Si è intervenuti nel miglioramento dell'immagine dell'Istituto attraverso la ristrutturazione delle pagine web, si sono attivate collaborazioni e intese con diverse realtà accademiche e industriali e si sono promosse e strutturate in misura maggiore che in passato le attività di comunicazione, diverse dal tradizionale Congresso Scientifico, negli eventi a livello nazionale ed internazionale. A conclusione del primo anno di attività non si possono sicuramente considerare raggiunti gli obiettivi generali prefissi, ma gli indicatori specifici puntano nella corretta direzione: la capacità di autofinanziamento è sostanzialmente mantenuta, pur in uno scenario di profonda crisi economica, il numero di pubblicazioni per unità di personale è costante, ma risente di un ritardo fisiologico nella risposta allo stimolo di maggiore orientamento verso la rivista scientifica piuttosto che verso il Congresso, il numero di proposte progettuali è in fortissimo aumento rispetto al passato, mentre il portafoglio di incarichi di ricerca a committenza industriale diretta si mantiene a ad un livello sufficiente a mantenere alimentato il canale di comunicazione con il mercato e a garantire il posizionamento strategico dell'attività di ricerca dell'Istituto in un punto molto prossimo alla fruibilità industriale diretta.

Proposta di interventi organizzativiDal punto di vista programmatico si ritiene di dover ulteriormente promuovere la capacità di realizzare i principali obiettivi programmatici, in particolare1. Realizzazione di dimostratori e prototipi che favoriscano la transizione delle macchine operatrici agricole verso la fattibilità reale e lo sfruttamento ottimale della meccatronica, nell'ottica della

efficienza energetica, della sicurezza d'impiego e della diversificazione dei mercati di approvvigionamento delle materie prime, anche in modo cooperativo e con comunicazione di dati wireless. A questo obiettivo concorrerà l'attività inserita nel finanziamento ottenuto con il Bando Giovani Ricercatori del DSP, che verrà integrato con un autofinanziamento da parte dell'Istituto per la realizzazione dei dimostratori oltre alla copertura degli oneri relativi all'assegno di ricerca.2. Integrazione delle competenze di meccanica avanzata, di elettronica digitale, di fluidodinamica e di sistemistica per l'ottimizzazione delle prestazioni di una cella robotizzata in funzione dello scopo d'impiego, anche integrando le competenze di diversi Istituti del DSP nell'ambito di programmi finanziati dall'UE le cui proposte sono già state presentate alle sedi di valutazione3. Dimostrazione dell'effettiva possibilità di realizzazione di una filiera per impiego dei reflui di allevamenti animali finora rimasta confinata alle possibili soluzioni proposte nell'ambito della divulgazione scientifica; anche in questo caso l'idea progettuale è stata trasformata in una proposta di finanziamento che, se approvata, verrà attuata nel corso del prossimo biennio4. Promozione dello sviluppo di corsi di formazione nel settore della sicurezza in ambito agro-forestale anche in collaborazione con altri soggetti pubblici, in particolare Regioni e Servizio Sicurezza dell'INAIL (ex ISPESL)5. Approfondimento degli aspetti industriali legati al progetto sulla filiera canapa che ha portato alla realizzazione di un impianto prototipale per la separazione e la prima lavorazione della canapa oggetto di brevetto a titolarità congiunta Imamoter e Assocanapa che ha già suscitato un certo interesse industriale.Dal punto di vista dell'attività scientifica, l'analisi delle possibilità di sviluppo delle attività dell'Istituto, in continuità con quelle già indicate nelle precedenti valutazioni, prende in considerazione tre settori prevalenti, anche se non esclusivi, verso i quali concentrare le risorse progettuali disponibili, proseguendo una attività che, già iniziata nel corso del 2010, proseguirà nei prossimi anni:• tematiche di ricerca multidisciplinari a carattere intra- ed interdipartimentale;• iniziative di valorizzazione delle dotazioni infrastrutturali dell'Istituto anche in collegamento con il Dipartimento Sistemi di Produzione (DSP);• accordi quadro in grado di aumentare la visibilità e la capacità operativa dell'Istituto e del DSP.Dal punto di vista organizzativo si deve rilevare l'efficacia dell'azione intrapresa di destinare una unità di personale, seppure in modo non esclusivo, alla individuazione di opportunità di finanziamento della ricerca in cui coinvolgere aziende del territorio. Tale iniziativa ha portato alla finalizzazione di almeno tre iniziative di ricerca con aziende del territorio ferrarese e all'individuazione di opportunità di partecipazione a bandi che hanno contribuito alla più che raddoppiata progettualità del personale di ricerca dell'Istituto.Lo sviluppo di tematiche di ricerca attrattive, in grado di confermare il ruolo di eccellenza settoriale e di mostrarsi in grado di effettuare un reale trasferimento tecnologico verso l'industria, combinato ad un'efficace opera di diffusione dei risultati, discende direttamente dalla capacità di interpretazione ed anticipazione delle linee di sviluppo tecnico-scientifiche del settore. A questo proposito sono già in fase di costituzione formale alcuni gruppi di ricerca che, inizialmente come attività anche a finanziamento autonomo, si struttureranno come gruppi in grado di attirare finanziamenti esterni e di partecipare a bandi per attività di ricerca finanziata, in particolare nel settore dei materiali innovativi, della microelettronica e sensoristica e dell'ergonomia. Elementi precursori di questa trasformazione sono già attivati e si completeranno nei prossimi anni. Uno degli elementi caratterizzanti l'Istituto è la disponibilità di dotazioni infrastrutturali di assoluta rilevanza, anche se datate. L'obiettivo del loro adeguamento, mantenimento operativo e successiva valorizzazione ed l'incremento dei fattori di carico viene confermato, anche se la pratica impossibilità, visti i costi, dell'intervento di manutenzione ne rende problematica l'attuazione in assenza di un intervento significativo da parte dell'Ente. L'Istituto IMAMOTER dispone di una struttura di prova in grado di applicare carichi biassiali fino a 2 MN (200 t), attualmente impiegata per le prove di qualificazione distruttiva per strutture di protezione dell'operatore di macchine movimento terra in caso di ribaltamento (ROPS). La macchina di carico ha una luce libera di oltre 6 m ed è posta all'interno di un capannone industriale di 1000 m2. La maggiore strutturazione del servizio che utilizza tale struttura per l'effettuazione di prove su committenza esterna e l'estensione del suo impiego anche al di fuori del campo della qualificazione delle strutture di protezione per macchine movimento terra sono interventi la cui

realizzazione è in programma per i prossimi anni.Presso l'Abbazia di Vezzolano, in una zona dall'importante interesse turistico e storico, l'Istituto IMAMOTER dispone di una azienda agricola sperimentale che dispone di una sala attrezzata recentemente ristrutturata con contributi anche delle amministrazioni locali, in grado di ospitare corsi, seminari e meeting. La logistica della zona e le possibilità organizzative rendono di sicuro interesse l'ipotesi di organizzare in modo più strutturato e coinvolgente iniziative di formazione di varia natura. Le azioni preliminari avviate in tal senso hanno solo consentito di creare i presupposti per la realizzazione dell'iniziativa, la cui opportunità viene tuttavia confermata.La strategia di potenziamento delle capacità dell'Istituto basata su accordi strategici indicata negli anni precedenti viene confermata. I principali accordi indicati negli anni precedenti sono stati tutti finalizzati e esplicheranno il proprio potenziale nei prossimi anni. Per il futuro si conferma l'indirizzo strategico alla formalizzazione di collaborazioni strutturate con altri soggetti in grado di fornire supporto al miglioramento dell'offerta di competenze e di capacità operative.Dal punto di vista puramente organizzativo il raggiungimento degli obiettivi prefissi richiede una maggiore responsabilizzazione dei Ricercatori coinvolti nelle attività. A tale fine si ritiene utile proseguire nell'intervento sulla strutturazione formale dell'Istituto e sulla articolazione dei gruppi di ricerca. Alla creazione dell'UOS di Torino con autonomia amministrativa si affiancherà la valutazione dell'opportunità di definire sedi di lavoro presso le strutture sperimentali di Candiolo e Vezzolano.Dal punto di vista della articolazione formale, la creazione della Unità Operativa di Supporto presso la sede di Torino ha consentito il decentramento di molte attività gestionali attuando una politica di delega ampia al responsabile dell'UOS, ing. Roberto Deboli. Il processo di strutturazione dell'attività dell'UOS proseguirà anche nel 2011, partendo dalla creazione di un modulo gestionale in SIGLA che riconosca le attività della stazione sperimentale di Candiolo, per consentirne la valorizzazione e il rilancio, visto che questo settore più di altri ha risentito della situazione economica del comparto. L'organizzazione dell'attività con il Dipartimento di Fisica dell'Università di Ferrara è invece stata risolta con la creazione di una sede di lavoro e con la formalizzazione di un ulteriore accordo con il Dipartimento stesso per la gestione dell'attività del Dott. Domenico Stanzial. Il processo di razionalizzazione dei rapporti verrà ulteriormente promosso, anche in coordinamento con altri Istituti del DSP, quali IDASC e IMEM, che presentano attività ed interessi comuni con il Dipartimento di Fisica dell'ateneo ferrarese. La prevista attività di promozione delle procedure informative interne, avviata nell'anno in corso, non ha raggiunto gli obiettivi sperati. Se da un lato le due Conferenze di Dipartimento hanno costituito un significativo momento di incontro e confronto di idee, dal punto di vista interno permangono difficoltà e resistenze alla condivisione delle attività, degli obiettivi e delle strategie. In questo ambito dovranno essere poste in essere iniziative più pressanti, per superare le resistenze e le inerzie interne evidenziate e favorire la crescita di uno spirito maggiormente collaborativo fra i diversi gruppi di ricerca.Se da un lato l'obiettivo generale di miglioramento della visibilità dell'Istituto può considerarsi in parte raggiunto attraverso il miglioramento della comunicazione, si dovranno migliorare le caratteristiche dei locali, degli spazi e dell'ambiente di lavoro, anche approfittando dello stimolo dato dalla visita di diverse delegazioni industriali e scientifiche ai laboratori. Azioni in questo senso sono già state avviate nel corso delle ultime settimane dell'anno in corso.

Istituto dei materiali per l'elettronica ed il magnetismo

Direttore: Dott SALVATORE IANNOTTASede principale: Parco Area delle Scienze 37/A - 43124 Parma (PR)Articolazione territoriale:

Sezione di Genova

Sito web dell'Istituto: www.imem.cnr.it


MissioneNell'ambito della migliore tradizione del CNR, IMEM sviluppa approcci di ricerca interdisciplinare nella scienza dei materiali, complementando raffinati metodi di crescita, sintesi e studio di materiali con modellazione teorica e prototipazione di dispositivi, concepiti con l'obiettivo di esplorare e dimostrare le proprieta' funzionali, implementare e sviluppare applicazioni ed aprire prospettive tecnologiche innovative, secondo linee strategiche focalizzate su materiali, processi e dispositivi per l'energetica e la sensoristica.Si tratta di un approccio pienamente consistente con l'affiliazione al Dipartimento Sistemi di Produzione ed alla forte partecipazione al Dipartimento Materiali e Dispositivi (4 Commesse su 8).L'ambizione e' quella di tenere insieme, in un forte e fertile rapporto, la ricerca motivata dalla curiosita', quella applicata, lo sviluppo di tecnologie di base ed i rapporti con industrie ed imprese.Le attivita' principali si rivolgono alla crescita/sintesi, studio e controllo delle proprieta' multifunzionali di materiali di nuova generazione, tra cui: nanostrutture semiconduttrici a punti quantici (QDot); nanostrutture su superfici metalliche; materiali, sistemi e dispositivi magnetici, semiconduttori e superconduttori; nanostrutture e processi di funzionalizzazione e multifunzionalizzazione per la sensoristica e l'energia; sistemi molecolari e materiali ibridi organici/inorganici ingegnerizzati alle diverse scale di lunghezza.Particolare attenzione viene data alla formazione di nuovo personale ricercatore, anche grazie all'importante contributo che viene dato alla Scuola di Dottorato in Scienze e Tecnologie dei Materiali dell'Universita' di Parma.


Commesse

• Preparazione e caratterizzazione di nanostrutture per fotonica• Progettazione, preparazione e studio di materiali magnetici funzionali• Sviluppo, caratterizzazione strutturale e modelling di strutture avanzate per elettronica• Proprietà delle superfici e dei cluster di materiali nanostrutturati• Nanoscienze: crescita di materiali, funzionalizzazioni e dispositivi• Nuovi sistemi elettronici per il manufacturing• Sistemi per la conversione di energia• Acquisizione di Segnali• Materiali e processi per applicazioni in energia

Moduli

• modulo gestionale-CdS052-MD• Preparazione e caratterizzazione di nanostrutture per fotonica• Progettazione, preparazione e studio di materiali magnetici funzionali• Sviluppo, caratterizzazione strutturale e modelling di strutture avanzate per elettronica• Proprietà delle superfici e dei cluster di materiali nanostrutturati

• Crescita e caratterizzazione di materiali, funzionalizzazioni e dispositivi.• Crescita di materiali, funzionalizzazioni e dispositivi da precursori molecolari, inorganici e

cluster• Crescita e caratterizzazione di materiali, funzionalizzazioni e dispositivi.• Metodi di Spettroscopie Laser e di Spettrometrie di Massa per Applicazioni nellʼAgroindustria,

Ambiente e Scienze della Vita• Rumore termico e dissipazione in sistemi elettromeccanici fuori dall'equilibrio• modulo gestionale-CdS052-SP• Ibridi organico-inorganici nanostrutturati• Elettronica analogica per condizionamento e trasmissione segnali in tecnologie nanometriche

al silicio• Nanostrutture e dispositivi da SuMBE per sensoristica e fotovoltaico: sviluppo e

caratterizzazione• Sistemi per la conversione di energia• Ossidi nanostrutturati per sensoristica e fotovoltaico• Sensori di raggi X• Studio della presenza di micro e nanoparticelle negli alimenti• Film per applicazioni in Energia• MATNEP (Nuovi materiali con proprietà elettroniche peculiari)• Sensori per grandezze chimiche basati su ossidi semiconduttori per applicazioni industriali

RSTL

• WISH (Nanotailoring Water/Semiconductor Surface Interaction towards Health Applications)

Attività Commesse

Preparazione e caratterizzazione di nanostrutture per fotonica

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: BOCCHI CLAUDIO

Risultati conseguiti Nel corso dell'anno 2010 sono stati ottenuti i seguenti risultati: i) Preparazione e studio di strutture metamorfiche a QDs di InAs/InGaAs con elevato grado di controllo sulla sintonizzazione della lunghezza d'onda di emissione nella finestra di interesse opto-elettronico 1.3 – 1.55 µm.ii) Approfondimento delle proprietà strutturali mediante tecniche avanzate (XRD, HRTEM) di strutture con bassa densità di punti quantici InAs/GaAs; tale attività è stata svolta anche in collaborazione con altre commesse dell'istituto.iii) Crescita MBE di strutture a QD InAs/(In)GaAs caratterizzate da bassa densità superficiale di punti quantici che presentano emissione da singolo QD come evidenziato da studi di micro-fotoluminesienza (µPL) condotti in collaborazione con l'Università di Valenzia. Il raggiungimento di densità estremamente basse, prossime a 1 x 108 cm-2, è stato possibile grazie allo sviluppo di nuovi schemi di crescita dello strato di QD che prevedono la deposizione di strati di InAs di spessore inferiore allo spessore critico per la formazione dei punti quantici, seguita da un processo di annealing per un tempo ottimizzato. Mediante l'utilizzo dell'approccio metamorfico, messo a punto su strutture QDs ad elevata densità, è stato possibile il raggiungimento di lunghezze d'onda di

emissione prossime a 1.5 um a 10K .In collaborazione con unità esterne è proseguita l'attività di studio di strutture a multistrato di QDs InGaAs/GaAs ,di interesse per rivelatori IR (QDIP) (3 – 20 um).


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Abstract

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2010 0 2 2 0 0 0 0 0 3 0

Principali collaborazioniSono proseguite le collaborazioni già avviate in precedenza nell'ambito del progetto FIRB 'Nanotecnologie e Nanodispositivi per la Società dell'Informazione' con le Università di Firenze (e LENS), Milano-Bicocca, Pavia e Roma 'La Sapienza' sullo studio di proprietà ottiche di nanostrutture a QD. Si sono rafforzate le collaborazioni con numerosi gruppi afferenti al Network of Excellence 'SANDiE' del 6° FP della UE: Università di Sheffield, Università di Valencia (proprietà ottiche di nanostrutture per fotonica), Edinburgh (proprietà strutturali), Università di Lovanio e Lancaster per lo studio di proprietà magneto-ottiche di strutture a QDot InAs/InGaAs. E' proseguita la collaborazione con Georgia State University sulla preparazione di strutture per rivelatori IR a punti quantici.La sottomissione dei due progetti PRIN 2009 e FIRB 2010 "Futuro in ricerca" si è concretizzata nel consolidamento di collaborazioni esistenti e nell'acquisizione di nuove collaborazioni con istituti CNR e centri di ricerca universitari.




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Principali risorse strumentali utilizzateLa strumentazione utilizzata nell'ambito della Commessa è quella già indicata al precedente paragrafo: Strumentazione, incrementata dalle tecniche d'indagine che ogni collaboratore esterno, nelle varie sedi, ha utilizzato per contribuire al raggiungimento degli obiettivi comuni. Riassumendo, le risorse a disposizione della commessa sono costituite da: 1) Epitassia da Fasci Molecolari per strutture epitassiali avanzate a doppia camera di crescita. L'apparecchiatura è collocata in camera bianca con ambienti in classe 100 e 10000; 2) strumentazione avanzata per diffrazione e riflettività

X in alta risoluzione e mappe di reticolo reciproco, topografia X a doppio cristallo; 3) apparecchiatura per fotoluminescenza e riflettività; 4) Microscopio a Forza Atomica (AFM); strumentazione per misure di corrente (I-V, Hall). Sono state utilizzate anche apparecchiature rese disponibili da altri gruppi dell'Istituto, quali: i) apparecchiature per misure ottiche nel vicino infrarosso; ii) Microscopio Elettronico in Trasmissione con tecniche analitiche per l'analisi chimica su scala sub-nanometrica, 5): iii) apparecchiature per misure capacitive (DLTS per lo studio di livelli profondi nell'intervallo 20-450 K, C-V e ammettenza in funzione della frequenza); iv) strumentazioni per metallizzazione e fotolitografia per la preparazione di strutture test per le caratterizzazione elettriche e la fabbricazione di dispositivi (elementari) dimostratori.

Progettazione, preparazione e studio di materiali magnetici funzionali

Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi magnetici e superconduttoriDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: ALBERTINI FRANCA

Risultati conseguiti -Realizzazione di materiali di nuova generazione per la registrazione magnetica: sistemi a grani separati (ottenuti per autorganizzazione) e nanocompositi hard-soft lungo la direzione di crescita con diverse morfologie e configurazioni interfacciali e diverse composizioni della fase soft, basati su FePt L10. Realizzazione di sistemi a multistrato per la spintronica (spin valve inorganiche e ibride). - Realizzazione di film sottili magnetici per sensori di corrente da impiegarsi nella macchina elettrica ad alta efficenza e trasferimento tecnologico. (Progetto FP7 E3CAR) -Studio delle proprietà dinamiche di ferrofluidi e applicazione a sistemi di nanoparticelle funzionalizzate per applicazioni biomediche. (Collaborazione Colorobbia) -Realizzazione, ottimizzazione e studio di materiali con elevati effetti magnetoelastici e magnetocalorici diretti e inversi e sviluppo di tecnologie abilitanti alla refrigerazione magnetica. -Studio della nuova classe dei superconduttori "ossipnictidi a base ferro". -Simulazioni Monte Carlo sul modello di Ising quadrato con interazione di scambio e dipolare del comportamento di film sottili magnetici. Studio dell'approccio all'equilibrio di magneti moleolari a bassa temperatura. -Messa a punto di metodologie avanzate con scanning probe microscopy per la misura di proprietà meccaniche in sistemi ibridi e sviluppo di un sistema per la variazione di temperatura del campione in misure SPM.


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2010 0 17 0 1 0 0 0 0 8 0

Principali collaborazioniIl gruppo ha numerose collaborazioni nazionali e internazionali sia a livello accademico che industriale. Si sono intensificate le collaborazioni con l'Univesità di Zaragoza - Istituto INA- CSIC u caratterizzazioni magneti e strutturli di film sottili per la spintronica e il recording, misure di magnetostrizione in materiali ferromagnetici a memoria di forma (svolte in collaborazione anche presso la facility di Nijmegen a seguito di proposal) e su nanoparticelle per applicazioni in nanomedicina. Durante l'anno sono stati svolti 4 viaggi da parte di ricercatori staff e 1 viaggio da parte di una dottoranda italiani in Spagna e 2 da parte di ricercatori spagnoli in Italia. Si sono intensificate le collaborazioni con la Russia su materiali a memoria di forma (1 ricercatore visitante). Si è instaurata una nuova collaborazione con INESC Microsistemas and Naotecnologias (Lisbona) per la realizzazione di giunzioni magnetiche a effetto tunnel. Un dottorando ha speso un periodo di formazione presso i laboratori di Lisbona.Sono state presentate 2 richieste di progetti bilaterali con Spagna e Russia, oltre ad essere attivo

un progetto bilaterale con la repubblica ceca.

Sono in corso collaborazioni con l'azienda Zanotti s.r.l. di Pegognaga (Mn) per quanto rigarda la refrigerazione magnetica (progetto approvato FAR, "refrigerazione Magnetica", con la ST-Microelectronics per la realizzazione di un sensore di corrente nell'ambito del progetto Europeo triennale E3CAR (32 partner europei, bando FP7 ENIAC Joint Undertaking) approvato a fine 2008,

Va segnalato che 2011 il gruppo prenderà parte alla costituzione della nascenda società italiana di magnetismo (prevista per i primi mesi del 2011) e che lavorerà alla organizzazone del più importante convegno europeo di magnetismo (JEMS, Parma 2012).




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Principali risorse strumentali utilizzateLa commessa dispone di numerose tecniche di preparazione e caratterizzazione di materiali massivi e nanostrutturati, oltre a forni per trattamenti termici in atmosfera controllata.

Tecniche di preparazioneForni ad arco e a induzione, mechanical alloying, melt spinning, sputtering r.f.

Tecniche di caratterizzazione magnetica:-magnetometri (2 VSM, 1 SQUID, 1 AGFM, Magnetometro in campo pulsato) operanti in diversi intervalli di temperatura per lo studio dei processi di magnetizzazione e delle proprietà magnetiche-sucettometro a.c. per analisi termomagnetica-tecnica SPD per lo studio dell'anisotropia magnetocristallina e delle transizioni di fase nei procesi di magnetizzazione-misure di effetto Hall anomalo

Tencniche di misura di proprietà fisiche in campo magnetico:misure elettriche, misure di costante dielettrica, microcalorimetria

Tecniche di caratterizzazione strutturale (XRD, XRR, HRTEM con tecniche analitiche)

Tecniche di caratterizzazione con microscopia a sonda in scansione (AFM, MFM, STM, SCM),

nanolitografia e nanomanipolazione

Sviluppo, caratterizzazione strutturale e modelling di strutture avanzate per elettronica

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SALVIATI GIANCARLO

Risultati conseguiti La commessa ha sviluppato nuovi materiali, metodologie diagnostiche innovative, processi e calcoli ab-initio nei settori della sicurezza, dell'energetica, nanomedicina, (bio-)sensoristica. L'attività di ricerca, oltre ad aver visto finanziati progetti europei, del MIUR, del MAE e regionali, ha prodotto conoscenze e risultati di riliev (pubblicati su riviste quali, PRL, ACS Nano, SMALL, APL, NANOTECHNOLOGY, PRB...) nei settori della crescita di materiali innovativi per energetica, (bio-)sensoristica e biomedicina. Ha inoltre sviluppato ed applicato ai nuuovi materiali competenze e metodologie diagnostiche sperimentali avanzate (strutturali, chimiche, elettriche, ottiche) e teoriche per la loro caratterizzazione e modellizzazione su scala nanometrica. A questo proposito è stata ottimizzata la crescita MOVPE e CVD rispettivamente di film sottili e nanofili di 3C-SiC/Si per la realizzazione di sensori tattili e per polveri sottili e per applicazioni in nano diagnostica medica. Sono state compiute indagini strutturali e chimiche da FEHREM, STEM, HAADF, EELS ed EDX sia qualitative che quantitative su scala atomica. I risultati sono stati correlanti alle proprietà ottiche ed elettriche studiate mediante SEM-CL-EL-EBIC, mappe X di r.r., DLTS, CV e morfologiche (AFM). L'utilizzo di modelli predittivi di calcolo ab-initio ha complementato le attività precedenti consentendo in particolare la predizione e modellizzazione delle risposte superficiali a processi di funzionalizzazione per applicazioni nel settore fotovoltaico e della nanomedicina.Infine la commessa ha contribuito alla formazione nei campi della Scienza dei Materiali e Fisica, di laureandi, dottorandi e post doc. Ciò ha fornito nuovo impulso alle ricerche consentendo la presentazione di 5 progetti FIRB Futuro e Ricerca.


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2010 0 28 0 0 1 0 0 0 9 0

Principali collaborazioniL. Ascari Henesis, A. Cerabolini CARLO GAVAZZI Space; TECNOMOTOR SrL, OSRAM, Regensburg-GER; K. Tateno, NTT Labs-JAP; T. Sekiguchi, NIMS-JAP; Prof. N. Yamamoto, TIT-JAP, Ing. V. Haerle, A. Rizzi,Università di Gottinga-GER; S. Gradecak MIT, Boston,USAV. Grillo, INFM-CNR-S3-Modena; G. Capellini, A. De Seta, Dip. di Fisica-Università Roma1; D.Gozzi, Dipartimento di Chimica, La Sapienza, Roma; E. Zanoni, G. Meneghesso, Dip. Ing. Informazione-Università di Padova; A. Cavallini, Dip. di Fisica-Università di Bologna; M. Manfredi, M. Pavesi, Dip. Di Fisica-Università di Parma; G. Cicero, F. Pirri, Dip. di Fisica-Politecnico di Torino; CNR-INFM S3 e Dipartimento di Fisica-Università di Modena e Reggio Emilia; P. Cova, N. Del Monte, Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione-Università di Parma




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Principali risorse strumentali utilizzateReattore epitassiale MOVPE, reattore CVD.Diffrattometro X-PERT ad alta risoluzione a cristalli multipli, Diffrattometro Philips a doppio cristallo, Camera per Topografia ad alta risoluzione, Sincrotrone, Supercalcolatori Paralleli CINECA ed europei, Microscopio Elettronico in Trasmissione a risoluzione atomica con emissione ad esaboruro di lantanio, microscopio elettronico in trasmissione di ultima generazione con cannone ad emissione di campo di tipo Schottky con capacità analitiche su scala nanometrica (areea minima analizzabile 2 nm, risoluzione di punto 0.19 nm) dotato di unità STEM per analisi d'immagine e spettroscopiche mediante EELS, HAADF (risoluzione di punto 0.135 nm, risoluzione in numero atomico DZ=2), EDX. Microscopio Elettronico a Scansione con emissione al tungsteno, Catodoluminescenza, EBIC, Elettroluminescenza, Microscopio elettronico a scansione con filamento ad emissione di campo (risoluzione spaziale 5 nm), Fotoluminescenza, DLTS, C-V, I-V, Misure di Ammettenza in funzione della frequenza, Ion milling, Microscopio a Forza Atomica con nanomanipolatori.

Proprietà delle superfici e dei cluster di materiali nanostrutturati

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SPADACINI RENATO

Risultati conseguiti I principali risultati conseguiti sono:a) Identificazione dell'idrocarbossile come composto intermedio nella reazione di CO2 con H su nickel.b) Prosecuzione dello studio sulla reattività di molecole rotazionalmente allineate con la pubblicazione tra l'altro di un dettagliato lavoro di rassegna su invito.c) Studio STM dell'autorganizzazione di acido glutammico su superfici. Si è mostrato tra l'altro il ruolo essenziale svolto dai legami idrogeno inter- molecolari per la morfologia della fase auto organizzata.d) Misura della dispersione del plasmone acustico su Cu(111).

e) Misura del coefficiente di cattura di acqua su superficie monocristallina di olivina. Si è mostrato che l'acqua adsorbe dissociativamente su olivina anche nelle condizioni di temperatura e pressione presumibilmente presenti nella proto terra.f) Si è evidenziato il ruolo rilevante della stechiometria dei film di MgO nel determinarne la reattività rispetto ad H2O. Film substechiometrici risultano assai più reattivi di film stechiometrici dello stesso spessore. g) E' proseguito lo studio mediante spettroscopia vibrazionale della metallizzazione del SiC indotta dall'adsorbimento di idrogeno.h) Microscopia ad atomi di elio: Per il nuovo microscopio ad atomi di elio e' stata progettata la linea del fascio atomico focalizzato comprensiva di tutto il sistema di pompaggio a stadi differenziali e si e' iniziato l'assemblaggio delle parti acquistate. Sono state effettuate misure su film a basso ricoprimento di pentacene depositato con sorgente supersonica su Ag(12,11,11) ed e' in corso l'analisi dei dati raccolti. Sono state effettuate misure preliminari di diffrazione di elio a 150 K su film di alcantioli lunghi depositati da soluzione su Au(111) in atmosfera controllata.i) Simulazione e calcolo: applicazione del modello statistico markoviano precedentemente sviluppato a problemi di equilibrio statistico; soluzione esatta del'analisi bayesiana nonparametrica per dati censurati; produzione di un libro che riassume le ricerche degli ultimi 10 anni nell'applicazione di metodi probabilistici di meccanica statistica a popolazioni finite.

Upgrade di apparati ed acquisizioni di strumentazione.

Nel corso del 2010 è stato ultimata la realizzazione del supporto mobile per la movimentazione del fascio molecolare pre-esistente e la sua connessione ed allineamento agli apparati pre-esistenti, in particolare al microscopio tunnel a scansione. Tale realizzazione è stata resa possibile da un finanziamento della Fondazione Carige.


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2010 0 8 0 0 2 0 0 0 1 0

Principali collaborazioniIl lavoro è caratterizzato da numerose collaborazioni, sia formali che informali, necessarie per ottimizzare il lavoro e garantire un proficuo scambio di idee e persone. Pubblicazioni congiunte sono uscite nel 2010 o sono in corso con gruppi nazionali ed esteri.

Prof. Fernando Pirani e Prof. David Cappelletti, Università di Perugia, (2 pubbl. congiunte)Prof. Karsten Pohl, University of New Hampshire. Tale collaborazione è stata poi formalizzata quale Progetto di Grande Rilevanza negli accordi bilaterali tra Italia e Stati Uniti (2 pubblicazioni congiunte)Prof. Herbert Pfnuer, Universitaet of Hannover (1 pubblicazione congiunta in preparazione). Prof. Michio Okada, University of Osaka (1 pubbl. congiunta)Prof. Giovanni Comelli e Prof. Alfonso Baldereschi Università di Trieste. Collaborazione formalizzata attraverso PRIN 2008 (1 pubbl. congiunte)Dr. Jacques Jupille, CNRS, Paris 6 (1 pubbl. congiunte)Prof. P. Echenique, Prof. E. Chulkov e Dr. S. Silkin, DIPC San Sebastian, (1 pubbl. congiunte)Prof. Patrick Soukiassian, Université de Paris Sud 6 (1 pubbl. congiunta in preparazione)Prof. Mike Drake, Planetary Observatory ed Università dell' Arizona (USA) (1 pubblicazione congiunta in preparazione)Prof. Valery Bukhtjarov, Centro di Ricerca di Novosibirsk, (1 pubblicazione in preparazione) Dr.ssa Dominique Costa, Ecole Nationale Superieure de Chimie de Paris, Parigi (2 pubblicazioni congiunte, di cui 1 in preparazione) .B. Holst, Department of Physics and Technology, Bergen University (Norway)M.F. Danisman, Department of Chemistry, Middle East Technical University, Ankara (Turkey)

E: Scalas, Università del Piemonte orientale ( 1 libro)P. Viarengo, Università Federico II, Napoli (1 pubblicazione congiunta).




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Principali risorse strumentali utilizzateGli esperimenti sono stati condotti utilizzando gli apparati di seguito elencati:

a) Apparato UHV dotato di microscopio tunnel a scansione a bassa temperatura. Tale apparato consente anche la crescita di film di MgO e la deposizione di molecole di interesse biologico quali l'acido glutammico.b) Apparato UHV dotato di spettrometro per misure HREELS e XPS. Tale apparato consente anche la crescita di film di MgO e la deposizione di molecole di interesse biologico quali l'acido glutammico.c) Apparato UHV per lo studio della dinamica di superficie. A tale apparato è stato connesso durante l'anno il fascio molecolare supersonico con eventuale selettore di velocità. Tale fascio è ora alloggiato sul supporto mobile di cui sopra.d) Apparato da scattering di He.

Nanoscienze: crescita di materiali, funzionalizzazioni e dispositivi

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: VERUCCHI ROBERTO

Risultati conseguiti Questa Commessa rappresenta la naturale continuazione della Commessa MD.P06.027, affiliata all'Istituto di Fotonica e Nanotecnologie IFN, fino al 9/11/2010, in seguito al passaggio di tutto il personale, le attrezzature e l'intera attività di ricerca della Commessa stessa all'Istituto IMEM. Per questa ragione il personale e le attività qui descritte corrispondono sostanzialmente a quelle descritte nell'ambito della Commessa MD.P06.027, con una suddivisione delle percentuali in base al periodo effettivo di appartenenza ai due istituti precedente (IFN) ed attuale (IMEM).

Lo studio dei processi di crescita di materiali nanostrutturati, molecolari ed ibridi ha permesso la definizione di protocolli ottimizzati e finalizzati alla fabbricazione di dispositivi e dimostratori: tra questi, in particolare, transistor e sensori. Le attività si sono concentrate su molecole organiche coniugate pi-greco dalle proprietà elettroniche semiconduttrici quali il Pentacene, Ftalocianine e Porfirine, quest'ultime con diverso grado di fluorurazione; fra i materiali inorganici invece sono stati presi in cosiderazione nanoossidi metallici e loro cluster. Sono stati oggetto di studio processi all'interfaccia fra diversi sistemi: tra molecole organiche di diverso tipo; tra molecole organiche a diversi stadi di aggregazione su superfici di inorganici; tra molecole organiche, peptidi e metalli; tra nanoaggregati inorganici e molecole, studiando in dettaglio la formazione di nuovi materiali ibridi, nonché tra nanoaggregati o cluster inorganici e superfici metalliche. Sono sati studiati processi e procedure per ottimizzare all'interfaccia le caratteristiche di iniezione di carica, proprietà elettriche, funzionalità biologica a seconda del tipo di applicazione, per la realizzazione di OFET prototipali e materiali emettitori nelle bande di interesse telecom. Sono state sviluppate nuove classi di sensori che sfruttano al meglio leproprietà funzionali di materiali sintetizzati per co-deposizione di cluster e molecole che producono nano-ibridi innovativi.


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniSi è proseguito lo sviluppo delle collaborazioni previste con importanti progressi. In particolare continua con successo la collaborazione scientifica con il Material Research Center dell'Universitàdi Groningen, che è dotato di un'apparecchiatura SuMBE da noi progettata e realizzata: uno studente laureando del laboratorio di Trento è stato ospite a Groningen nell'ambito del progetto ERASMUS e continuerà poi la sua attività di studio con un dottorato in comune fra le due realtà. I rapporti con Università Cornell (USA) hanno portato ad interessanti risultati grazie al progetto della UE Marie-Curie-OIF che vede un nostro ricercatore sviluppare ricerche in piena collaborazione per la realizzazione di nanostrutture molecolari e dispositivi (OFET in particolare). In questo ambito, un dottorando del gruppo è stato ospite presso la struttura di Cornell per l'apprendimento di tecniche di realizzazione e caratterizzazione di sensori elettrochimiciGrazie ai progetti in corso, sono state rafforzate alcune partnership nazionali quali quelle con diversi altri Istituti del CNR (IMM, ISMAC, ISOF, IMEM etc.), diversi dipartimenti universitari diFisica, Chimica ed Ingegneria a partire da quelli locali e nazionali. Tra questi, quelli di Modena e Torino Politecnico, nell'ambito di un progetto PRIN per la realizzazione di cantilever funzionalizzati. I rapporti con FBK-IRST si sono ulteriormente intensificati con la definizione dellapiattaforma Nano-on-Micro i cui sviluppi, con fonti diversificate di finanziamento, iniziano a dare buoni frutti. In particolare le nostre realtà sono coinvolte in u grande progetto progetto per la creazione di un lab-ona-chip di nuova concezione. Nuove sviluppi si prevedono inoltre con il VII PQ UE e con la definizione di nuovi progetti FIRB.




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Principali risorse strumentali utilizzateLe apparecchiature e strumentazioni disponibili direttamente sono state utilizzate a pieno e coincidono con quelle descritte nei vari moduli. L'apparato per la co-deposizione SuMBE è stato oggetto di un ulteriore upgrading, con l'introduzione di nuove sorgenti di fascio supersonico. Il sistema di analisi anche ha visto l'implementazione dell'analizzatore in energia di elettroni, con conseguente parziale fermo delle attività di analisi. Il raggiungimento degli obiettivi ha richiesto inoltre l'utilizzo di apparecchiature presso terzi come ad esempio per la caratterizzazione dei sensori e/o per lo studio più dettagliato delle proprietà strutturali e morfologiche dei materiali per la qual cosa ci si è appoggiati principalmente al Centro Materiali e Microsistemi di FBK, anche nell'ambito della valutazione delle prestazioni di alcuni dispositivi in ambito sensoristico e realizzazione di MEMS. L'approfondimento delle proprietà dei materiali sintetizzati ha richiesto anche l'utilizzo di grandi facility. In tal senso, proposte sono state formulate ed accettate al Sincrotrone Elettra. La disponibilità di caratterizzazioni in-situ è stata comunque determinante per il raggiungimento dei risultati previsti, sia per ottenere risultati di assoluto livello e significato, sia per aprire meglio focalizzare le necessità ci caratterizzazioni più specifiche e non immediatamente accessibili nei nostri laboratori.

Nuovi sistemi elettronici per il manufacturing

Progetto: Microsistemi e dispositivi embeddedDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: MOSCA ROBERTO

Risultati conseguiti E' proseguito lo studio delle procedure di deposizione di film di [CnH(2n+1)NH3]2PbCl4 (1dnd4), attraverso un processo a due stadi. Tuttavia non è stato ancora possibile migliorare la morfologia superficiale dei film ottenuti a livelli compatibili con applicazioni come l'elettronica flessibile, per la quale l'altissima resistività rende questi materiali potenzialmente interessanti come dielettrici.E' stata avviata un'attività volta alla sintesi solvotermale di ibridi OI basati su calcogenuri e al loro impiego come precursori nella preparazione di nano cristalli porosi di calcogenuri e ossidi metallici. Nel corso dell'anno è stato condotto uno studio sistematico dell'influenza dei parametri di sintesi sulla morfologia di nanocristalli lamellari di ZnS(en)0.5 (en=etilendiammina) ed è stata studiata su scala nanometrica la trasformazione di ZnS(en)0.5 in ZnS e ZnO mediante annealing termico.A margine e supporto di tali attività è proseguito lo sviluppo di processsi di fabbricazione di dispositivi prototipali su substrati anche non convenzionali. In particolare è proseguita l'attività volta alla messa a punto dei processi per la fabbricazione di celle solari basate su CIGS, nell'ambito del progetto PED4PV - Programma Industria 2015 del Ministero dello Sviluppo Economico. E' stata ottimizzata la qualità delle metallizzazioni di Mo su vetro ed è stata intrapresa la metallizzazione di piastrelle ceramiche per impieghi fotovoltaici. Sono state fabbricati i primi prototipi di celle solari basate su CIGS ottenute mediante PED su vetro.

Il lavoro di sintesi, caratterizzazione e studio di nuovi materiali è stato svolto con successo, in accordo con le previsioni degli anni precedenti.Per quanto concerne i materiali magnetici, sostituzioni chimiche (mediante sintesi HP/HT), hanno reso possibile la sintesi di nuove manganiti metastabili con struttura a "perovskite quadrupla" (XMn7O12 con X = Na, Ca, La, Pr, Bi). Questa famiglia di materiali é estremamente interessante, in quanto i meccanismi di ordinamento magnetico dipendono dalla composizione chimica. Inoltre, la sostituzione dell'elemento magnetico (Mn) in altri siti cristallografici, consenta di disaccoppiare il contributo dei siti magnetici (es: LaMn3(Ti,V,Fe)4O12). Si sono inoltre ottenuti nuovi materiali con struttura tipo "perovskite doppia" (formula generale A2BB'O6), rivolte in particolare alla ricerca di proprietà magnetoelettriche, ovvero la coesistenza di magnetismo e ferroelettricità, a temperature prossime all'ambiente.Di grande interesse si è rivelata l'attività di sintesi (HP/HT ed idrotermale) di cristalli singoli di materiali metastabili (BiMnO3, BMn7O12 e K3Fe5F15) per lo studio dei fenomeni di ordinamento (di carica, orbitale e spin) e della transizione metallo isolante nei composti a valenza mista. E' stata avviata una collaborazione con la ditta Columbus SPC, basata sullo studio di cavi commerciali di MgB2, per ottimizzarne le proprietà di trasporto. Ancora sui materiali SPC, sono stati sintetizzati (HP/HT) rutenati di formula (Can+1RunO2n+1), interessanti per la coesistenza di SPC e magnetismo. Lo studio di composti vetrosi, quali SiO2, GeO2 e B2O3, ha messo in evidenza la dipendenza delle proprietà ottiche ed acustiche con la densificazione del materiale.Per quanto riguarda la progettazione e realizzazione circuitale in Si,, l'attività si è focalizzata sullo studio dei limiti delle architetture di convertitori A/D per applicazioni ad alta velocità, bassa risoluzioni e basso consumo, e per applicazioni a bassa velocità, medio-alta risoluzione e basso consumo. E' stato studiato un convertitore A/D con architettura Sigma-Delta adatto ad essere interfacciato a sensori con uscita in tensione (ad es. di temperatura).E' proseguita l'attività di modellizzazione di dispositivi fotovoltaici mediante strumenti CAD dedicati per la simulazione fisica bi- e tri-dimensionale di componenti elettronici ed optoelettronici. In particolare è stato realizzato un modello numerico della cella solare policristallina a base di CIGS, analizzando l'impatto di diversi parametri sulle prestazioni. È stata valutata l'influenza della struttura multistrato sulla performance della cella, studiando anche l'effetto di un buffer di ZnMgO in alternativa al CdS.


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2010 0 3 1 2 0 0 0 0 2 0

Principali collaborazioniLa partecipazione ai laboratori regionali MIST-ER e PROMINER ha ampliato la rete delle relazioni con imprese regionali. La collaborazione con ISM-CNR di Roma (C. Bellitto) ha già portato alla preparazione di nuove molecole organiche attraverso le quali è stata avviata la messa a punto delle procedure per l'ibridizzazione di ossidi nanostrutturati per la preparazione di ibridi innovativi. Il contributo del Dip. di Fisca-UniPR (M. Pavesi) nella caratterizzazione elettro-ottica dei materiali ha contribuito a chiarire i meccanismi di trasporto di carica negli ibridi realizzati. Tecniche di caratterizzazione piu sofisticate (tipicamente microscopia HRTM, da effettuare avvalendosi di competenze e strumentazioni interne all'IMEM e collaborazioni esterne -EMAT Anversa) si prevede possano essere avviate in un momento successivo, nella fase di "maturità" del materiale o del dispositivo, ed una volta che i problemi connessi alla preparazione, alla riproducibilità ed alla caratterizzazione funzionale siano stati risolti. NNel settore della prototipazione dei materiali, la collaborazione con le ditte X-Group, CTG e Marazzi ha visto un proficuo sviluppo nell'ambito del progetto PED4PV.




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Principali risorse strumentali utilizzateLe risorse strumentali relative ai materiali non convenzionali permettono la sintesi dei materiali attraverso processi a basso costo facilmente trasferibili all'industria manifatturiera. Inoltre la commessa ha apparecchiature e competenze per la qualificazione morfologica, strutturale, ottica ed elettrica dei materiali preparati e per la valutazione di specifiche proprietà funzionali (e.g. gas sensing). E' inoltre disponibile una facility tecnologica per la realizzazione di dispositivi di test e di prototipi attraverso processi che la commessa ha appositamente sviluppato negli anni precedenti. Alcune collaborazioni con qualificati gruppi di ricerca integrano le competenze e la dotazione strumentale della commessa, come nel caso del Dip. di Ingegneria dell'Informazione – UniPR che ha reso accessibile un metallizzatore sputtering.Nella progettazione e realizzazione circuitale in Si è disponibile presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Università di Parma l'ambiente CAD per la progettazione di circuiti integrati analogici e a segnale misto e la strumentazione necessaria per una prima caratterizzazione a banco dei prototipi realizzati. Strumenti CAD per la simulazione fisica bi- e tri-dimensionale di componenti elettronici ed optoelettronici sono alla base del modelling di celle fotovoltaiche basate su CIGS.

Sistemi per la conversione di energia

Progetto: Microsistemi e dispositivi embeddedDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: FERRARI CLAUDIO

Risultati conseguiti Sono state messe a punto le crescite omoepitassiali del germanio con la tecnica MOVPE. L'uso dell'isobutilgermano come precursore e l'ottimizzazione delle condizioni di crescita ha prodotto strati drogati sia p+ che n+ con buona morfologia.Sono state cresciute diverse giunzioni p/n e n/p a base di germanio omoepitassiale. Sono stati realizzati mediante litografia diodi di test di dimensioni fino a 1 cm2, caratterizzate elettricamente e misurate mediante un simulatore solare a 0.7 soli o sotto lo spettro di una lampada a filamento. Sulle migliori strutture è stata misurata un'efficienza di circa il 7.9% (AM1.5, 0.7 soli).

Lo stato dell'arte per giunzioni di Ge/Ge complete di contatti ottimizzati e strati di passivazione riporta valori di efficienza prossimi all'8% in AM1.5 (van der Heide et al., Solar Energy Materials & Solar Cells 93 (2009) 1810–1816).Sono stati cresciuti sulle strutture omoepitassiali Ge p+/n strati di InGaP e GaAs per passivare le superfici dei dipositivi. In questo modo si sono ottenuti dispositivi con densità di corrente di 50mA/cm2 e tensione di circuito aperto VOC=0.220 V con un aumento di circa 30 mV, rispetto ai valori precedentemente ottenuti.Sono inoltre state fatte misure dello spettro di emissione del bruciatore di una caldaia modificata ad hoc dalla ditta produttrice. E' stata individuata la causa del mancato controllo del profilo di drogaggio nell'effetto memoria del reattore epitassiale. Sono state fatte valutazioni dell'efficienza radiante del bruciatore radiante ottenuto da una caldaia domestica. L'efficienza radiante misurata è circa il 7% non sufficiente per l'applicazione proposta. Si è individuato un bruciatore non convenzionale impiegato nell'industria dei trattamenti termici.Si è individuato come materiale emettitore selettivo un coating formato da fibre di allumina impregnate di ossido di Erbio da depositare su un cilindro di SiC portato ad alta temperatura da un bruciatore. E' stata individuata la struttura per realizzare il filtro dielettrico necessario per condizionare lo spettro.Sono state ottenute diverse pubblicazioni e presentazioni a conferenze internazionali.Sono stati misurati substrati di GaAs per la realizzazione di lenti per raggi x con mosaicità variabile da 10 a circa 25 secondi. E' stato individuato un metodo per l'ottenimento di cristalli curvi con raggi di curvatura da 3 a 50 metri, adatti per lapplicazione


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2010 1 18 1 0 2 3 0 0 9 0

Principali collaborazioniCollaborazioni con l'Institute of Electrical Engineering di Bratislava per la crescita e la contattatura di giunzioni GaAlAs/GaAs e InP/GaAsCollaborazioni con il Dipartimento dell'Ingegneria dell'Innovazione di Lecce per la preparazione di coating di materiali emettitori selettivi per applicazioni nel campo termofotovoltaico.Collaborazioni con il dipartimento di ingegneria di Ferrara, prof. Michele Pinelli, per il calcolo dei profili di temperatura dei gas combusti in funzione dei flussi e della composizione dei gas in ingresso nel bruciatore per ottimizzare il regime di combustione.E' in fase di avvio la collaborazione col dipartimento di ingegneria di Macchine ed energia dell'Università di Bologna per la realizzazione di un prototipo di generatore radiante.




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Principali risorse strumentali utilizzateFotoluminescenza, DLTS, C-V, I-V, Ion millingReattore MOCVD con precursoli metallo organici e con droganti di diversa natura.Apparecchiatura per misure di effetto Hall.Diffrattometro X-PERT ad alta risoluzione a cristalli multipli, Diffrattometro Philips a doppiocristallo, Camera per Topografia ad alta risoluzione, Microscopio Elettronico in Trasmissione,analitico su scala nanometrica dotato di filamento ad emissione di campo.Microscopio Elettronico a Scansione dotato di EDSMicroscopio Elettronico a Scansione dotato di Catodoluminescenza, EBIC ed Elettroluminescenza,Sistema per la deposizione di fotoresist e di metallizzazione per la realizzazione dei contattiBanco ottico con spettrometro e sensore IR per misure ottiche fino a 2200 nm.

Acquisizione di Segnali

Progetto: Microsistemi e dispositivi embeddedDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: ZAPPETTINI ANDREA

Risultati conseguiti Modulo A. 1) Crescita a bassa temperatura (<500°C) di nanorods di ZnO allineati e autocatalizzati su substrato di vetro.2) Determinazione del meccanismo di crescita dei nanorods di ZnO.3) Controllo del processo di crescita in modo da ottenere nanorods di lunghezza controllata nel range 200 nm-3 micron.4) Acquisizione di metodologie per il patterning e mascheratura dei substrati in modo da ottenere deposizioni e crescite spazialmente selettive per il successivo processing del dispositivo5) Realizzazione di sensori di gas basati su tetrapods di ZnO per la rivelazione di acetaldeide ad elevatissima sensibilità (<50 ppb).6) Realizzazione di sensori di gas basati su tetrapods di ZnO per la rivelazione di acidi alifatici ad elevatissima sensibilità (<500 ppb).7) Acquisizione di un processo per il funzionalizzazione di ZnO con CdS di spessore controllato (10 nm). 8) Comprensione delle notevoli proprietà ottiche della nanostrutture ZnO/CdS.9) Dimostrazione delle notevoli proprietà fotocatalitiche della struttura ZnO/CdS.10) Definizione di un processo per la funzionalizzazione mediante CdS di nanorods allineati di ZnO.11) Determinazione di processi di funzionalizzazione di nanorods di ZnO con molecole organiche (CuPC) depositate mediante SuMBD (in collaborazione con il gruppo di IMEM-Trento).12) Comprensione delle proprietà ottiche del sistema ZnO/CuPC.13) Realizzazione di celle fotovoltaiche prototipali mediante le strutture ZnO/CuPC che mostrano interessanti proprietà fotovoltaiche.14) Acquisizione di un processo per la impregnazione di strutture a nanorods mediante CuSCN.15) Acquisizione di un processo per la impregnazione di strutture a nanorods mediante PEDOT.16) Realizzazione di celle fotovoltaiche prototipali mediante le strutture ZnO/PEDOT che mostrano interessanti proprietà fotovoltaiche.

Modulo B.1) Crescita di cristalli di CdZnTe da due pollici mediante tecnica Vertical Bridgman.2) Comprensione dei meccanismi di nucleazione dei cristalli di CdZnTe.3) Controllo della convessità dell'interfaccia dei cristalli mediante l'uso di ossido di boro o mediante l'uso di uno strato solido che galleggia sul fuso.4) Ottenimento di materiale con ottime proprietà di trasporto elettronico e lacunare.5) Realizzazione con elevata riproducibilità di rivelatori di raggi X con ottima risoluzione energetica e operanti a temperatura ambiente.6) Realizzazione d strutture "coplanar grid" e risoluzione della riga di 137Cs a 660keV.7) Comprensione delle relazioni tra le disomogeneità nella risposta dei rivelatori e la presenza di difetti strutturali estesi.8) Realizzazione di un nuovo strumento per la determinazione della concentrazione e distribuzione 3D delle inclusioni di tellurio in matrice CdZnTe.9) Realizzazione di un rivelatore per telescopio Compton per ASI.10) Missione SURECA_BOT_IO: un nostro rivelatore è stato inviato nella stratosfera mediante un pallone stratosferico, per studiare i raggi cosmici.11) Studio della mosaicità e curvatura dei cristalli di GaAs in funzione delle caratteristica di crescita.12) Realizzazione di cristalli curvi di Si e GaAs mediante processi meccanici post crescita come la lappatura.13) Preparazione di target CIGS di stechiometria controllata mediante sintesi diretta.Modulo C.1) Estensione delle analisi fatte su scala micrometrica alla scala nanometrica mediante microscopio ESEM-FEG.2) Preparazione di nanoparticelle di CdS diametri controllati e crescita di piante con terreni da esse contaminati.


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2010 0 7 5 0 0 4 0 0 18 0

Principali collaborazioniLa commessa ha una lunga collaborazione con European Space Agency per lo studio della cristallizzazione in microgravità. Fanno parte del gruppo di studio anche l'Università di Friburgo (D), l'Università Autonoma di Madrid (ES) e l'Università di Grenoble (F). La commessa collabora con l'Agenzia Spaziale Italiana e con l'Istituto Nazionale di Astro Fisica per lo sviluppo di detectors per l'osservazione di sorgenti di raggi X dell'universo. Attualmente, la commessa è coinvolta in due progetti finanziati da ASI. A livello regionale, la commessa partecipa alla rete per l'alta tecnologia dell'Emilia Romagna ed è storicamente inserita in due laboratori regionali: 1) MISTER-PROMINER: laboratorio regionale per lo sviluppo delle micro e nano tecnologie 2) ENVIREN: laboratorio regionale per il controllo ambientale. Questi confluiscono dal 2011 nel tecnopolo Materiali e Ambiente. La commessa partecipa anche al tecnopolo alimentare con sede a Parma per quanto riguarda la detezione di nanoparticelle negli alimenti. la commessa ha ottenuto un finanziamento dalla fondazione CARIPARMA per lo sviluppo di una centralina ambientale.La commessa partecipa inoltre al progetto DAFNE finanziato dalla fondazione CARITRO in collaborazione con IMEM-Trento e con la fondazione Bruno Kerner.Personale della commessa inoltre è inserito negli accordi di collaborazione dell'Istituto con l'Università di Ferrara sul tema della sensoristica e con il Politecnico di Torino sul tema del fotovoltaico.La commessa collabora inoltre con le seguenti aziende: i) 5NPLUS (Canada) e ii) DSC (UK) per la caratterizzazione composizionale di ossidi e semiconduttori, iii) Barilla (Pr) per lo studio del

contenuto di nanoparticelle negli alimenti, iv) Venezia Tecnologie (Ve) per lo sviluppo di ossidi nanostrutturati per applicazioni fotovoltaiche v) SOFTEC (Bo) per lo sviluppo di sistemi a raggi X vi) RIAL-SKG (Pr) e vii) LOGOS (Pr) e viii) Istituto Mario Negri (Mi) per lo sviluppo di sensori di gas per applicazioni ambientali.Inoltre, la commessa ha attivato collaborazioni con alcuni Istituti del CNR e in particolare: i) ICIS-CNR: deposizione di ossido di palladio sui nanofili di SnO2; ii) ISM-CNR: sintesi di molecole organiche per la funzionalizzazione superficiale dei nanofili di SnO2; iii) IMEM-CNR Trento: funzionalizzazione di nanostrutture di ossidi metallici tramite SS-MBE; iv) ITC-CNR: caratterizzazione fotocatalitica di nanostrutture.Infine la commessa ha molti scambi e collaborazioni con gruppi di ricerca dell'Università di Parma e in particolare con: i) Dip. Ing. Uni Parma per sviluppo dell'elettronica di front-end per detector di raggi x e per il processing digitale di segnali emergenti da sensori di gas; ii) Dip. Fis. Uni Parma per lo studio dei fenomeni di cristallizzazione e lo studio dei fenomeni di fotoconducibilità in cristalli di CdZnTe; iii) Dip. Di Chimica, Uni. Parma per la preparazione campioni per la determinazione della concentrazione di nanoparticelle metalliche negli alimenti.




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Principali risorse strumentali utilizzateL'attività di ricerca della commessa riguarda lo sviluppo di attività che partono dalla sintesi dei materiali per arrivare fino alla realizzazione e caratterizzazione dei dispositivi.Anche durante il 2010 si è registrato un aumento della dotazione di apparecchiature cui la commessa accede.Preparazione dei materiali. La commessa ha totale disponibilità di due forni ad alta pressione (Czochralski e Bridgman) per la sintesi e crescita di cristalli semiconduttori. In particolare, il forno Czochralski si è reso utile anche per la sintesi di target policristallini per applicazioni fotovoltaiche. La commessa si è inoltre dotata di forni a bassa pressione per la crescita da fase vapore di nanofili di SnO2, In2O3 e ZnO. Inoltre, è stato allestito un forno dedicato specificatamente alla crescita di tetrapods di ZnO con ampia resa, operante a pressione ambiente. Lavorazione meccanica dei cristalli. La commessa ha totale disponibilità di apparecchiature per il taglio di cristalli, tra le quali due a lama diamantata, una a filo diamantato e una a filo semplice per il taglio dei cristalli soffici, e di quattro apparecchiature per la lucidatura dei campioni, che si differenziano per la tipologia dei campioni da

trattare.Caratterizzazione dei materiali.La commessa si avvale di numerosi apparati per la caratterizzazione dei materiali. 1) Caratterizzazioni elettriche: resistività ed effetto Hall, misure corrente-tensione e capacità-tensione, misure di caratterizzazione dei livelli profondi nei semiconduttori, quali DLTS e PICTS. 2) Caratterizzazioni ottiche: assorbimento, fotoluminescenza, mappe di fotoluminescenza, catodoluminescenza, fotoconducibilità. Nel corso dell'anno è stato sviluppato un nuovo sistema per determinare la concentrazione e la distribuzione in 3D delle inclusioni di tellurio nella matrice CdZnTe. la tecnica di acquisizione e processatura delle immagini sono oggetto di un brevetto in fase di stesura.3) Caratterizzazione microscopica e strutturale: SEM, microanalisi, diffrazione di raggi X, topografia a raggi X . In particolare, è operativo un microscopio TEM ad alta risoluzione, cui la commessa accede per la caratterizzazione su scala atomica dei campioni. Nel corso del 2009 è cominciato lo sviluppo di una tecnica di microscopia infrarossa per il conteggio tridimensionale delle inclusioni di tellurio in CZT. L'approccio presenta elementi di assoluta novità e, una volta completato, il sistema presenterà caratteristiche di unicità rispetto a quanto presente sia sul mercato sia rispetto agli apparati disponibili presso altri gruppi di ricerca.4) Caratterizzazione della stechiometria dei semiconduttori tramite analisi della pressione parziale di equilibrio dei vapori.Preparazione dei contatti elettrici.La commessa si avvale di un sistema di fotolitografia ottica in camera bianca, di due evaporatori per metalli (uno termico e uno assistito da e-beam), di un sistema per dry etching, e di un sistema di bonding semi-automatico.Caratterizzazione funzionale dei dispositivi. E' operativa una apparecchiatura per la misura delle caratteristiche corrente-tensione dei detectors di raggi X operante fino a 1000 V. La commessa si avvale della collaborazione dell'Istituto IASF-INAF di Bologna che ha messo a disposizione una catena elettronica completa e l'uso di una serie di sorgenti nucleari per lo studio della risposta spettroscopica dei detectors di raggi X. Per i sensori di gas, è stata resa completamente operativa l'apparecchiatura per la caratterizzazione conduttometrica.

Materiali e processi per applicazioni in energia

Progetto: Microsistemi e dispositivi embeddedDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: GILIOLI EDMONDO

Risultati conseguiti Modulo Tecnologie x Energia.L'attività sulla deposizione di film sottili per applicazioni nel settore PV prosegue senza scostamenti significativi rispetto al workplan di PED4PV. Le deposizioni mediante PED hanno confermato la possibilità di realizzare una cella solare a base CIGS, potenzialmente a basso costo e caratterizzata da una struttura ed un processo di crescita innovativo. La deposizione dello strato attivo (CIS/CIGS) è stata realizzata in un unico step mediante PED, con ottime caratteristiche dal punto di vista strutturale e composizionale, con indubbi benefici rispetto alla tecnologia esistente, che prevede un processo di formazione del materiale a più stadi, complesso e costoso. E' stata inoltre ottimizzata la deposizione del TCO (Transparent Conducting Oxide, in particolare ZnO e ZnO:Al), sempre mediante PED, con eccellenti proprietà strutturali (assenza di fasi spurie, orientazione e rugosità superficiale), ottiche (trasmittanza nella regione NIR-VIS) ed elettriche. E' stato infine dimostrata la possibilità di crescere buffer layer (BL) alternativi al CdS (BL tipicamente utilizzato nelle celle solari a base CIGS); lo scopo è di riuscire a costruire una cella "Cd-free", con evidenti vantaggi dovuti all'assenza di materiali tossici.

Per quanto concerne l'attività sui HTS-Coated Conductors (HTS-CC) prosegue, nel quadro di numerose collaborazioni, lo studio sulla struttura semplificata a singolo BL a base di CeO2 opportunamente drogata, nonché lo sviluppo del sistema "SNEO", il cui utilizzo non verrà limitato all'aumento della efficienza di ossigenazione dell'YBCO, ma verrà esteso a tutti i processi in cui sia utile aumentare lo "sticking factor" di una molecola gassosa.Le attività su CPV e IBPV sono in fase di avvio.Il modulo "Tecnologie e processi per la refrigerazione magnetica" inizia ora la sua attività.


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2010 0 3 2 0 0 0 0 0 2 0

Principali collaborazioniModulo Tecnologie x Energia.Nell'ambito del progetto PED4PV sono state avviate le seguenti collaborazioni:IFN-CNR (Trento), partner PED4PV: Realizzazione celle PV a film sottile, mediante tecnologie innovative e a basso costo. Studio e sviluppo del cannone elettronico e consulenze di fisica del plasma.Salentec S.r.l., partner PED4PV: Realizzazione celle PV a film sottile, mediante tecnologie innovative e a basso costo. Studio e sviluppo di sistemi di riscaldamento.Rial Vacuum S.p.A., partner PED4PV: Realizzazione celle PV a film sottile, mediante tecnologie innovative e a basso costo. Studio e sviluppo di camere di deposizione e sistemi da vuoto.XGroup, partner PED4PV: Realizzazione celle PV a film sottile, mediante tecnologie innovative e a basso costo. Sviluppo del processo di produzione.Marazzi e Italcementi, partner PED4PV: Realizzazione celle PV a film sottile, mediante tecnologie innovative e a basso costo. Studio e sviluppo di supporti ceramici e cementizi per "building integration".Altre collaborazioni:Venezia Tecnologie, Porto Marghera, VE: deposizione di TCO per applicazioni nel settore energia.Edison S.p.A, Milano: accordo di collaborazione sulla deposizione di HTS-CC e studio di film per Energia (solare, fotovoltaico).Enea (Frascati) e Università di Cluj-Napoca (Romania): deposizioni di CC con tecniche chimiche e mediante PLD.MBE e realizzazione di IB materials: IMM sezione di Lecce, Uni.Firenze (e LENS), Milano-Bicocca, Pavia e Roma 'La Sapienza', Uni. L'Aquila, Uni. Modena e Reggio Emilia, Uni. Sheffield, Uni. Valencia, Uni. Lancaster e Georgia State University. Prof. M. Rocca (Uni. Genova): studio del processo di deposizione (dinamica dei gas, coefficienti di assorbimento, flussi supersonici).Modulo Tecnologie e processi per la Refrigerazione Magnetica.Sugli argomenti oggetto del presente modulo sono gia' attivi rapporti di collaborazione con HiRef SpA, azienda leader nel settore della progettazione produzione e vendita di sistemi di climatizzazione per applicazioni tecnologiche industriali e civili, e con il Dipartimento di Fisica della Universita' di Parma.




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Principali risorse strumentali utilizzateModulo Tecnologie x Energia.Sono disponibili tecniche di diffrazione X e topografia a raggi X ad alta risoluzione per la valutazione della qualità cristallina delle strutture cresciute; TEM, (SEM + EDAX e AFM. Misure di trasporto (resistenza elettrica e densità di corrente critica in funzione di temperatura e campo magnetico), Tecniche di caratterizzazione elettrica (I-V, Hall) di strati epitassiali. PL a trasformata di Fourier (10-300 K) per la caratterizzazione ottica dei materiali.XPS - X-Ray Photoemission Spectrometer, installato in una camera da UHV permette l' analisi chimica di superfici mediante fotoemissione a raggi X (sia lo stato chimico di adsorbati che composizione chimica della superficie). HREELS - High Resolution Electron Energy Loss Spectroscopy, per l'analisi dei modi vibrazionali.LT-STM - Microscopio a effetto tunnel a bassa temperatura, per l'analisi topografica di superficisu scala nanometrica.FMS - Fascio molecolare supersonico, permette la produzione di fasci di gas di energia e direzionalita' ben definita. Viene utilizzato principalmente per lo studio di sistemi attivati. L'accoppiamento FMS- STM rappresenta una facility estremamente rara.Deposizioni di film sottili e crescita epitassiale con tecniche da vuoto. Controllo dei parametri di crescita e scale-up di deposizione di film sottili su substrati amorfi e cristallini, substrati flessibili e nastri in movimento. Studio ed ottimizzazione del processo di deposizione mediante PED; è stato brevettato un sistema di controllo dei parametri elettrici del cannone elettronico. Studio del processo di ablazione e della composizione della "piuma di ablazione".I finanziamenti del progetto PED4PV hanno consentito l'acquisto e l'installazione di 3 camere di deposizione equipaggiate con sorgenti PED, ognuna con caratteristiche diverse per l'ottimizzazione di diversi materiali.MBE (Molecular Beam Epitaxy): Sistema modulare costituito da due camere di crescita per la preparazione di semiconduttori III-V. Il sistema è collocato in camera bianca con ambienti in classe 100 e 10000.E' stato inoltre sviluppato e brevettato il processo di deposizione di ossidi opportunamente drogati per la crescita di HTS Coated Conductors a singolo Buffer Layer.Studio, modellizzazione e sviluppo di processi di ossigenazione mediante flussi supersonici (SNEO, brevettato).Modulo Tecnologie e processi per la Refrigerazione Magnetica.Caratterizzazione magnetica mediante tecniche magnetometriche e tecnica SPD (singular point detection): anisotropia magnetica, campi critici delle transizioni, curve di magnetizzazione. Caratterizzazione magnetotermica: misura diretta dell'effetto magnetocalorico, misura di curve di magnetizzazione: e utilizzo delle equazioni di Maxwell, misure di capacità termica in campo magnetico.

Attività Moduli

modulo gestionale-CdS052-MD

Commessa: Commessa gestionale per istituti MDProgetto: Progetto per CDS 507 Dipartimento Materiali e DispositiviDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: IANNOTTA SALVATORE



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Preparazione e caratterizzazione di nanostrutture per fotonica

Commessa: Preparazione e caratterizzazione di nanostrutture per fotonicaProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: BOCCHI CLAUDIO


Nel corso dell'anno 2010 sono stati ottenuti i seguenti risultati: i) Preparazione e studio di strutture metamorfiche a QDs di InAs/InGaAs con elevato grado di controllo sulla sintonizzazione della lunghezza d'onda di emissione nella finestra di interesse opto-elettronico 1.3 – 1.55 µm.ii) Approfondimento delle proprietà strutturali mediante tecniche avanzate (XRD, HRTEM) di strutture con bassa densità di punti quantici InAs/GaAs; tale attività è stata svolta anche in collaborazione con altre commesse dell'istituto.iii) Crescita MBE di strutture a QD InAs/(In)GaAs caratterizzate da bassa densità superficiale di punti quantici che presentano emissione da singolo QD come evidenziato da studi di micro-fotoluminesienza (µPL) condotti in collaborazione con l'Università di Valenzia. Il raggiungimento di densità estremamente basse, prossime a 1 x 108 cm-2, è stato possibile grazie allo sviluppo di nuovi schemi di crescita dello strato di QD che prevedono la deposizione di strati di InAs di spessore inferiore allo spessore critico per la formazione dei punti quantici, seguita da un processo di annealing per un tempo ottimizzato. Mediante l'utilizzo dell'approccio metamorfico, messo a punto su strutture QDs ad elevata densità, è stato possibile il raggiungimento di lunghezze d'onda di emissione prossime a 1.5 um a 10K .


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2010 0 2 2 0 0 0 0 0 3 0

Principali collaborazioniSono proseguite le collaborazioni già avviate in precedenza nell'ambito del progetto FIRB 'Nanotecnologie e Nanodispositivi per la Società dell'Informazione' con le Università di Firenze (e LENS), Milano-Bicocca, Pavia e Roma 'La Sapienza' sullo studio di proprietà ottiche di nanostrutture a QD. Si sono rafforzate le collaborazioni con numerosi gruppi afferenti al Network of Excellence 'SANDiE' del 6° FP della UE: Università di Sheffield, Università di Valencia (proprietà ottiche di nanostrutture per fotonica), Edinburgh (proprietà strutturali), Università di Lovanio e Lancaster per lo studio di proprietà magneto-ottiche di strutture a QDot InAs/InGaAs. E' proseguita la collaborazione con Georgia State University sulla preparazione di strutture per rivelatori IR a punti quantici.La sottomissione dei due progetti PRIN 2009 e FIRB 2010 "Futuro in ricerca" si è concretizzata nel consolidamento di collaborazioni esistenti e nell'acquisizione di nuove collaborazioni con istituti CNR e centri di ricerca universitari.




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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attività

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Progettazione, preparazione e studio di materiali magnetici funzionali

Commessa: Progettazione, preparazione e studio di materiali magnetici funzionaliProgetto: Materiali, sistemi e dispositivi magnetici e superconduttoriDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: ALBERTINI FRANCA

Risultati conseguiti -Realizzazione di sistemi a grani separati (ottenuti per autorganizzazione) e nanocompositi hard-soft lungo la direzione di crescita con granulometria e morfologia di infefaccia ottimizzate per applicazioni nella registrazione magnetica. Realizzazione di trilayer eteroepitassiali per la realizzazione di spin-valve. . -Ottimizzazione delle metodologie di crescita e delle proprietà soft di film sottili magnetici da impiegarsi in microsensori di corrente e trasferimento tecnologico. -Caratterizzazione di nanoparticelle funzionalizzate per applicazioni biomediche attraverso nuove metodologie diagnostiche magnetiche. -Tuning delle transizioni magnetiche e strutturali e incremento delle proprietà magnetocaloriche attraverso parziali sostituzioni con Co in sistemi di tipo Ni-Mn-Ga. -Incremento della temperatura critica degli ossipnictidi a base ferro tramite sostituzione sul sito del Ln con terre rare di minore raggioionico per effetto di pressione chimica e ottenimento di „hole doping" ottimale tramite sostituzione di Terra Rara eterovalente sul sito del Ln. Modellizzazione teorica del comportamento della classe di materiali. -Caratterizzazione della fase modulata sul modello di Ising quadrato con interazione di scambio e dipolare in film sottili magnetici attraverso simulazioni Monte Carlo. Introduzione di una master equation generalizzata che tenga conto del quantum tunneling per studiare l'approccio all'equilibrio di magneti moleolari a bassa temperatura. -Misura di proprietà meccaniche in sistemi ibridi e imaging AFM al variare della temperature di film ferromagnetici a memoria di forma.

: a) sostituzioni sul sito del lantanide con terre rare isovalenti per lo studio della variazione della Tc al variare del raggio ionico , b) sostituzione con terra rara eterovalente per produrre "hole doping", c) sostituzioni sul sito del Fe, d) sviluppo di un modello teorico.


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2010 0 17 0 1 0 0 0 0 8 0


Il gruppo ha numerose collaborazioni nazionali e internazionali sia a livello accademico che industriale. Si sono intensificate le collaborazioni con l'Univesità di Zaragoza - Istituto INA- CSIC u caratterizzazioni magneti e strutturli di film sottili per la spintronica e il recording, misure di magnetostrizione in materiali ferromagnetici a memoria di forma (svolte in collaborazione anche presso la facility di Nijmegen a seguito di proposal) e su nanoparticelle per applicazioni in nanomedicina. Durante l'anno sono stati svolti 4 viaggi da parte di ricercatori staff e 1 viaggio da parte di una dottoranda italiani in Spagna e 2 da parte di ricercatori spagnoli in Italia. Si sono intensificate le collaborazioni con la Russia su materiali a memoria di forma (1 ricercatore visitante). Si è instaurata una nuova collaborazione con INESC Microsistemas and Naotecnologias (Lisbona) per la realizzazione di giunzioni magnetiche a effetto tunnel. Un dottorando ha speso un periodo di formazione presso i laboratori di Lisbona.Sono state presentate 2 richieste di progetti bilaterali con Spagna e Russia, oltre ad essere attivo un progetto bilaterale con la repubblica ceca.




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4 0 0 2 0 0 0 6

Sviluppo, caratterizzazione strutturale e modelling di strutture avanzate per elettronica

Commessa: Sviluppo, caratterizzazione strutturale e modelling di strutture avanzate per elettronica

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SALVIATI GIANCARLO

Risultati conseguiti La commessa ha sviluppato nuovi materiali, metodologie diagnostiche innovative, processi e calcoli ab-initio nei settori della sicurezza, dell'energetica, nanomedicina, (bio-)sensoristica. L'attività di ricerca, oltre ad aver visto finanziati progetti europei, del MIUR, del MAE e regionali, ha prodotto conoscenze e risultati di riliev (pubblicati su riviste quali, PRL, ACS Nano, SMALL, APL, NANOTECHNOLOGY, PRB...) nei settori della crescita di materiali innovativi per energetica, (bio-)sensoristica e biomedicina. Ha inoltre sviluppato ed applicato ai nuuovi materiali competenze e

metodologie diagnostiche sperimentali avanzate (strutturali, chimiche, elettriche, ottiche) e teoriche per la loro caratterizzazione e modellizzazione su scala nanometrica. A questo proposito è stata ottimizzata la crescita MOVPE e CVD rispettivamente di film sottili e nanofili di 3C-SiC/Si per la realizzazione di sensori tattili e per polveri sottili e per applicazioni in nano diagnostica medica. Sono state compiute indagini strutturali e chimiche da FEHREM, STEM, HAADF, EELS ed EDX sia qualitative che quantitative su scala atomica. I risultati sono stati correlanti alle proprietà ottiche ed elettriche studiate mediante SEM-CL-EL-EBIC, mappe X di r.r., DLTS, CV e morfologiche (AFM). L'utilizzo di modelli predittivi di calcolo ab-initio ha complementato le attività precedenti consentendo in particolare la predizione e modellizzazione delle risposte superficiali a processi di funzionalizzazione per applicazioni nel settore fotovoltaico e della nanomedicina.Infine la commessa ha contribuito alla formazione nei campi della Scienza dei Materiali e Fisica, di laureandi, dottorandi e post doc. Ciò ha fornito nuovo impulso alle ricerche consentendo la presentazione di 5 progetti FIRB Futuro e Ricerca.


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2010 0 28 0 0 1 0 0 0 9 0

Principali collaborazioniL. Ascari Henesis, A. Cerabolini CARLO GAVAZZI Space; TECNOMOTOR SrL, OSRAM, Regensburg-GER; K. Tateno, NTT Labs-JAP; T. Sekiguchi, NIMS-JAP; Prof. N. Yamamoto, TIT-JAP, Ing. V. Haerle, A. Rizzi,Università di Gottinga-GER; S. Gradecak MIT, Boston,USAV. Grillo, INFM-CNR-S3-Modena; G. Capellini, A. De Seta, Dip. di Fisica-Università Roma1; D.Gozzi, Dipartimento di Chimica, La Sapienza, Roma; E. Zanoni, G. Meneghesso, Dip. Ing. Informazione-Università di Padova; A. Cavallini, Dip. di Fisica-Università di Bologna; M. Manfredi, M. Pavesi, Dip. Di Fisica-Università di Parma; G. Cicero, F. Pirri, Dip. di Fisica-Politecnico di Torino; CNR-INFM S3 e Dipartimento di Fisica-Università di Modena e Reggio Emilia; P. Cova, N. Del Monte, Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione-Università di Parma




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Proprietà delle superfici e dei cluster di materiali nanostrutturati

Commessa: Proprietà delle superfici e dei cluster di materiali nanostrutturatiProgetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SPADACINI RENATO

Risultati conseguiti I principali risultati conseguiti sono:a) Identificazione dell'idrocarbossile come composto intermedio nella reazione di CO2 con H su nickel.b) Prosecuzione dello studio sulla reattività di molecole rotazionalmente allineate con la pubblicazione tra l'altro di un dettagliato lavoro di rassegna su invito.c) Studio STM dell'autorganizzazione di acido glutammico su superfici. Si è mostrato tra l'altro il ruolo essenziale svolto dai legami idrogeno inter- molecolari per la morfologia della fase auto organizzata.d) Misura della dispersione del plasmone acustico su Cu(111).e) Misura del coefficiente di cattura di acqua su superficie monocristallina di olivina. Si è mostrato che l'acqua adsorbe dissociativamente su olivina anche nelle condizioni di temperatura e pressione presumibilmente presenti nella proto terra.f) Si è evidenziato il ruolo rilevante della stechiometria dei film di MgO nel determinarne la reattività rispetto ad H2O. Film substechiometrici risultano assai più reattivi di film stechiometrici dello stesso spessore. g) E' proseguito lo studio mediante spettroscopia vibrazionale della metallizzazione del SiC indotta dall'adsorbimento di idrogeno.h) Microscopia ad atomi di elio: Per il nuovo microscopio ad atomi di elio e' stata progettata la linea del fascio atomico focalizzato comprensiva di tutto il sistema di pompaggio a stadi differenziali e si e' iniziato l'assemblaggio delle parti acquistate. Sono state effettuate misure su film a basso ricoprimento di pentacene depositato con sorgente supersonica su Ag(12,11,11) ed e' in corso l'analisi dei dati raccolti. Sono state effettuate misure preliminari di diffrazione di elio a 150 K su film di alcantioli lunghi depositati da soluzione su Au(111) in atmosfera controllata.i) Simulazione e calcolo: applicazione del modello statistico markoviano precedentemente sviluppato a problemi di equilibrio statistico; soluzione esatta del'analisi bayesiana nonparametrica per dati censurati; produzione di un libro che riassume le ricerche degli ultimi 10 anni nell'applicazione di metodi probabilistici di meccanica statistica a popolazioni finite.

Upgrade di apparati ed acquisizioni di strumentazione.

Nel corso del 2010 è stato ultimata la realizzazione del supporto mobile per la movimentazione del fascio molecolare pre-esistente e la sua connessione ed allineamento agli apparati pre-esistenti, in particolare al microscopio tunnel a scansione. Tale realizzazione è stata resa possibile da un finanziamento della Fondazione Carige.


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2010 0 8 0 0 2 0 0 0 1 0

Principali collaborazioniIl lavoro è caratterizzato da numerose collaborazioni, sia formali che informali, necessarie per ottimizzare il lavoro e garantire un proficuo scambio di idee e persone. Pubblicazioni congiunte sono uscite nel 2010 o sono in corso con gruppi nazionali ed esteri.

Prof. Fernando Pirani e Prof. David Cappelletti, Università di Perugia, (2 pubbl. congiunte)Prof. Karsten Pohl, University of New Hampshire. Tale collaborazione è stata poi formalizzata quale Progetto di Grande Rilevanza negli accordi bilaterali tra Italia e Stati Uniti (2 pubblicazioni congiunte)Prof. Herbert Pfnuer, Universitaet of Hannover (1 pubblicazione congiunta in preparazione). Prof. Michio Okada, University of Osaka (1 pubbl. congiunta)Prof. Giovanni Comelli e Prof. Alfonso Baldereschi Università di Trieste. Collaborazione formalizzata attraverso PRIN 2008 (1 pubbl. congiunte)Dr. Jacques Jupille, CNRS, Paris 6 (1 pubbl. congiunte)Prof. P. Echenique, Prof. E. Chulkov e Dr. S. Silkin, DIPC San Sebastian, (1 pubbl. congiunte)Prof. Patrick Soukiassian, Université de Paris Sud 6 (1 pubbl. congiunta in preparazione)Prof. Mike Drake, Planetary Observatory ed Università dell' Arizona (USA) (1 pubblicazione congiunta in preparazione)Prof. Valery Bukhtjarov, Centro di Ricerca di Novosibirsk, (1 pubblicazione in preparazione) Dr.ssa Dominique Costa, Ecole Nationale Superieure de Chimie de Paris, Parigi (2 pubblicazioni congiunte, di cui 1 in preparazione) .B. Holst, Department of Physics and Technology, Bergen University (Norway)M.F. Danisman, Department of Chemistry, Middle East Technical University, Ankara (Turkey)E: Scalas, Università del Piemonte orientale ( 1 libro)P. Viarengo, Università Federico II, Napoli (1 pubblicazione congiunta).




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Crescita e caratterizzazione di materiali, funzionalizzazioni e dispositivi.

Commessa: Nanoscienze: crescita di materiali, funzionalizzazioni e dispositivi.Progetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: IANNOTTA SALVATORE

Risultati conseguiti Questo modulo è stato di fatto chiuso nel 2010, in seguito al trasferimento dell'intera Commessa MD.P06.027 dall'istituto IFN all'Istituto IMEM, di cui questo modulo fa parte.Sono state svolte attività di ricerca inerenti lo sviluppo di materiali nanostrutturati di ossidi metallici prodotti da IMEM e funzionalizzati con molecole organiche dal gruppo di Trento, questo per applicazioni nel settore dell'energetica. E' stata sviluppata strumentazione per processi di deposizione con la tecnica da fasci elettronic pulsati, PED, in modo da migliorare il controllo e le performences durante il processo di crescita di materiali inorganici.


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Principali collaborazioniL'attività, ormai di fatto conclusa, è stata svolta principalmente assieme al gruppo di Trento di questa Commessa.




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Crescita di materiali, funzionalizzazioni e dispositivi da precursori molecolari, inorganici e cluster

Commessa: Nanoscienze: crescita di materiali, funzionalizzazioni e dispositiviProgetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: TOCCOLI TULLIO

Risultati conseguiti E' proseguito lo studio e l'ottimizzazione della tecnica di deposizione di materiali organici sviluppata dal laboratorio e basata sull'uso di fasci supersonici inseminati (SuMBD). La chiave su cui si basa tale tecnica è il controllo dello stato dei precursori molecolari in fascio, in particolare i parametri che possono essere controllati al variare delle condizioni di realizzazione del fascio supersonico (tipo e pressione del gas di trasporto, temperatura e forma geometrica del nozzle) sono l'energia cinetica, lo stato di aggregazione, il momento. Tra i diversi parametri l'energia cinetica è un parametro importante nell'attivare una varietà di differenti processi che vanno dal fisisorbimento e riarrangiamento molecolare alla possibilità di avviare reattività chimica. L'energia raggiungibile dipende dalla massa della molecola e può essere fatta variare dall'energia termica fino a decine di eV. Un intervallo di lavoro all'interno del quale è possibile ottenere: - processi che attivano la formazione di legami o forti interazioni molecola superficie (chemisorbimento, reattività chimica).- controllo dei processi di crescita delle isole per la formazione di strati cristallini e dei processi di diffusività superficiale e di aggregazione delle molecole nella formazione dello strato organico.Studi effettuati su pentacene e su oligotiofeni depositati su ossido di silicio hanno dimostrato come l'energia cinetica della molecola organica influisce la tipologia di crescita del film sottile portando alla realizzazione di strutture ad elevato grado d'ordine. Ciò ha permesso la realizzazione di film sottili con proprietà morfologico-strutturali non riscontrabili con tecniche più convenzionali. Sfruttando tali proprietà abbiamo realizzato transistor molecolari allo stato dell'arte per proprietà elettriche e molto promettenti per possibili diverse applicazioni. Il nostro primario interesse in questo caso ha riguardato la possibilità di realizzare sensori attivi con tali materiali da usarsi sia per la rivelazione di volatili organici sia per applicazioni in ambiente liquido per applicazioni di tipo bio-sensoristico.Lo studio dei processi chimico-fisici alla base dei processi di formazione di film di porfirine fluorurate e non su substrati tecnologici di SiO2 ha dimostrato come sia possibile attivare canali di reattività chimica all'interfaccia ad alte energie cinetiche del precursore organico. Si sono funzionalizzati a tal proposito superfici di SiC planare e nanostrutturato e cantilevers.Si sono studiati inoltre processi di funzionalizzazione di superfici di nitruro di silicio ossidato e non, assieme a superfici di ossido di silicio, con naftalene acido di-carbossilico per applicazioni in ambito sensoristico per la realizzazione di lab-on-a-chip in campo biologico.Abbiamo sviluppato una nuova classe di materiali nano-ibridi per co-deposizione di molecole organiche e cluster inorganici le cui proprietà chimico-fisiche e funzionali non sono semplicemente riconducibili a quelle dei due materiali separatamente. Lo studio ha dimostrato la formazione di legami covalenti che li rendono stabili ma anche dotati di proprietà controllabili con la crescita ed uniche funzionalmente come dimostrato con la realizzazione di sensori. L'attivazione cinetica di legami chimici alla superficie ha aperto la possibilità di realizzazione di celle fotovolatiche ibride basete o su ossido di titanio nanostrutturato (realizzato con le tecnica PMCS) o su ossido di zinco realizzato in collaborazione con altri gruppi dell'istituto IMEM-CNR, sede di Parma. E' stata ottenuta la sintesi di organo-lantanidi tramite un approccio in codeposizione in vuoto da fasci supersonici del precursore organico (porfirina) e molecolari effusivi del metallo.La ricerca verso la realizzazione di sensori funzionanti anche in ambiente liquido per applicazioni di tipo biologico ha portato alla realizzazione e allo studio di transistor elettrochimici basati su materiali polimerici (PEDOT:PSS) che hanno mostrato interessanti caratteristiche per applicazioni in campo biologico. Si sono sviluppate anche tecnologie per il trattamento di polimeri a base di PDMS per la realizzazione di sistemi microfluidici da usarsi in combinazione con i transistor elettrochimici per usi in sensoristica in ambienti biologici.


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Principali collaborazioniUna consistente e qualificata rete di collaborazioni garantisce le competenze complementari necessarie alle diverse attività. Internamente all'Ente, coinvolge in particolare ISMAC-Mi (dr. R. Bolognesi, dr. S. Destri) e ISOF-Bo (dr. M. Melucci, dr. M. L. Navacchia) per la sintesi materiali molecolari, IMM-Le e Roma (dr. P. Siciliano, prof. C. di Natale) per lo sviluppo di dispositivi sensoristici, IMEM-Pr (Dr. A. Catellani, Dr. G. Salviati) modellazione teorica, sintesi e caratterizzazione di materiali, sia con Dipartimenti Universitari: oltre a Fisica ed Ingegneria dei Materiali di Trento (bio-funzionalizzazioni), Scienze dei Materiali Mi-Bicocca (Prof. R. Tubino) e Fisica di Cagliari (fotofisica e fotochimica), Fisica di Milano (Prof. P. Milani) (cluster), Fisica – Brescia (Dr. L.Gavioli) - studi di crescita con STM e SEM ad alta risoluzione, Fisica di Modena e INFM-S3 (Dr. V. de Renzi) (funzionalizzazione di nanocantilever). Molto rilevante e fruttuosa è la collaborazione con IRST-FBK TN per lo sviluppo di dispositivi MEMS, bio-MEMS e processi di funzionalizzazione. Con IMEM-CNR è proseguita e si è ulteiormente sviluppata l'attività sullo sviluppo dell sensoristica (Dr. R. Mosca, Dr. A. Zappettini) sia attiva che passiva in fase liquida e vapore nonchè l'attività ui materiali ibridi e sensitizzati per il fotovoltaico (Dr. M. Mazzer, Dr. E. Gilioli). Una crescente credibilità internazionale è testimoniata da collaborazioni con realtà estere tra cui NSF-Cornell (G. Malliaras) ed UCSB (M. Moskovits)- USA, di Dresda (K. Waltzer) -D, Groningen (P. Rudolf) - NL, Novosibirsk Russia (A. Rebrov), etc.




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Crescita e caratterizzazione di materiali, funzionalizzazioni e dispositivi.

Commessa: Nanoscienze: crescita di materiali, funzionalizzazioni e dispositiviProgetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e Dispositivi

Responsabile: IANNOTTA SALVATORE



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Metodi di Spettroscopie Laser e di Spettrometrie di Massa per Applicazioni nellʼAgroindustria, Ambiente e Scienze della Vita

Commessa: Nanoscienze: crescita di materiali, funzionalizzazioni e dispositiviProgetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: BOSCHETTI ANDREA

Risultati conseguiti L'apparato foto acustico con diodo laser è stato trasportato in ambiente industriale vicino ad un prototipo di pirolisi e gassificazione ed ha perfettamente funzionato per lungo tempo all'aperto monitorando e controllando la produzione di metano ed etilene in modo continuo dimostrando robustezza e la possibilità di controllo in tempo reale del buon funzionamento del prototipo.Con la spettrometria di massa a trasferimento protonico misurando le emissioni dei composti volatili organici emessi da piccoli campioni di legno di una stessa varietà di pino ma di diversa

provenienza, si è dimostrata una diversa composizione di terpeni in questi legni, così come con la stessa tecnica ed allo stesso modo il profilo aromatico di olio extravergine di oliva ottenuto con olive di diversa maturazione risulta caratteristico del tempo di raccolta.L'evoluzione delle emissioni di etilene e di composti volatili organici durante la fase di controllo del diradamento chimico con benziladenina e metilciclopropene di mele Golden e Red Delicious è stata seguita durante una campagna di misura di più settimane. Correlazioni significative confermano la reale capacità discriminante delle emissioni; l'elevata sensibilità delle apparecchiature ha permesso di discriminare gli effetti dovuti ai trattamenti chimici effettuati sulle piante per ridurre la loro carica produttiva e la selettività del composto benziladenina nel produrre l'effetto della cascola per i frutticini laterali piuttosto che per quelli centrali.


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Principali collaborazioniLe collaborazioni sono state incentrate sulle principali attività del modulo. In particolare, con: il Dr. Mario Scotoni Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Trento, per la eessa a punto apparato foto acustico basato su laser a diodo e campagna di misura e monitoraggio di un processo pilota di pirolisi e gassificazione; Dr. Benedetto Ruperti, Dr. Alessandro Botton Dipartimento di Agronomia Ambientale e Produzioni Vegetali, Università di Padova, per la selezione campioni e loro trattamenti, caratterizzazione delle qualità agronomiche ed individuazione dei geni espressi; Dr. Martino Negri IVALSA-CNR Istituto per la Valorizzazione del Legno e Specie Arboree, per il campionamento e caratterizzazione di legno di una stessa varietà di pino di diversa provenienza




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Rumore termico e dissipazione in sistemi elettromeccanici fuori dall'equilibrio

Commessa: Nanoscienze: crescita di materiali, funzionalizzazioni e dispositiviProgetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: BONALDI MICHELE

Risultati conseguiti Il comportamento dell'oscillatore è stato caratterizzato in termini di funzione di trasferimento meccanico e fattore di qualità dei modi normali di oscillazione. Le misure sono in ottimo accordo con le simulazioni FEM e la teoria della dissipazione termoelastica. L'accoppiamento spurio con il sistema di isolamento sismico si è rivelato significativo solo per i modi di bassa frequenza, dove le dissipazioni del supporto sovrastano la dissipazione termoelastica. I modi antisimmetrici torsionali mostrano un fattore di qualità superiore a 1E5 a temperatura ambiente e 1E7 alla temperatura dell'elio liquido, allo stato dell'arte per questo tipo di devices.


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Principali collaborazioniCon l'INFN sezione di Padova e l'Università di Trento abbiamo messo a punto un apparato sperimentale per la misura del fattore di qualità, collaudato con degli oscillatori in silicio a sospensione nodale. Il sistema si è rivelato uno dei più sensibili attualmente in uso ed ha permesso la misura della dissipazione termoelastica del silicio fino a temperature criogeniche. L'apparato sperimentale è operativo presso i Laboratori Nazionali di Legnaro dell'INFN ed è in grado di misurare angoli di perdita di campioni a forma di disco fino a 1E-8 rad da temperatura ambiente a 4K nell'intervallo di frequenze da circa 100 Hz a qualche kHz. Le misure sono effettuate eccitando il campione e misurando il tempo di decadimento della vibrazione nei diversi modi di risonanza. Con la Fondazione Bruno Kessler abbiamo lavorato allo sviluppo di un codice FEM a precisione arbitraria per il calcolo su strutture complesse. Si sono acquisite le competenze teoriche necessarie per lo sviluppo del codice, procededo all'individuazione di una formulazione agli elementi finiti che risolva il problema di dissipazione termoelastica e di quella strutturale. Su tale formulazione abbiamo individuato l'elemento isoparametrico termoelastico che dia risultati affidabili soprattutto in presenza di problemi di singolarità numerica (shear locking, material locking). Si è sviluppato il solo modulo solutore, delegando la generazione della geometria e del reticolo per il dominio di calcolo ad un programma commerciale.




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Commessa: Commessa gestionale per istituti SPProgetto: Progetto per CDS 508 Dipartimento Sistemi di ProduzioneDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: IANNOTTA SALVATORE



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Ibridi organico-inorganici nanostrutturati

Commessa: Nuovi sistemi elettronici per il manufacturingProgetto: Microsistemi e dispositivi embeddedDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: MOSCA ROBERTO

Risultati conseguiti Per quanto concerne la deposizione di film di [CnH(2n+1)NH3]2PbCl4 (0<n<5), è' stato perfezionato un processo a due stadi, consistente nell'intercalazione della componente organica, disciolta in solvente opportuno, in film di PbCl2 deposto mediante single source thermal ablation su diversi substrati (verto, quarzo, silicio, teflon). Tale processo consente un ottimo controllo della composizione finale dell'ibrido ed appare molto versatile anche in considerazione della possibilita' di utilizzare procedure di patterning del film gia' in fase di sintesi. Tuttavia, se anche i film ottenuti presentano un'elevatissima resisitivita' che li rende potenzialmente interessanti come dielettrici in elettronica flessibile, tuttavia non è' stato ancora possibile migliorarne la morfologia superficiale a livelli compatibili con le applicazioni.Una parte consistente della ricerca è' stata rivolta all'avvio delle ricerca sulla sintesi solvotermale di materiali ibridi basati su calcogenuri e sul loro impiego come precursori nella preparazione di nano cristalli porosi di calcogenuri e ossidi metallici semiconduttori. In particolare è' stato condotto uno studio sistematico dell'influenza dei parametri di sintesi sulla morfologia di nanocristalli lamellari ("sheet-like") di ZnS(en)0.5 (en=etilendiammina), mostrando che una significativa riduzione delle dimensioni dei nano cristalli con rese del processo comunque elevate (dell'ordine delle centinaia di mg in un reattore da laboratorio) può essere ottenuta effettuando la sintesi in condizioni in cui la cristallizzazione dell'ibrido è' controllata dalla cinetica di dissoluzione dello zinco. E' stata inoltre studiata su scala nanometrica la trasformazione strutturale e morfologica di ZnS(en)0.5 in ZnS ed in ZnO mediante annealing termici. Il carattere topotattico della trasformazione fa sì che i cristalli di ZnS e ZnO abbiamo lo stesso aspetto macroscopico delle piastrine di ZnS(en)0.5 da cui derivano. In particolare è' stato mostrato che trattamenti in aria a 400°C determinano una graduale trasformazione dello ZnS in ZnO che avviene su scala nanometrica. La trasformazione è' completa per trattamenti a 600°C che mantengono il carattere monocristallino dei nanocristalli d'origine.L'attivita' relativa allo sviluppo di tecnologie per la prototipazione dei materiali è' stata volta principalmente a A) la realizzazione di sensori di gas basati su nanostrutture di ossidi metallici (SnO2, ZnO), B) l'ottimizzazione delle procedure di preparazione di substrati vetrosi e la loro metallizzazione con Mo mediante sputtering. Le metallizzazioni ottenute sono risultate idonee alla successiva deposizione del CIGS mediante PED ed hanno consentito la realizzazione di strutture multistrato per celle solari; C) fabbricazione di prototipi di celle solari (0.5cm2) a base di CIGS cresciute mediante PEDL'attivita' di sintesi HP/HT ha prodotto risultati interessanti, oggetto di numerose pubblicazioni su riviste scientifiche di prestigio.I risultati principali per famiglia di materiali sono :- Manganiti metastabili (AMn7O12): ottimizzazione della sintesi di LaMn7O12, PrMn7O12, BiMn7O12. Studio e caratterizzazione delle proprieta' magnetiche paculiari di LaMn7O12; evidenza di coesistenza di Mn3+ in configurazione "high spin" e "low spin" in PrMn7O12 ed effetto del"lone pair" sul Bi nelle proprieta' strutturali e magnetiche di BiMn7O12 (F. Mezzadri et al., PRB, 79, 014420(R) (2009), F. Mezzadri et al., PRB, 79, 100106 (2009), Cabassi et al., PRB 81, 214412 (2010).Confronto con i corrispondenti materiali che si formano a pressione ambiente, aventi strutture a "perovskite semplice" (es.: LaMn03-LaMn7O12, BiMnO3-BiMn7O12, PrMnO3-PrMn7O12, A.Prodi et al., PRB, 79, 085105 (2009).- Per quanto riguarda i materiali multiferroici, si e determinato il complesso diagramma di fase di BiMnO3 e K3Fe5F15); si sono inoltre ottenuti cristalli singoli (mediante sintesi HP/HT e idrotermale) per lo studio dettagliato delle proprieta' di trasporto.- Risultati interessanti si sono ottenuti sulla densificazione di SiO2, GeO2 e B2O3 (collaborazione con Universita' di Trento e Messina) e la correlazione delle proprieta' ottiche e di trasporto con la

densita'. (L. Orsingher et al., Philosophical Magazine Vol. 88, Nos. 33–35, 21, 3907–3914 (2008), G. Carini et al., Philosophical Magazine Vol. 88, Nos. 33–35, 21, 4143–4150 (2008), L. Orsingher et al., The Journal of Chemical Physics 132, 124508 (2010), Zanatta et al. PRB 81, 212201 (2010)- L'accesso a numerosi esperimenti al sincrotrone (ESRF) o a sorgenti di neutroni (LLB o ISIS), sta fornendo risultanti interessanti, in particolare nello studio dei solfuri intercalati (collaborazione con l'Universita' di Parigi) e delle transizioni nelle manganiti metastabili.


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Principali collaborazioniIl gruppo di lavoro della commessa e' componente del Consorzio MIST-ER che vede membri importanti aziende locali (RIAL-Parma, SACMI-Imola, SKG-Parma, aziende del comparto biomedicale di Mirandola,...) che hanno stretti rapporti di collaborazione con IMEM sugli argomenti specifici della commessa – Coherentia e CNR Napoli: Film sottili e realizzazione di dispositivi - Dip. Fisica, UniPR: Caratterizzazione elettro-ottica – ISM-CNR Roma (C. Bellitto): sviluppo di nuove molecole organiche - Institute of Physics, Czech Academy of Sciences, Praga (CZ): trasporto di carica in materiali nanostrutturati – X-Group, CTG e Marazzi nell'ambito dell'attivita' in PED4PV – Ditta Logos e Istituto Mario Negri nella realizzazione di sistemi di gas sensing basati su ossidi nano strutturati - Dip. di Ingegneria dell'Informazione, UniPR: progettazione e modellizzazione circuitale.MIT (USA) e Universita' "Parigi VI" (F) e Universita' di Parma: nuovi materiali e sintesi HP/HT (in particolare manganiti multiferroiche).Universtita' di Trento e Universita' di Messina: densificazione di SiO2, GeO2 e B2O3.Universita' di Salerno: nuovi rutenati SPCPer quanto riguarda le caratterizzazioni: UNI Parma: proprieta' strutturali, studi NMR, NQR e muoni; UNI Modena: misure di calore specifico; UNI Cagliari e l'Aquila: calcoli ab initio; EPF-Losanna: misure di trasporto sotto pressione; SLS-PSI, Villigen: diffrazione X con luce di sincrotrone; ISIS, Oxford: diffrazione a neutroni su cristallo singolo; NIST, Gaithersburg: diffrazione a neutroni; UNI Roma "La Sapienza": misure IR; ERSF, Grenoble: misure RXS.




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Elettronica analogica per condizionamento e trasmissione segnali in tecnologie nanometriche al silicio

Commessa: Nuovi sistemi elettronici per il manufacturingProgetto: Microsistemi e dispositivi embeddedDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: BONI ANDREA

Risultati conseguiti 1) E' stata conclusa l'indagine sperimentale sul convertitore A/D prototipo realizzato nell'ambito della commessa.E' stata definita l'architettura di un convertitore A/D Sigma-Delta per sensori wireless a basso consumo. 2) Modello numerico e compatto della cella policristallina su CIGS.


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Principali collaborazioniL' attività si svolge in collaborazione con alcuni gruppi di ricerca del Dipartimento di Ingegneria dell' Informazione dell' Università di Parma.




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Nanostrutture e dispositivi da SuMBE per sensoristica e fotovoltaico: sviluppo e caratterizzazione

Commessa: Nuovi sistemi elettronici per il manufacturingProgetto: Microsistemi e dispositivi embeddedDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: IANNOTTA SALVATORE

Risultati conseguiti Sono stati conseguiti risultati di rilievo che hanno riguardato principalmente:

- la realizzazione di nuovi sistemi integrati alla nanoscala costituiti da nanoparticelle magnetiche funzionalizzate per applicazioni biomediche ed il monitoraggio, nanofili funzionalizzati con molecole organiche quali porfirine, ftalocianinine e a base polimerica con funzionalita' per applicazioni biomediche quali terapia fotodinamica, drug delivery e potenzialita' bioelettroniche

- studiati processi FRET che dimostrano la possibilità di traferire l'eccitazione prodotta ccon elettroni alla nanostruttura a base di SIC, realizzata dai colleghi di SCALING, attraverso l'ossido di rivestimento alla molecola funzionalizzante

- sviluppo di tecnologie e processi alla micro e nanoscala per la realizzazione di prototipi di dispositivi MEMS. I settori applicativi sono estremamente trasversali con un particolare focus relativamente ai processi di controllo industriali (controllo elettrico attraverso dispositivi relays MEMS, applicazioni petrolifere, monitoraggio di pressione/vuoto, …) e alla microfluidica per applicazioni biomedicali (sviluppo di Lab-on-a-chip). L'ultimo anno di attività ha visto una notevole intensificazione dell'attività in quest'ultimo campo, con la finalizzazione di diverse attività di ricerca e sviluppo, prevalentemente applicate all'implementazione di soluzioni Lab-on-a-chip per la diagnostica genomica, e l'apertura di nuove e promettenti prospettive relativamente allo sviluppo di materiali innovativi (polimerici compositi a base di filler carboniosi (Carbon Nanotubes)) o soluzioni di rivelazione integranti sensori miniaturizzati e altamente specializzati (cantilever, Surface Electromagnetic Waves, Organic Electrochemical Transistors (OECT)).


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Principali collaborazioniLe attività si avvalgono di una rete onsolidata di sollaborazioni:- locali, sia presso le Università di Parma e Trento, sedi principali in cui si svolgono le ricerche, sia con la Fondazione Bruno Kessler di Trento. In questo contesto di partiolare rilievo è la capacità di creare una piccola filiera di competenze con Fisici, Chimici, Medici e Farmacologi. La propstettiva è infatti sempre più per questo modulo lo sviluppo di dispositivi pasivi ed attivi per la bio-elettronica e la sensoristica.

- Nazionali: sia nell'ambito CNR con Istituti quali l'IBF, SPIN, NANO, ISM, IMM etc. sia con diverse Università a partire dal Politecnico di Torino, Napoli, Modena etc.

- Internazionali: Le interazioni più forti sono con l'Univrsità di Groningen (Prof. P. Rudolf), l'Università di Cornell (Prof. G. Malliaras) nonchè l'Università di Parigi Sud (Prof. P. Soukiasian) ed il Politecnico i Stoccolma (SW) (Prof. Mamoun Muhammed). Obietivi primari di queste collaborazione e una rete ch copre sia la ricerca sui materiali sia le implicazioni nello sviluppo di dispositivi innovativi sia la loro applicazione in campi diversi dall'elletronica alla sensoristica alla bio-medica




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Sistemi per la conversione di energia

Commessa: Sistemi per la conversione di energiaProgetto: Microsistemi e dispositivi embeddedDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: FERRARI CLAUDIO

Risultati conseguiti Sono state messe a punto le crescite omoepitassiali del germanio con la tecnica MOVPE. L'uso dell'isobutilgermano come precursore e l'ottimizzazione delle condizioni di crescita ha prodotto strati drogati sia p+ che n+ con buona morfologia.Sono state cresciute con procedure ripetibili le prime giunzioni p/n a base di germanio omoepitassiale. Sono stati realizzati mediante litografia diodi di test delle dimensioni di 500 micron di diametro, caratterizzate elettricamente e misurate mediante un simulatore solare a 0.7soli o sotto lo spettro di una lampada a filamento. Sulle migliori strutture è stata misurata un'efficienza di circa il 7.9% (AM1.5, 0.7 soli).Lo stato dell'arte per giunzioni di Ge/Ge complete di contatti ottimizzati e strati di passivazione riporta valori di efficienza prossimi all'8% in AM1.5 (van der Heide et al., Solar Energy Materials & Solar Cells 93 (2009) 1810–1816).Sono stati cresciuti sulle strutture omoepitassiali Ge p+/n strati di InGaP e GaAs per passivare le superfici dei dipositivi. In questo modo si sono ottenuti dispositivi con densità di corrente di 50mA/cm2 e tensione di circuito aperto VOC=0.220 V con un aumento di circa 30 mV, rispetto ai valori precedentemente ottenuti.Sono inoltre state fatte misure dello spettro di emissione del bruciatore di una caldaia modificata ad hoc dalla ditta produttrice. E' stata individuata la causa del mancato controllo del profilo di drogaggio nell'effetto memoria del reattore epitassiale. Sono state fatte valutazioni dell'efficienza radiante del bruciatore radiante ottenuto da una caldaia domestica. L'efficienza radiante misurata è circa il 7% non sufficiente per l'applicazione proposta. Si

è individuato un brucatore non convenzionale impiegato nell'industria dei trattamenti termici.Si è individuato come materiale emettitore selettivo un coating formato da fibre di allumina impregnate di ossido di Erbio da depositare sul bruciatore, formato da un cilindro di SiC. E' stata individuata la struttura per realizzare il filtro dielettrico necessario per condizionare lo spettro basata su multistrati Si/SiO2.Sono state ottenute diverse pubblicazioni e presentazioni a conferenze internazionali.

Sono stati misurati substrati di GaAs per la realizzazione di lenti per raggi x con mosaicità variabile da 10 a circa 25 secondi. E' stato individuato un metodo per l'ottenimento di cristalli curvi con raggi di curvatura da 3 a 50 metri, adatti per lapplicazione


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2010 1 18 1 0 2 3 0 0 9 0

Principali collaborazioniCollaborazioni con l'Institute of Electrical Engineering di Bratislava per la crescita e la contattatura di giunzioni GaAlAs/GaAs e InP/GaAsCollaborazioni con il Dipartimento dell'Ingegneria dell'Innovazione di Lecce per la preparazione di coating di materiali emettitori selettivi per applicazioni nel campo termofotovoltaico.Collaborazioni con il dipartimento di ingegneria di Ferrara, prof. Michele Pinelli, per il calcolo dei profili di temperatura dei gas combusti in funzione dei flussi e della composizione dei gas in ingresso nel bruciatore per ottimizzare il regime di combustione.Collaborazioni con il Dipartimento di ingegneria Elettrica e Macchine (DIEM) dell'Università di Bologna per la realizzazione di un prototipo di bruciatore.




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Ossidi nanostrutturati per sensoristica e fotovoltaico

Commessa: Acquisizione di SegnaliProgetto: Microsistemi e dispositivi embeddedDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: ZAPPETTINI ANDREA

Risultati conseguiti I risultati conseguiti sono di seguito schematicamente elencati:1) Crescita a bassa temperatura (<500°C) di nanorods di ZnO allineati e autocatalizzati su substrato di vetro.2) Determinazione del meccanismo di crescita dei nanorods di ZnO.3) Controllo del processo di crescita in modo da ottenere nanorods di dimensione controllata nel range 200 nm-3 micron.4) Acquisizione di metodologie per il patterning dei substrati in modo da ottenere deposizioni spazialmente selettive per il successivo processin.g 5) Realizzazione di sensori di gas basati su tetrapods di ZnO per la rivelazione di acetaldeide ad elevatissima sensibilità (<50 ppb).6) Realizzazione di sensori di gas basati su tetrapods di ZnO per la rivelazione di acidi alifatici ad elevatissima sensibilità (<500 ppb).7) Acquisizione di un processo per il funzionalizzazione di ZnO con CdS di spessore controllato (10 nm). 8) Comprensione delle notevoli proprietà ottiche della nanostrutture ZnO/CdS.9) Dimostrazione delle notevoli proprietà fotocatalitiche della struttura ZnO/CdS.10) Acquisizione di un processo per la funzionalizzazione mediante CdS di nanorods allineati di ZnO.11) Determonazione di processi di funzionalizzazione di nanorods di ZnO con molecole organiche (CuPC) depositate mediante SSMBE (in collaborazione con il gruppo di IMEM-Trento).12) Comprensione delle proprietà ottiche del sistema ZnO/CuPC.13) Realizzazione di celle fotovoltaiche prototipali mediante le strutture ZnO/CuPC che mostrano interessanti proprietà fotovoltaiche.14) Acquisizione di un processo per la impregnazione di strutture a nanorods mediante CuSCN.15) Acquisizione di un processo per la impregnazione di strutture a nanorods mediante PEDOT.16) Realizzazione di celle fotovoltaiche prototipali mediante le strutture ZnO/PEDOT che mostrano interessanti proprietà fotovoltaiche.


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2010 0 2 0 0 0 0 0 0 8 0

Principali collaborazioniA livello regionale, il modulo partecipa alla rete per l'alta tecnologia dell'Emilia Romagna, essendo inserito in due laboratori regionali: 1) MISTER-PROMINER: laboratorio regionale per lo sviluppo delle micro e nano tecnologie, all'interno del quale sviluppa le competenze per la preparazione di nanostrutture per impiego sensoristico, fotovoltaico e fotocatalitico 2) ENVIREN: laboratorio regionale per il controllo ambientale, all'interno del quale sviluppa sensori di gas basati su nanostrutture di ossidi metalli per impiego ambientale .Il modulo collabora inoltre con le seguenti aziende: i) Venezia Tecnologie (Ve) per lo sviluppo di ossidi nanostrutturati per applicazioni fotovoltaiche; ii) RIAL-SKG (Pr) e iii) LOGOS (Pr) per lo sviluppo di sensori di gas per applicazioni ambientali; iv) Istituto Mario Negri (Mi) per lo studio dell'accoppiamento tra gas-cromatografi e sensori di gas basati su nanostrutture di ossidi metallici.Inoltre, il modulo ha attivato collaborazioni con alcuni Istituti del CNR e in particolare: i) ICIS-CNR: deposizione di ossido di palladio sui nanofili di SnO2; ii) ISM-CNR: sintesi di molecole organiche per

la funzionalizzazione superficiale dei nanofili di SnO2; iii) IMEM Trento: funzionalizzazione di nanostrutture di ossidi metallici tramite SS-MBE.Infine, il modulo ha numerosi scambi e collaborazioni con gruppi di ricerca dell'Università di Parma e in particolare con: i) Dip. Ing. Uni Parma per sviluppo dell'elettronica per il processing digitale di segnali emergenti da sensori di gas, ii) Dip. Fis. Uni Parma per lo studio dei fenomeni di cristallizzazione.




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Sensori di raggi X

Commessa: Acquisizione di SegnaliProgetto: Microsistemi e dispositivi embeddedDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: ZAPPETTINI ANDREA

Risultati conseguiti I risultati più importanti conseguiti nel modulo sono d seguito elencati:1) Crescita di cristalli di CdZnTe da due pollici mediante tecnica Vertical Bridgman.2) Comprensione dei meccanismi di nucleazione dei cristalli di CdZnTe.3) Controllo della convessità dell'interfaccia dei cristalli mediante l'uso di ossido di boro o mediante l'uso di uno strato solido che galleggia sul fuso.4) Ottenimento di materiale con ottime proprietà di trasporto elettronico e lacunare.5) Realizzazione con elevata riproducibilità di rivelatori di raggi X con ottima risoluzione energetica e operanti a temperatura ambiente.6) Realizzazione d strutture "coplanar grid" e risoluzione della riga di 137Cs a 660keV.7) Comprensione delle relazioni tra le disomogeneità nella risposta dei rivelatori e la presenza di difetti strutturali estesi.8) Realizzazione di un nuovo strumento per la determinazione della concentrazione e distribuzione 3D delle inclusioni di tellurio in matrice CdZnTe.9) Realizzazione di un rivelatore per telescopio Compton per ASI.

10) Missione SURECA_BOT_IO: un nostro rivelatore è stato inviato nella stratosfera mediante un pallone stratosferico, per studiare i raggi cosmici.11) Studio della mosaicità e curvatura dei cristalli di GaAs in funzione delle caratteristica di crescita.12) Realizzazione di cristalli curvi di Si e GaAs mediante processi meccanici post crescita come la lappatura.13) Preparazione di target CIGS di stechiometria controllata mediante sintesi diretta.


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2010 0 5 5 0 0 4 0 0 10 0

Principali collaborazioniIl modulo ha una lunga collaborazione con European Space Agency per lo studio della cristallizzazione in microgravità. Fanno parte del gruppo di studio anche l'Università di Friburgo (D), l'Università Autonoma di Madrid (ES) e l'Università di Grenoble (F). In particolare è stata fatta una nuova proposta all'ESA per lo studio in microgravità della crescita di cristalli mediante la tecnica THM.A livello italiano, la commessa collabora con l'Agenzia Spaziale Italiana e con l'Istituto Nazionale di Astro Fisica per lo sviluppo di detectors per l'osservazione di sorgenti di raggi X dell'universo. Attualmente, la commessa è coinvolta in due progetti finanziati da ASI e da uno finanziato da INAF. La commessa partecipa anche a un progetto PRIN finanziato dal MUR.Il modulo collabora inoltre con le seguenti aziende: i) 5NPLUS (Canada) e ii) DSC (UK) per la caratterizzazione composizionale di ossidi e semiconduttori, iii) SOFTEC (Bo) per lo sviluppo di sistemi a raggi X .Il modulo ha molti scambi e collaborazioni con gruppi di ricerca dell'Università di Parma e in particolare con: i) Dip. Ing. Uni Parma per sviluppo dell'elettronica di front-end per detector di raggi x e per il processing digitale di segnali emergenti da sensori di gas; ii) Dip. Fis. Uni Parma per lo studio dei fenomeni di cristallizzazione e lo studio dei fenomeni di fotoconducibilità in cristalli di CdZnTe.Inoltre il modulo ha recentemente stabilito collaborazioni: i) con il Dip. di Fisica dell'Università del Surrey, per la caratterizzazione di rivelatori di raggi X e la preparazione di rivelatori in configurazione "coplanar grid"; ii) con Brookhaven National Lab (USA) per la caratterizzazione dei rivelatori di raggi X con luce di sincrotrone.




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Studio della presenza di micro e nanoparticelle negli alimenti

Commessa: Acquisizione di SegnaliProgetto: Microsistemi e dispositivi embeddedDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: CALESTANI DAVIDE

Risultati conseguiti Nel 2010 sono stati raggiunti i seguenti obiettivi:

- estensione delle analisi fatte su scala micrometrica alla scala nanometrica mediante microscopio ESEM-FEG- preparazione di nanoparticelle di CdS diametri controllati e crescita di piante con terreni da esse contaminati.


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniBarilla: analisi delle nanoparticelle nella filiera alimentare.Dipartimento di chimica dell'Università di Parma: confronto con dati da spettrometro di massa.Dipartimento di Scienze Naturali dell'Università di Parma: crescita di piante con terreni contaminati da nanoparticelle.Tecnopolo alimentare di Parma: studio delle nanoparticelle negli alimenti.




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Film per applicazioni in Energia

Commessa: Materiali e processi per applicazioni in energiaProgetto: Microsistemi e dispositivi embeddedDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: GILIOLI EDMONDO

Risultati conseguiti I risultati conseguiti nelle deposizione di film sottili mediante PED per applicazioni nel settore PV hanno prodotti importanti risultati: le prime celle "all-PED" con efficienze superiore al 7% sono già state realizzate presso IMEM; l'obiettivo è quello di migliorare questo già notevole risultato (S. Rampino et al., submitted to Solar Energy Materials & Solar Cells, 2010)Inoltre la capacità di controllare le caratteristiche dei film di ZnO (valori di resistenza elettrica e di trasmittanza ottica), consente di potere utilizzare lo stesso materiale per diverse applicazioni (F. Pattini et al., submitted to Thin Solid Film, 2010). Sono stati pubblicati i primi risultati dei BL innovativi depositati via PED , quali ZnS (S. Zanettini et. al., Crys. Tech, accepted (2010) e (Zn,Mg)O (F. Bissoli et. al., submitted to Thin Solid Film, 2010).Substrati di ZnO cresciuti mediante PED vengono testati per la realizzazione di celle solari ibride, nell'ambito di un progetto finanziato in collaborazione con CNR-INF Trento (Progetto DAFNE).I risultati condotti dal personale della commessa sullo studio delle condizioni di controllo della PED e l'ottimizzazione del processo di deposizione di film per applicazioni nel settore PV, hanno portato al deposito e all'ottenimento di 2 brevetti (MI2008A002090 e MI2008A002091, recentemente estesi in Europa).Per quanto riguarda l'attività sui HTS-Coated Conductors (HTS-CC) risultati interessanti sono stati ottenuti sullo studio delle proprietà meccaniche (rigidità e durezza, modulo di Young e definizione dei regimi elastici e plastici) del singolo BL a base di CeO2 opportunamente drogata condotti in collaborazione con l'Università di Barcellona mediante tecniche di Nano-indentazione (Joan Josep Roa et al.,Thin Solid Films, 518 (2009) 227–232).


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2010 0 2 1 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniNell'ambito del progetto PED4PV sono state avviate le seguenti collaborazioni:IFN-CNR (Trento), partner PED4PV: Realizzazione celle PV a film sottile, mediante tecnologie innovative e a basso costo. Studio e sviluppo del cannone elettronico e consulenze di fisica del plasma.Salentec S.r.l., partner PED4PV: Realizzazione celle PV a film sottile, mediante tecnologie innovative e a basso costo. Studio e sviluppo di sistemi di riscaldamento.Rial Vacuum S.p.A., partner PED4PV: Realizzazione celle PV a film sottile, mediante tecnologie innovative e a basso costo. Studio e sviluppo di camere di deposizione e sistemi da vuoto.XGroup, partner PED4PV: Realizzazione celle PV a film sottile, mediante tecnologie innovative e a basso costo. Sviluppo del processo di produzione.

Marazzi e Italcementi, partner PED4PV: Realizzazione celle PV a film sottile, mediante tecnologie innovative e a basso costo. Studio e sviluppo di supporti ceramici e cementizi per "building integration".Altre collaborazioni:Venezia Tecnologie, Porto Marghera, VE: deposizione di TCO per applicazioni nel settore energia.Edison S.p.A, Milano: accordo di collaborazione sulla deposizione di HTS-CC e studio di film per Energia (solare, fotovoltaico).Enea (Frascati) e Università di Cluj-Napoca (Romania): deposizioni di CC con tecniche chimiche e mediante PLD.MBE e realizzazione di IB materials: IMM sezione di Lecce, Uni.Firenze (e LENS), Milano-Bicocca, Pavia e Roma 'La Sapienza', Uni. L'Aquila, Uni. Modena e Reggio Emilia, Uni. Sheffield, Uni. Valencia, Uni. Lancaster e Georgia State University. Prof. M. Rocca (Uni. Genova): studio del processo di deposizione (dinamica dei gas, coefficienti di assorbimento, flussi supersonici).




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MATNEP (Nuovi materiali con proprietà elettroniche peculiari)

Commessa: Materiali e processi per applicazioni in energiaProgetto: Microsistemi e dispositivi embeddedDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: BOLZONI FULVIO

Risultati conseguiti L'attività di sintesi HP/HT ha prodotto risultati interessanti, oggetto di numerose pubblicazioni su riviste scientifiche di prestigio.I risultati principali per famiglia di materiali sono :- Manganiti metastabili (AMn7O12): ottimizzazione della sintesi di LaMn7O12, PrMn7O12, BiMn7O12. Studio e caratterizzazione delle proprietà magnetiche paculiari di LaMn7O12; evidenza di coesistenza di Mn3+ in configurazione "high spin" e "low spin" in PrMn7O12 ed effetto del"lone

pair" sul Bi nelle proprietà strutturali e magnetiche di BiMn7O12 (F. Mezzadri et al., PRB, 79, 014420(R) (2009), F. Mezzadri et al., PRB, 79, 100106 (2009), Cabassi et al., sottomesso a Phys. Rev. B, (2009).Confronto con i corrispondenti materiali che si formano a pressione ambiente, aventi strutture a "perovskite semplice" (es.: LaMn03-LaMn7O12, BiMnO3-BiMn7O12, PrMnO3-PrMn7O12, A.Prodi et al., PRB, 79, 085105 (2009).- Per quanto riguarda i materiali multiferroici, si e determinato il complesso diagramma di fase di BiMnO3 e K3Fe5F15); si sono inoltre ottenuti cristalli singoli (mediante sintesi HP/HT e idrotermale) per lo studio dettagliato delle proprietà di trasporto.relativamente ai nuovi materiali superconduttori contenenti Fe e As (oxi-pnictidi, tipo LaFeAsO1-xFx), si sono prodotti i primi cristalli, in fase di caratteriazzazione. Si stanno ottimizzando le condizioni di sintesi per ottenere cristalli più grandi, più puri, e di diversa stechiometria (variando la terra rara).- Risultati interessanti si sono ottenuti sulla densificazione di SiO2 e GeO2 (collaborazione con Università di Trento e Messina) e la correlazione delle proprietà ottiche ed di trasporto con la densità. (L. Orsingher et al., Philosophical Magazine Vol. 88, Nos. 33–35, 21, 3907–3914 (2008), G. Carini et al., Philosophical Magazine Vol. 88, Nos. 33–35, 21, 4143–4150 (2008), L. Orsingher et al., sottomesso a J. Chem. Phys., (2009).- L'accesso a numerosi esperimenti al sincrotrone (ESRF) o a sorgenti di neutroni (LLB o ISIS), sta fornendo risultanti interessanti, in particolare nello studio dei solfuri intercalati (collaborazione con l'Università di Parigi) e delle transizioni nelle manganiti metastabili.


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2010 0 1 1 0 0 0 0 0 2 0

Principali collaborazioniMIT (USA) e Università "Parigi VI" (F): nuovi materiali e sintesi HP/HTUniverstità di Trento e Università di Messina: densificazione di SiO2 e GeO2Per quanto riguarda le caratterizzazioni: UNI Parma: proprietà strutturali, studi NMR, NQR e muoni; UNI Modena: misure di calore specifico; UNI Cagliari e l'Aquila: calcoli ab initio; EPF-Losanna: misure di trasporto sotto pressione; SLS-PSI, Villigen: diffrazione X con luce di sincrotrone; ISIS, Oxford: diffrazione a neutroni su cristallo singolo; NIST, Gaithersburg: diffrazione a neutroni; UNI Roma "La Sapienza": misure IR; ERSF, Grenoble: misure RXS.




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Sensori per grandezze chimiche basati su ossidi semiconduttori per applicazioni industriali

Commessa: Sensori innovativi per grandezze fisiche e/o chimiche per uso industrialeProgetto: Sistemi di monitoraggio, controllo e sicurezza nei contesti produttivi e d'uso;

materiali e sensoriDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: CALESTANI DAVIDE

Risultati conseguiti A) Test di sensori prototipali:Per entrambe le famiglie di VOC in analisi (aldeidi e agli acidi alifatici) sono stati ottenuti ottimi risultati, sia in termini di limiti di detezione (fino a poche decine di ppb) che di sensibilità e di risposta (variazione relativa di conducibilità in funzione della concentrazione di gas o VOC da rivelare).In particolare sono è stata definita la variazione della risposta a queste sostanze in funzione della temperatura, dell'umidità relativa. Il sensore non mostra alcuna isteresi nella risposta ed le risposte osservate sono risultate stabili per tempi piuttosto lunghi.Alcuni di questi risultati sono stati inseriti in un articolo, attualmente in fase di sottomissione sulla rivista di riferimento del settore (Sensors and Actuators B).

B) Funzionalizzazione superficiale delle nanostrutture:La funzionalizzazione delle nanostrutture utilizzate per la realizzazione dei sensori è stata definita per due sistemi di riferimento di semiconduttori inorganici (calcogenuri) e organici (ftalocianine).Nel primo caso si è posta particolare attenzione allo sviluppo di una tecnica di sintesi da soluzione per nanoparticelle di CdS, in un ambiente che non danneggiasse le nanostrutture di ZnO (il pH delle tecniche tradizionali è generalmente troppo aggressivo per questo ossido). Lavorando in dimetilformammide e ottimizzando le condizioni di crescita, è stato possibile nucleare nanoparticelle di CdS della dimensione di pochi nanometri sulla superficie di tetrapods di ZnO. Questo processo di sintesi è stato riportato in un articolo, attualmente in fase di sottomissione su una delle riviste di riferimento del settore.Per la funzionalizzazione organica è stata invece scelta la rame-ftalocianina (CuPC), per la quale erano già stati riportati in letteratura interessanti risultati per sensori misti con film di nanoparticelle di ossido di titanio. La deposizione è stata realizzata con la tecnica SuMBD.Prototipi di sensori con tetrapods di ZnO funzionalizzati in questi due modi sono stati realizzati e stanno per affrontare la fase di test con i gas di riferimento e con i VOC di interesse per il progetto regionale.


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2010 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniContinua la collaborazione con i partner industriali con i quali è stato definito il progetto finanziato dalla Regione Emilia Romagna, ovvero LOGOS e RIAL di Parma. Inoltre, sempre dell'ambito del

progetto, è attiva una collaborazione con l'Istituto "Mario Negri" di Milano.




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WISH (Nanotailoring Water/Semiconductor Surface Interaction towards Health Applications)

Responsabile: CATELLANI ALESSANDRA



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Principali risorse strumentali utilizzate


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1 Ferrari C.; Korytar D. - Monocromatore per diffrattometria X ad alta risoluzione e alta efficienza

Articoli ISI

1 González M. A.; Martìnez O.; Jimenez J.; Frigeri C.; Weyher J. L. - A Spectrum Image Cathodoluminescence Study of Dislocations in Si-Doped Liquid-Encapsulated Czochralski GaAs Crystals - JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS, Vol. 39, Pagg. 781-786

2 Parisini A.; Ghezzi C.; Tarricone L.; Vantaggio S.; Baldini M.; Gombia E. - Anomalies in the Temperature Dependence of the Photoelectrical Response of GaAs/InGaP Superlattices - JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 49, Pagg. -

3 Watts B. E.; Bosi M.; Attolini G.; Battistig G.; Dobos L.; Pècz B. - CBr4 as precursor for VPE growth of cubic silicon carbide - CRYSTAL RESEARCH AND TECHNOLOGY, Vol. 45, Pagg. 583-588

4 Marchini L.; Zambelli N.; Piacentini G.; Zha M.; Calestani D.; Belas E.; Zappettini A. - Characterization of CZT crystals grown by the boron oxide encapsulated vertical Bridgman technique for the preparation of X-ray imaging detectors - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, Vol. 34, Pagg. 23-37

5 Fuochi P.; Lavalle M.; Corda U.; Kuntz F.; Plumeri S.; Gombia E. - Characterization of a power bipolar transistor as high-dose dosimeter for 1.9-2.2 MeV electron beams - RADIATION PHYSICS AND CHEMISTRY, Vol. 79, Pagg. 513-518

6 Bernu S.; Foury-Leylekian P.; Fertey P.; Licci F.; Gauzzi A.; Akrap A.; Berger H.; Forro L.; Pouget J. - Charge ordering in substituted and non-stoichiometric BaVS3 - EUROPHYSICS LETTERS, Vol. 89, Pagg. -

7 Heun S.; Radha B.; Ercolani D.; Kulkarni G.; Rossi F.; Grillo V.; Salviati G.; Beltram F.; Sorba L. - Coexistence of Vapor-Liquid-Solid and Vapor-Solid-Solid Growth Modes in Pd-Assisted InAs Nanowires - SMALL, Vol. 6, Pagg. 1935-1941

8 Savio L.; Smerieri M.; Orzelli A.; Vattuone L.; Rocca M.; Finocchi F.; Jupille J. - Common fingerprint of hydroxylated non-polar steps on MgO smoke and MgO films - SURFACE SCIENCE, Vol. 604, Pagg. 252-257

9 Allia P.; Celegato F.; Coisson M.; Tiberto P.; Vinai F.; Albertini F.; Casoli F.; Fabbrici S. - Competing magnetoresistance contributions in sputtered FePt thin films - JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS, Vol. 322, Pagg. 1898-1903

10 Coppedè N.; Castriota M.; Cazzanelli E.; Forti S.; Tarabella G.; Toccoli T.; Walzer K.; Iannotta S. - Controlled polymorphism in titanyl phthalocyanine on mica by hyperthermal beams: A micro-raman Analysis - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C, Vol. 114, Pagg. 7038-7044

11 Meneghesso G.; Rossi F.; Salviati G.; Uren M.; Munoz E.; Zanoni E. - Correlation between kink and cathodoluminescence spectra in AlGaN/GaN high electron mobility transistors - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. -

12 Bracco G.; Gussoni A.; Pagnini L. C. - Design and test of a compact flexure z-stage for atomic force microscopy - REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, Vol. 81, Pagg. -

13 Kim K. H.; Bolotnikov A. E.; Camarda G. S.; Marchini L.; Yang G.; Hossain A.; Cui Y.; Xu L.; James R. B. - Detector performance of ammonium-sulfide-passivated CdZnTe and CdMnTe materials - PROCEEDINGS OF THE SOCIETY OF PHOTO-OPTICAL INSTRUMENTATION ENGINEERS, Vol. 7805, Pagg. -

14 Cabassi R.; Bolzoni F.; Casoli F. - Differential method for sample holder background subtraction in superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometry - MEASUREMENT SCIENCE & TECHNOLOGY, Vol. 21, Pagg. 035701-035706

15 Tarabella G.; Santato C.; Yang S. Y.; Iannotta S.; Malliaras G. G.; Cicoira F. - Effect of the gate electrode on the response of organic electrochemical transistors - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 97, Pagg. -

16 Martinez O.; Hortelano V.; Jimenez J.; Parra V.; Pelosi C.; Attolini G.; Prutskij T. - Effect on Ordering of the Growth of GaInP Layers on (111)-GaAs Faces - JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS, Vol. 39, Pagg. 671-676

17 Dierre B.; Yuan X.; Armani N.; Fabbri F.; Salviati G.; Ueda K.; Sekiguchi T. - Effects of Chemical Treatment on the Luminescence of ZnO - JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS, Vol. 39, Pagg. 761-765

18 Nasi L.; Carbucicchio M.; Ciprian R. - Effects of deposition temperature and elemental layer thickness on the properties of Fe/Co multilayers grown by molecular beam epitaxy - JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS, Vol. 43, Pagg. -

19 Fabbri F.; Cavallini A. - Effects of single-layer Shockley stacking faults on the transport properties of high-purity semi-insulating 4H-SiC - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 108, Pagg. -

20 Zanatta M.; Baldi G.; Caponi S.; Fontana A.; Gilioli E.; Krish M.; Masciovecchio C.; Monaco G.; Orsingher L.; Rossi F.; Ruocco G.; Verbeni R. - Elastic properties of permanently densified silica: A Raman, Brillouin light, and x-ray scattering study - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. -

21 Fabbri F.; Rossi F.; Attolini G.; Salviati G.; Iannotta S.; Aversa L.; Verucchi R.; Nardi M.; Fukata N.; Dierre B.; Sekiguchi T. - Enhancement of the core near-band-edge emission induced by an amorphous shell in coaxial one-dimensional nanostructure: the case of SiC/SiO2 core/shell self-organized nanowires - NANOTECHNOLOGY, Vol. 21, Pagg. -

22 Xu L.; Bolotnikov A. E.; Hossain A.; Kim K.; Gul R.; Yang G.; Camarda G. S.; Marchini L.; Cui Y.; James R. B. - Extended defects in As-grown CdZnTe - PROCEEDINGS OF THE SOCIETY OF PHOTO-OPTICAL INSTRUMENTATION ENGINEERS, Vol. 7805, Pagg. -

23 Meneghini M.; Stocco A.; Ronchi N.; Rossi F.; Salviati G.; Meneghesso G.; Zanoni E. - Extensive analysis of the luminescence properties of AlGaN/GaN high electron mobility transistors - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 97, Pagg. -

24 Lugani L.; Ercolani D.; Rossi F.; Salviati G.; Beltram F.; Sorba L. - Faceting of InAs-InSb Heterostructured Nanowires - CRYSTAL GROWTH & DESIGN, Vol. 10, Pagg. 4038-4042

25 Frabboni S.; Frigeri C.; Gazzadi G.; Pozzi G. - Four slits interference and diffraction experiments - ULTRAMICROSCOPY, Vol. 110, Pagg. 483-487

26 Martinelli A.; Palenzona A.; Tropeano M.; Ferdeghini C.; Putti M.; Cimberle M. R.; Nguyen T.; Affronte M.; Ritter C. - From antiferromagnetism to superconductivity in Fe1+y(Te1-x,Sex) (0d x d 0.20): Neutron powder diffraction analysis - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. -

27 Bosi M.; Attolini G. - Germanium: Epitaxy and its applications - PROGRESS IN CRYSTAL GROWTH AND CHARACTERIZATION OF MATERIALS, Vol. 56, Pagg. -

28 Pernechele C.; Bergenti I.; Solzi M.; Ghidini M.; Casoli F.; Dediu V. - Growth induced anisotropy of cobalt in cobalt/organic semiconductor ﬁlms - JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS, Vol. 322, Pagg. 1251-1254

29 Calestani D.; Zha M.; Mosca R.; Zappettini A.; Carotta M. C.; Di Natale V.; Zanotti L. - Growth of ZnO tetrapods for nanostructure-based gas sensors - SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, Vol. 144, Pagg. 472-478

30 Ciesa F.; Plech A.; Mattioli C.; Pescatori L.; Arduini A.; Pochini A.; Rossi F.; Secchi A. - Guest Controlled Assembly of Gold Nanoparticles Coated with Calix[4]arene Hosts - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C, Vol. 114, Pagg. 13601-13607

31 Nasi L.; Tancini F.; Genovese D.; Montalti M.; Prodi L.; Cristofolini L.; Dalcanale E. - Hierarchical Self-Assembly on Silicon - JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, Vol. 132, Pagg. 4781-4789

32 Gozzi D.; Tomellini M.; Lazzarini L.; Latini A. - High-Temperature Determination of Surface Free Energy of Copper Nanoparticles - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C, Vol. 114, Pagg. 12117-12124

33 Calzolari A.; Monti S.; Ruini A.; Catellani A. - Hydration of cyanin dyes - JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, Vol. 132, Pagg. -

34 Vesselli E.; Rizzi M.; De Rogatis L.; Ding X.; Baraldi A.; Comelli G.; Savio L.; Vattuone L.; Rocca M.; Fornasiero P.; Baldereschi A.; Peressi M. - Hydrogen-Assisted Transformation of CO2 on Nickel: The Role of Formate and Carbon Monoxide - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS, Vol. 1, Pagg. 402-406

35 Calzolari A.; Cicero G.; Cavazzoni C.; Di Felice R.; Catellani A.; Corni S. - Hydroxyl-Rich β-Sheet Adhesion to the Gold Surface in Water by First-Principle Simulations - JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, Vol. 132, Pagg. 4790-4795

36 Terentjevs A.; Catellani A.; Prendergast D.; Cicero G. - Importance of on-site corrections to the electronic and structural properties of InN in crystalline solid, nonpolar surface, and nanowire forms - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 82, Pagg. -

37 Righi L.; Albertini F.; Paoluzi A.; Fabbrici S.; Villa E.; Calestani G.; Besseghini S. - Incommensurate and commensurate structural modulation in martensitic phases of FSMA - MATERIALS SCIENCE FORUM, Vol. 635, Pagg. 33-41

38 Frigeri C.; Nasi L.; Serenyi M.; Csik A.; Erdely Z.; Beke D. L. - Influence of Hydrogen on the Structural Stability of Annealed Ultrathin Si/Ge Amorphous Layers - SOLID STATE PHENOMENA, Vol. 156-1, Pagg. 325-330

39 Vattuone L.; Savio L.; Pirani F.; Cappelletti D.; Okada M.; Rocca M. - Interaction of rotationally aligned and of oriented molecules in gas phase and at surfaces - PROGRESS IN SURFACE SCIENCE, Vol. 85, Pagg. 92-160

40 Tropeano M.; Cimberle M. R.; Ferdeghini C.; Lamura G.; Martinelli A.; Palenzona A.; Pallecchi I.; Sala A.; Sheikin I.; Bernardini F.; Monni M.; Massidda S.; Putti M. - Isoelectronic Ru substitution at the iron site in SmFe1-xRuxAsO0.85F0.15 and its effects on structural, superconducting, and normal-state properties - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. -

41 Cabassi R.; Bolzoni F.; Gilioli E.; Bissoli F.; Prodi A.; Gauzzi A. - Jahn-Teller-induced crossover of the paramagnetic response in the singly valent e_g system LaMn7O12 - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. -

42 Korytar D.; Ferrari C.; Mikulik P.; Vagovic P.; Dobrocka E.; Ac V.; Konopka P.; Abrosimov N. - Linearly graded GeSi beam expanding/compressing x-ray monochromator - JOURNAL OF APPLIED CRYSTALLOGRAPHY, Vol. 3, Pagg. 176-178

43 Chernenko V.; Golub V.; Barandiaran J. M.; Salyuk O. Y.; Albertini F.; Righi L.; Fabbrici S.; Ohtsuka M. - Magnetic anisotropies in Ni-Mn-Ga films on MgO(001) substrates - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. -

44 Campiglio P.; Campione M.; Canepa F.; Canevali C.; Cimberle M. R.; Fanciulli C.; Miozzo L.; Moret M.; Papagni A.; Rizzato S.; Sassella A. - Magnetic behaviour of polyfluoroacridine-based organic molecular materials - EUROPEAN JOURNAL OF PHYSICS, Vol. 73, Pagg. 495-501

45 Seravalli L.; Frigeri P.; Nasi L.; Trevisi G.; Bocchi C. - Metamorphic quantum dots: Quite different nanostructures - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 108, Pagg. -

46 Cimberle M. R.; Sanna S.; De Renzi R.; Shiroka T.; Lamura G.; Prando G.; Carretta P.; Putti M.; Martinelli A.; Tropeano M.; Palenzona A. - Nanoscopic coexistence of magnetic and superconducting states within the FeAs layers of CeFeAsO1−xFx - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 82, Pagg. -

47 Putti M.; Cimberle M. R.; Pallecchi I.; Bellingeri E.; Tropeano M.; Ferdeghini C.; Palenzona A.; Tarantini C.; Yamamoto A.; Jiang J.; Jaroszynski J.; Kametani F.; Abraimov D.; Polyanskii A.; Weiss J.; Hellstrom E.; Gurevich A.; Larbalestier D.; Jin R.; Sa - New Fe-based superconductors: properties relevant for applications - SUPERCONDUCTOR SCIENCE & TECHNOLOGY, Vol. 23, Pagg. -

48 Terentjevs A.; Catellani A.; Cicero G. - Nitrogen vacancies at InN (11¯00) surfaces: A theoretical study - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. -

49 Smerieri M.; Savio L.; Vattuone L.; Rocca M. - O2 dissociation before the onset of added row nucleation on Ag(110): an atomistic scanning tunnelling microscopy view - JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER, Vol. 22, Pagg. -

50 Heun S.; Radha B.; Ercolani D.; Kulkarni G.; Rossi F.; Grillo V.; Salviati G.; Beltram F.; Sorba L. - Pd-Assisted Growth of InAs Nanowires - CRYSTAL GROWTH & DESIGN, Vol. 10, Pagg. 4197-4202

51 Seravalli L.; Bocchi C.; Trevisi G.; Frigeri P. - Properties of wetting layer states in low density InAs quantum dot nanostructures emitting at 1.3 µm: Effects of InGaAs capping - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 108, Pagg. -

52 Casoli F.; Albertini F.; Nasi L.; Fabbrici S.; Cabassi R.; Bolzoni F.; Bocchi C.; Luches P. - Role of interface morphology in the exchange-spring behavior of FePt/Fe perpendicular bilayers - ACTA MATERIALIA, Vol. 58, Pagg. 3594-3601

53 Fabbri F.; Lazzarini L.; Salviati G.; Fukata N. - Room Temperature Strong Infra-Red Light Emission of Boron Doped Silicon Nanowires - MICROSCOPY AND MICROANALYSIS, Vol. 16, Pagg. -

54 Bietti S.; Somaschini C.; Koguchi N.; Frigeri C.; Sanguinetti S. - Self-Assembled Local Artificial Substrates of GaAs on Si Substrate - NANOSCALE RESEARCH LETTERS, Vol. 5, Pagg. 1905-1907

55 Smerieri M.; Vattuone L.; Costa D.; Tielens F.; Savio L. - Self-Assembly of (S)-Glutamic Acid on Ag(100): A Combined LT-STM and Ab Initio Investigation - LANGMUIR, Vol. 26, Pagg. 7208-7215

56 Somaschini C.; Bietti S.; Koguchi N.; Montalenti F.; Frigeri C.; Sanguinetti S. - Self-assembled GaAs islands on Si by droplet epitaxy - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 97, Pagg. -

57 Attolini G.; Bosi M.; Rossi F.; Watts B. E.; Salviati G.; Battistig G.; Dobos L.; Pecz B. - SiC epitaxial growth on Si(100) substrates using carbon tetrabromide - MATERIALS SCIENCE FORUM, Vol. 645-6, Pagg. 139-142

58 Rastelli E.; Regina S.; Tassi A. - Specific heat and structure factor in the square ANNNI model by Monte Carlo simulation - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. -

59 De Sousa N.; Apolinario A.; Vernay F.; Monteiro P.; Albertini F.; Casoli F.; Kachkachi H.; Schmool D. S. - Spin conﬁgurations in hard/soft coupled bilayer systems: Transitions from rigid magnet to exchange-spring - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 82, Pagg. -

60 Artini C.; Costa G.; Carnasciali M.; Masini R. - Stability field and structural properties of intra-rare earth perovskites - JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS, Vol. 494, Pagg. 336-339

61 Vattuone L.; Gerbi A.; Savio L.; Cappelletti D.; Pirani F.; Rocca M. - Stereoselectivity in catalytic reactions: CO oxidation on Pd(100) by rotationally aligned O2 molecules - EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL B, Vol. 75, Pagg. 81-87

62 Capellini G.; De Seta M.; Busby Y.; Pea M.; Evangelisti F.; Nicotra M.; Spinella C.; Ferrari C. - Strain relaxation in high Ge content SiGe layers deposited on Si - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 107, Pagg. -

63 Balasubramani K.; Hemamalini M.; Francis S.; Muthiah T. P.; Vijay T.; Row G. T.; Bocelli G.; Cantoni A. - Supramolecular Organization in Tetra Aqua (mu-8-Hydroxyquinoline-5-sulfonate) Barium (II) and Ag center dot center dot center dot I Interactions in a Pseudopolymorphic Form of (7-Iodo-8-hydroxyquinoline-5-sulfonate) Silver (I) Monohydrate - JOURNAL OF CHEMICAL CRYSTALLOGRAPHY, Vol. 40, Pagg. 316-322

64 Rossi F.; Fabbri F.; Attolini G.; Bosi M.; Watts B. E.; Salviati G. - TEM and SEM-CL studies of SiC Nanowires - MATERIALS SCIENCE FORUM, Vol. 645-6, Pagg. 387-390

65 Bellingeri E.; Pallecchi I.; Buzio R.; Gerbi A.; Marrè D.; Cimberle M.; Tropeano M.; Putti M.; Palenzona A.; Ferdeghini C. - Tc=21K in epitaxial FeSe0.5Te0.5 thin films with biaxial compressive strain - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. -

66 Prutskij T.; Pelosi C. - Temperature dependence of photoluminescence from ordered GaInP2 epitaxial layers - CRYSTAL RESEARCH AND TECHNOLOGY, Vol. 45, Pagg. 79-84

67 Nardi M.; Verucchi R.; Corradi C.; Pola M.; Casarin M.; Vittadini A.; Iannotta S. - Tetraphenylporphyrin electronic properties: a combined theoretical and experimental study of thin films deposited by SuMBD - PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS, Vol. 12, Pagg. 871-880

68 Pescatori L.; Boccia A.; Ciesa F.; Rossi F.; Grillo V.; Arduini A.; Pochini A.; Zanoni R.; Secchi A. - The Effect of Ligand Denticity in Size-Selective Synthesis of Calix[n]arene- Stabilized Gold Nanoparticles: A Multitechnique Approach - CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL, Vol. 16, Pagg. 11089-11099

69 Vattuone L.; Ferrando R. - Topical issue on "Advances in Surface Science" dedicated to Prof. Andrea Levi, on the occasion of his 72nd birthday and of his retirement - EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL B, Vol. 75, Pagg. 1-1

70 Tropeano M.; Pallecchi I.; Cimberle M. R.; Ferdeghini C.; Lamura G.; Vignolo M.; Martinelli A.; Palenzona A.; Putti M. - Transport and superconducting properties of Fe-based superconductors: a comparison between SmFeAsO1-xFx and Fe1+yTe1-xSex - SUPERCONDUCTOR SCIENCE & TECHNOLOGY, Vol. 23, Pagg. -

71 Zanotti L.; Calestani D.; Villani M.; Zha M.; Zappettini A.; Paorici C. - Vapour-phase growth, purification and large-area deposition of ZnO tetrapod nanostructures - CRYSTAL RESEARCH AND TECHNOLOGY, Vol. 45, Pagg. 667-671

72 Polack J. K.; Hirt M.; Sturgess J.; Sferrazza N. D.; Bolotnikov A. E.; Babalola S.; Camarda G. S.; Cui Y.; Egarievwe S. U.; Fochuk P. M.; Gul R.; Hossain A.; Kim K.; Kopach O. V.; Marchini L.; Yang G.; Xu L.; James R. B. - Variation of electric shielding on virtual Frisch-grid detectors - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, Vol. 621, Pagg. 424-430

73 Orsingher L.; Fontana A.; Gilioli E.; Carini G. J.; Carini G.; Tripodo G.; Unruh T.; Buchenau U. - Vibrational dynamics of permanently densified GeO2 glasses: Densification-induced changes in the boson peak - JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, Vol. 132, Pagg. -

Articoli non ISI

1 Auricchio N.; Basili A.; Budtz-Jorgensen C.; Curado Da Silva R. M.; Del Sordo S.; Kuwetli I.; Natalucci L.; Quadrini E. M.; Stephen J. B.; Zanichelli M.; Zappettini A. - A CZT High Efficiency Detector with 3D Spatial Resolution for Laue Lens Applications - Conference Record of the 2010 IEEE NSS/MIC/RTSD, Vol. Catal, Pagg. -

2 Auricchio N.; Marchini L.; Caroli E.; Stephen J. B.; Zanichelli M.; Zappettini A.; Abbene L.; Del Sordo S. - Charge Transport Properties in CZT Detectors Grown by the Vertical Bridgman Technique - Conference Record 2010 IEEE NSS/MIC/RTSD, Vol. Catal, Pagg. -

3 Marchini L.; Zappettini A.; Zha M.; Zambelli N.; Bolotnikov A.; Camarda G.; James R. B. - Crystal Defects and Charge Collection in CZT X-Ray and Gamma Detectors - Conference Rcord of the 2010 IEEE NSS/MIC/RTSD, Vol. Catal, Pagg. -

4 Caroli E.; Auricchio N.; Del Sordo S.; Abbene L.; Budtz-Jørgensen C.; Casini F.; Curado Da Silva R. M.; Kuvvetlli I.; Milano L.; Natalucci L.; Quadrini E. M.; Stephen J. B.; Ubertini P.; Zanichelli M.; Zappettini A. - Development of a 3D CZT detector prototype for Laue Lens telescope - Proc. of SPIE, Vol. 7742, Pagg. 77420V-9

5 Martinez O.; Avella M.; Jimenez J.; Bosi M.; Fornari R. - Factors affecting the luminescence emission of InGaN multi-quantum wells grown on (0001) sapphire substrates by MOVPE - Physica Status Solidi C: Current Topic in Solid State Physics, Vol. 7, Pagg. 68-71

6 Raulo A.; Marchini L.; Paternoster G.; Perillo E.; Paiano P.; Mancini A. M.; Zha M.; Zappettini A. - Ion Beam (RBS) and XRF Analysis of Metal Contacts Deposited on CdZnTe and CdTe Crystals - Conference Record IEEE 2010 NSS/MIC/RTSD, Vol. Catal, Pagg. -

7 Seravalli L.; Trevisi G.; Frigeri P.; Bocchi C. - Low Density Metamorphic Quantum Dot structures with emission in the 1.3 - 1.55 µm window - Institute of Physics Conference Series, Vol. 245, Pagg. 012074-

8 Coppedè N.; Nardi M.; Toccoli T.; Tonezzer M.; Siviero F.; Micheli V.; Mayer A.; Iannotta S. - Solid state dye sensitized solar cells based on supersonic beam deposition of organic, inorganic cluster assembled, and nanohybrid materials - Journal of Renewable and Sustainable Energy, Vol. 2, Pagg. -

9 Sellam A.; Gilioli E.; Rousse G.; Klein Y.; Porcher F.; Le Godec Y.; Mezouar M.; D'Astuto M.; Taverna D.; Loupias G.; Shukla A.; Gauzzi A. - Stabilization of Superconductivity in Pure and C-Intercalated 1T-TaS2 Synthesised Under High Pressure - Advances in Science and Technology, Vol. 75, Pagg. 173-180

10 Martínez-Pastor J.; Muñoz-Matutano G.; Alén B.; Canet-Ferrer J.; Fuster D.; Trevisi G.; Seravalli L.; Frigeri P.; Franchi S. - Thermal activated carrier transfer between InAs quantum dots in very low density samples - Institute of Physics Conference Series, Vol. 210, Pagg. 012015-


1 Magno R.; De Carolis E.; Domina P.; Grazioli M. - Cataloghi: la sfida della concretezza - VI Convegno NILDE: Internet Document Delivery e Cooperazione Inter-Bibliotecaria NILDE reloaded: ripensare i servizi e la condivisione delle risorse nell'era digitale, Perugia

2 Domina P.; Brunetti F.; De Carolis E.; Fuschini E.; Magno R.; Stabene S. - Ripensare la condivisione delle risorse: riflessioni sulla realtà italiana - VI Convegno NILDE: Internet Document Delivery e Cooperazione Inter-Bibliotecaria NILDE reloaded: ripensare i servizi e la condivisione delle risorse nell'era digitale, Perugia

3 Fabbrici S.; Kamarad J.; Arnold Z.; Paoluzi A.; Bolzoni F.; Cabassi R.; Casoli F.; Solzi M.; Porcari G.; Pernechele C.; Albertini F. - Tuning Sign and Intensity of Magnetocaloric Effect by Co Doping NiMnGa Alloys - Fourth IIF-IIR International Conference on Magnetic Refrigeration at Room Temperature, Baotou, China

Libri

1 Attolini G.; Rossi F.; Fabbri F.; Bosi M.; Salviati G.; Watts B. E. - Cubic SiC Nanowires: Growth, Characterization and Applications - Nanowires, InTech, Croatia

2 Ferrari C.; Attolini G.; Bosi M.; Gombia E.; Armani N.; Rossi F.; Capellini G.; Colace L. - Epitaxial germanium for photovoltaic or opto-electronic applications - INDO - ITALIAN Advanced LevelWorkshop on Semiconductor Nanostructures, Ultra Thin Films and Applications, Madras University, Chennai

3 Garibaldi U.; Scalas E. - Finitary probabilistic methods in econophisics - , Cambridge University Press, Cambridge, U.K.

4 Garibaldi U.; Scalas E. - Tolstoy's dream and the quest for statistical equilibrium in economics and the social sciences - Mathematical Modeling of Collective Behavior in Socio-Economic and Life Sciences, Springer, Birkhaeuser Boston

Rapporti

1 Caroli E.; Del Sordo S.; Quadrini E. M.; Natalucci L.; Zappettini A. - A 3D CZT imaging spectrometer for Laue lens focal plane Final Scientific Report

2 Caroli E.; Auricchio N.; Stephen J. B.; Zappettini A.; Marchini L. - CZT sensor module for X/gamma rays and charge particles

3 Quadrini E. M.; Zappettini A. - Calorimetri a lettura diretta con tecniche a CZT4 Ferrari C.; Attolini G.; Armani N.; Melino F. - Nuove tecnologie e strumenti per l'efficienza

energerica e l'utilizzo delle fonti rinnovabili negli usi finali civili5 Ferrari C.; Buffagni E.; Rossi F.; Zappettini A.; Marchini L. - Progetto LAUE - Una lente per

i raggi Gamma6 Ferrari C.; Attolini G.; Armani N.; Bosi M.; Rossi F.; Frigeri C.; Gombia E. - Relazione sulle

attività completate nel 4° semestre, periodo 20/09/2009-20/02/2010 del progetto 1

Principali risorse strumentali dellʼIstitutoIMEM ha sviluppato/acquisito facilities e metodi di sintesi e crescita di materiali, processing, studio e prototipazione di dispositivi, per ottimizzare controllo sviluppo materiali ingegnerizzati su diverse scale di lunghezza:SINTESI/CRESCITA/PROCESSING- 2 camere Epitassia da Fasci Molecolari (MBE), con camera analisi Auger, dedicato crescita strutture III-V a Quantum Well e Quantum Dot per nanofotonica, nanoelettronica e fotovoltaico. - sistema "Roll-to-roll" Pulsed Electron Deposition (PED) per deposizione su substrati flessibili scorrevoli progettato e brevettato da IMEM e prodotto da RIAL SpA.- 2 forni Czochralski per crescita cristalli diametro 2-3", reattore Bridgman orizzontale per crescite da fase vapore di monocristalli e reattore Bridgman verticale per crescita da fuso di cristalli CdTe 2".- reattore MOVPE home-made per crescita semiconduttori III-V, SiC, composti III-N e ossidi. Il sistema opera in diversi regimi e con diversi precursori, a temperature >1300°C e su substrati <2".- 3 reattori CVD per crescita nanostrutture, fornaci per trattamenti termici (vacuum, redox, …) e forni alta temperatura per processi ceramici.- 4 apparati per crescite cristalli organici in soluzione e sistemi per processing cristalli: seghe, lappatrici per grinding e polishing, goniometro a raggi X per orientazione cristalli, microscopio Nomarsky e sistema per determinare stechiometria da misure on vapour.- sistema Hydrothermal Sinthesys (P.max.=4kbar, T.max=900°C), sistema per sintesi "large volume HP/HT" (Danfoss, P=1-3 GPa, T.max>2000°C) e Multi-anvil (Rockland, P=3-25GPa, T.max>2000°C).- sistema per deposizione sol-gel, sistemi di syntering in atmosfera controllata, arc melting, induction melting, melt spinning, fornaci per trattamenti termici.- apparecchiatura Sputtering, home-taylored per Single Source Thermal Ablation e 3-Spinner facility

per deposizione di film sottili.-apparato per sviluppo e caratterizzazione di fasci supersonici e deposizione SuMBD da cluster metallici/semiconduttori e molecole organiche.- co-deposizione SuMBD e da Clusters per sintesi e studio nanostrutture, materiali molecolari, ibridi organici/inorganici con controllo struttura e morfologia; prototipazione di dispositivi (bio-)elettronici, (bio-)sensori, celle fotovoltaiche. Sistema unico nel suo genere.- officina meccanica.PROTOTYPING E CARATTERIZZAZIONE DI DISPOSITIVI- facility in clean room per fabbricazione dispositivi e test patterns di strutture multilayer di semiconduttori III-V e di strutture innovative (nano strutture di ossidi metallici e ibridi organici-inorganici). La facility è dotata di: fotolitografia (mask aligner, spinner, stove…), evaporatori a cannone elettronico e termici, reactive ion etching e thermosonic wire bonder.- sistemi per analisi Capacità-Tensione (C-V), spettroscopia di livelli profondi (Deep Level Transient Spectroscopy, DLTS), spettroscopia ottica di livelli profondi (Optical Deep Level Transient Spectroscopy, ODLTS), spettroscopia di fotocorrente (Photo Induced Current Spectroscopy, PICS), admittance spectroscopy, termostimulated capacitance spectroscopy (TSCAP), electrochemical C-V profiler, tecniche I-V, misure di resistività (T=4-3000 K)- sistemi per Elettroluminescenza ed Electron Beam Induced Current (EBIC), in microscopio SEM operante tra 0.25 e 40 kV, per analisi di failure su dispositivi.CARATTERIZZAZIONE DI MATERIALI- Microscopia Elettronica in Trasmissione: microscopio (S)TEM a emissione di campo (risoluzione 0.14 nm in STEM mode e 0.19 nm point-to-point in HRTEM), fornito di rivelatori per analisi e mappatura chimica nanometrica degli elementi (in-column energy filter, EDX, EELS, HAADF) - Scanning Probe Microscopy: per microscopia a forza atomica/magnetica/ tunneling …, scanning capacitance microscopy, torsional resonance microscopy, nanolitografia e nanomanipolazione- Catodoluminescenza (CL) al SEM: per CL spectroscopy e imaging di strutture micro- e nano-metriche, con misure simultanee di electron beam induced current e di electroluminescenza su dispositivi (6K<T<300 K)- Diffrazione a Raggi X: larga serie di strumenti per misure di diffrazione ad alta risoluzione, acquisizione di mappe di reticolo reciproco, misure di riflettività, etc.- serie di tecniche di caratterizzazione magnetica, comprendenti: 2 magnetometri Vibrating Sample, 1 Alternated Gradient force e 1 magnetometro SQUID, strumentazione per misure di trasporto, di effetto Hall anomalo, dielettriche, nano-calorimetriche, suscettometro a.c. e 2 facilities per misure in campo pulsato, fino a 50 T e 27 T.- criostato Oxford, Elettromagnete, suscettometro ac + magnetometro dc+ misure di magnetoresistenza.-sistemi per spettroscopie elettroniche, diffrazione di elettroniche e studi di superfici in UHV inter4connessi con sistemi SuMBD di crescita.IMEM coordina il laboratorio congiunto Italo-Giapponese "Nanocharacterization of Nanowires, Nanomagnets and laser diodes for sensors, optoelectronics and data storage"

Considerazioni generali ed elementi di autovalutazioneConsiderazioni generaliCon il 2010 e la programmazione 2011, si vanno ulteriormente concretizzando le linee strategiche della nuova direzione volte a rinnovare e focalizzare le ricerche e le interazioni/collaborazioni su materiali, processi e dispositivi per l'energia, la sensoristica e la biomedica con approcci innovativi alla crescita/sintesi, studio e controllo delle proprieta' multifunzionali di materiali di nuova generazione e la realizzazione di dimostratori e dispositivi prototipali che ne validano la praticabilita' in applicazioni tecnologiche.Importanti sono le recenti novita' che si introducono e che impattano sulla programmazione. E' stata costituita la sede a Trento presso la Fondazione Bruno Kessler, motivata sia dal reciproco interesse a collaborare, e relativa convenzione attuativa, sia dal trasferimento dall'IFN della Commessa Nanoscienze gia' operante in quella sede. La programmazione si basa su progetti

consistenti gia' in corso e sulla nuova progettualita' in ambito regionale, nazionale ed europeo.Un secondo elemento e' la costituzione di una sede di lavoro presso il Politecnico di Torino ove gia' opera un nostro ricercatore. La collaborazione, solida e concreta da diversi anni, e' con il Dipartimento Scienza dei Materiali e ora, grazie ad una nuova convenzione, sviluppera' sinergie di spessore su materiali e processi per l'energia e la biomedica che hanno gia' prodotto progetti FIRB "Futuro in Ricerca" e la gestazione di proposte regionali ed europee.Queste novita' e la rivisitazione delle strategie dell'Istituto comportano modifiche delle Commesse e moduli. Gli interventi piu' consistenti riguardano la chiusura delle Commesse SUPERMAT (SP.P02.007) e QDOT (MD.P03.004). Contestualmente sono state create le commesse SP.P02.007 Materiali e Processi per Energia (ENERTECH) e MD.P06.037 Nanoscienze: Crescita di materiali, funzionalizzazioni e dispositivi.ENERTECH e' finalizzata ad una piu' efficace capacita' d'azione sui temi dell'energia mettendo a fattore comune competenze e risorse gia' presenti e creando una progettualita' rinnovata a partire da materiali, processi e metodi originali sviluppati per il fotovoltaico, la refrigerazione magnetica e materiali superconduttori. Le iniziative gia' in corso e le relazioni industriali avviate sono gia' solide e promettenti.La Commessa Nanoscienze vede la partecipazione del gruppo MBE con competenze di prim'ordine nella preparazione, controllo e studio di quantum dots ed il gruppo trentino che ha sviluppato metodi innovativi di crescita da fasci supersonici. La Commessa mette in campo una progettualita' innovativa che dalla capacita' di crescere, funzionalizzare e caratterizzare nanostrutture e prototipare dispositivi si pone obiettivi ambiziosi nella ingegnerizzazione dei nanosistemi multifunzionali grazie alle sinergie di competenze e metodi originali, con visibilita' internazionale, dei due gruppi di provenienza. Le attivita' sono finalizzate all'energia, biosensoristica e fotonicha. Questi interventi sono solo un primo passo nella revisione delle Commesse sulla base dello sviluppo e rifocalizzazione di competenze.IMEM e' gia' impegnato sulla biomedica che rappresenta il terzo asse di valorizzazione delle competenze e sviluppi della ricerca sui materiali con attività di rilievo sviluppate come fattibilità nel corso del 2010. Su questa frontiera IMEM è ora impegnato in tre principali direzioni: sviluppo e studio di nanosistemi e nanostrutture per la terapia di malattie e tumori basate su concetti innovativi di drug-delivery e di terapia fotodinamica accoppiate a capcità di visualizzazione e monitoraggio; sviluppo di materiali e sistemi per la bio-elettronica concepita sia come bio-sensoristuca attiva e passiva sia come sviluppo di materiali e dispositivi per interfaccia con il sistema nuronale/nervoso per la prostetica avanzata.Questi importanti elementi di novità ben si inquadrano nella evoluzione di IMEM che si ispira alla piena valorizzazione di competenze allo stato dell'arte intenrazionale, cresciute in anni di intensa attività scientifica, orientandole e focalizzandole ad applicazioni di impatto con interlocutori tecnologici ed imprese che ne permettano l'ottimazione delle potenzialità di impatto a tutti i livelli. E' questo il contesto dell'afferenza al Dipartimento Sistemi di Produzione che permette un fertile rapporto con aspetti di sviluppo tecnologico e quindi vincola all'"output" le capacità e potenzialità dell'Istituto e dall'altra la forte e qualificata partecipazione al Dipartimento Materiali e Dispositivi al quale si fa riferimento per gli aspetti di sviluppo di ricerche più di base e di competenze. Tutto ciò è stato pienamente riconosciuto dal processo di valutazione che il CNR ha portato a termine lo scorso anno e che ha visto la ottima qualificazione di IMEM nelle valutazioni di tre panel di valutazione: Tecnologico, Fisica e Scienza dei Materiali. Le prospettive che siamo impegnati a realizzare nella nuova fase che si è aperta con la riorganizzazione dell'Ente, a seguito del nuovo Statuto e conseguenti regolamenti, si fondano su questi elementi di analisi e la convinzione che la proiezione delle competenze e capacità di IMEM potranno contribuire efficacmente allo sviluppo delle attività di ricerca scientifica e tecnologica del CNR anche in un contesto di fruttifere relazioni con il sistema delle imprese e della ricerca industriale.

Elementi di autovalutazioneIMEM sta vivendo una fase di forte cambio generazionale che ha visto negli ultimi hanni il pensionamento dei numerosi ricercatori che ne hanno fatto la "storia" e determinato la visibilità e credibilità scientifica. Una nuova generazione di ricercatori è già o stà diventando protagonista con risultati significativi e prospettive di rilievo. Le potenzialità e problematicità di questi passaggi viene

affrontata con entusiasmo e determinazione e prendendo come linee guida due elementi principali: valorizzare competenze e capacità costruite e consolidate in anni di ricerca allo stato dell'arte internazionale nel campo della Scienza dei Materiali ed innovare sulle competenze e sulle potenzialità di impatto individuando nell'energia, nella sensoristica attiva e passiva e nelle applicazioni bio-mediche i settori di riferimento. Il grosso lavoro di crescita di giovani motivati e qualificati trova in un consistente numero di dottorandi ed assegnisti (una quindicina) nuova vitalità, idee e prospettive sia nella sintesi/crescita di materiali ingegnerizzati alle diverse scale di lunghezza, sia nella prototipazione di dispositivi e sistemi elementi strategici per l'Istituto.La consistente elaborazione progettuale sviluppata in occasione delle chiamate europee, dei FIRB "giovani" e sui PRIN, oltre che su programmi di ricerca industriale, anche su scala regionale, sono un elemento che conferma la vitalità con cui IMEM affronta la fase attuale. La situazione presenta però elementi particolarmente critici per quanto riguarda invece la disponibilità di tecnologi e tecnici qualificati le competenze preziose per i laboratori che hanno una impostazione sperimentale "pesante" con sviluppi metodologici e tecnologici importanti, è fortemente messa rischio dagli esodi recenti. IMEM ha perso più di una dozzina di tecnici il cui rimpiazzo è quanto mai importante per garantire la stessa sopravvivenza di alcune attività e servizi. Un altro elemento di criticità è rappresentato dalla difficoltà crescente di acquisire strumentazione di una certa consistenza. E' una diccoltà dovuta alla stessa modalità con cui si acquisiscono le risorse che provengono essenzialmente dal "mercato" della ricerca per "progetti". Le varie agenzie, a partire dai Ministeri non prevedono la possibilità di acquisizione di strumentazione di rilievo, dando per scontato che la strumentazione sia patrimonio già disponibile ed eventualmente in co-finanziamento da parte dell'Istituto per le quote specifiche di utilizzo in ammortamento. E' un problema molto serio che rischia di limitare le pur notoveli competenze rispetto all'impatto che possono produrre e alla competitività internazionale. La limitata capacità di investimento veniva in passato dalla parte di finanziamento di provenienza dei progetti che non richiedeva una rendicontazione ettagliata (il cosiddetto "overhead"). Purtroppo una fetta consistente di tali risorse deve ora essere utilizata per le spese cogenti la cui copertura per circa il 25-30% non è più coperta dal FFO. In estrema sintesi le attività si sono sviluppate con gli studi di crescita/sintesi di materiali multifunzioali di nuova generazione, tra cui:- Nanostrutture su superfici metalliche e ruolo di gradini e difetti sulle proprieta' chimiche e sulle eccitazioni elettroniche (plasmone acustico di superficie) per individuare i siti favorevoli a reazioni chimiche enantio-selettive ed investigare dispositivi basati su eccitazioni plasmoniche, studi ora estesi alle interazioni e funzionalizzazioni di biomolecole su superficie.- Materiali, sistemi e dispositivi magnetici e superconduttori. Sono stati studiati i meccanismi di ordinamento (carica, orbitale, spin) con risultati di rilievo e lo studio di nanostrutture e film con morfologia ottimizzata, confinamento laterale e di sistemi nanocomposti per implementare il concetto innovativo di media perpendicolare L10 FePt per la registrazione ad alta densita'. Il controllo ed ottimizzazione dei materiali apre la prospettiva tecnologica della refrigerazione magnetica a temperatura ambiente, della sensoristica per automobili elettriche ad alta efficienza (Progetti europei ENIAC-JU.), dello sviluppo di materiali superconduttori e composti intermetallici multifunzionali. Si prevedono sviluppi di rilievo nella sintesi di nanosistemi sia di tipo magnetico con opportune funzionalizzazioni per il rilascio di farmaci, sia da nanofili di SiC funzionalizzati con porfirine per la terapia fotodinamica con progetti con interlocutori di rilievo per la ricerca medica.- Le competenze nella crescita e studio di una varieta' di semiconduttori si focalizzano in particolare sul SiC (nanostrutture, processi di (multi)funzionalizzazione) finalizzati ad applicazioni energetiche, bio-mediche, bio-elettroniche e spaziali con il coinvolgimento di imprese ed agenzie (Gavazzi Spazio, ASI, Henesis), attivita' cui si affiancano sviluppi di competenze e metodologie diagnostiche.Gli sviluppi di fisica computazionale sui semiconduttori, stabilita' di nanostrutture e funzionalizzazioni per la comprensione microscopica di interfacce solido/liquido con metodi da principi primi, ha l'obiettivo sinergico e complementare dell'analisi teorica degli stati fondamentali ed eccitati di sistemi complessi di rilievo per il fotovoltaico ed il bio-sensing e le interfacce bio-elettroniche.- Importanti novita' riguardano la sintesi e preparazione di materiali, fondate su capacita' e competenze che hanno gia' consentito ad IMEM di entrare prontamente in aree innovative, quali lo studio della crescita di materiali in microgravita' (in ambito ESA nostri ricercatori hanno ruoli di

coordinamento) e la sintesi di nanostrutture di ossidi, sistemi molecolari e materiali ibridi organici/inorganici ingegnerizzati alle diverse scale di lunghezza. Con il ruolo rilevante di capacita' diagnostiche e di modellazione, cio' ha permesso la messa a punto di nuovi materiali prototipali di grande impatto per studi fondamentali e per applicazioni innovative, promettenti anche per applicazioni testimoniate dai prototipi di dispositivi/dimostratori realizzati, che includono: sensori di gas e per la sicurezza, rivelatori spettroscopici di radiazioni ad alta energia, rivelatori di attivita' fotocatalitica e per il controllo alimentare ed ambientale nonche' del fotovoltaico di nuova generazione. Tali studi verranno estesi alla sensoristica elettrochimica integrando misure di spazio di testa con analisi in soluzione per l'esplorazione di sistemi biomedici.Nuove iniziative, basate sulla riconosciuta tradizione su materiali con proprieta' funzionali controllate e "su misura" complementata dalla prototipazione di dispositivi, sono finalizzate a tecnologie di rilievo industriale. E' stato perfezionato il "Business Plan" per un'impresa spin-off Film4Sun volta allo sviluppo ed industrializzazione di celle solari ad alta efficienza e basso costo, basate sulla tecnica PED per la deposizione di film CIGS (sviluppata e brevettata in IMEM). L'iniziativa, una delle tre selezionate dal CNR, si e' ben classificata al concorso PNI. Il decollo e' previsto in primavera e ha gia' riscontri di rilevo sulla stampa nazionale e va ad aggiungersi ad altre iniziative di ricerca industriale che hanno gia' avuto il necessario sostegno di progetti finanziati e con probabili processi di industrializzazione, quali le attivita' sui rivelatori di raggi X basati su CdZnTe;- il progetto europeo E3CAR (Energy Efficient Electric CAR), vede IMEM insieme a STM e ad imprese operanti nell'elettronica e nell'automotive;- Il progetto FAR per la refrigerazione magnetica in collaborazione con ZANOTTI Srl, e' diventato operativo;- La sensoristica di nuova generazione di gas e VOC ha prodotto nuovi progetti (con RIAL-SKG SpA, VETEC, SOFTEC, Istituto Mario Negri, etc.).- Prosegue la collaborazione con Quantasol (UK) su film sottili per il fotovoltaico che si estendera' a Solar Structure (UK) su sistemi integrati di conversione dell'energia solare.Il termo-fotovoltaico (Accordo CNR-Regione Lombardia) prosegue con successo ed e' stata proposta una fase di trasferimento tecnologico. Sono avviati progetti con ASI e partner industriali, per la sensoristica e per il fotovoltaico (la partnership con X-Group e' particolarmente positiva).Per l'impatto tecnologico/territoriale IMEM e' tra i protagonisti nei laboratori MISTER, PROMINER ed ENVIREN e garantisce il pieno sostegno alla costituzione del TECNOPOLO regionale AMBIMAT per il cui avvio e' fortemente impegnato con risorse umane e cofinanziamento reale.Sviluppi di rilievo confermano la validita' del nostro approccio:- le ricerche nell'ambito del programma della Regione Lombardia "Nuove tecnologie e strumenti per l'efficienza energetica e l'uso di sorgenti rinnovabili" procedono con buoni risultati;- il progetto PED4PV (circa 14 Ml euro ed IMEM e' il maggior referente per la ricerca pubblica), finanziato da "Industria 2015 - PIIEE", realizza processi innovativi di nostra concezione per il fotovoltaico a film sottile e risultati all'altezza delle previsioni. C'e' l'interesse industriale alla realizzazione di un impianto pilota.Le affermazioni ottenute in campi fortemente competitivi sono il frutto di strategie che si intende continuare a perseguire:- coordinamento interno nei progetti con competenze e know-how complementari (dalla modellazione e sintesi alla preparazione e caratterizzazione fino alla prototipazione e qualificazione di dispositivi);- focalizzazione su temi scientifici-tecnologici di rilievo per domande sociali;- interazione con interlocutori industriali dinamici e recettivi.Le attività di ricerca hanno prodotto risultati di rilievo come confermano un numero di nuovo crescente di pubblicazioni su riviste ad alto impatto e gli altri prodotti che includono anche brevetti.Si conferma la validita' delle strategie adottate e della prosecuzione della riorganizzazione sullo stimolo di adeguarsi alle prospettive della comunita' scientifica ed ai bisogni della societa'.

Proposta di interventi organizzativiL'elemento di maggior rilievo da considerare e' che le risorse finanziarie effettivamente disponibili per le attività di ricerca risentono sempre piu', sia in termini assoluti che percentuali, di una

variabilità annuale che in questi ultimi anni si è andata accentuando a causa del venire progressivamente meno delle risorse istituzionali. Attualmente il finanziamento istituzionale (ordinario) è utilizzabile solo per circa meta' delle cosiddette "spese cogenti", delle quali copre oramai solo una parte. Si noti che in termini assoluti il budget annuale 2007 è diminuito di un fattore 3 rispetto a quello del 2006 e nel 2008 si e' verificata una ulteriore diminuzione di circa il 40%: fenomeno ovviamente legato alla chiusura successiva di più progetti ed un contestuale ritardo nella contrattazione di nuovi progetti ed attivita'. Nel piano di gestione per il 2009 si e' verificato un nuovo forte incremento delle risorse disponibili grazie all'avvio di nuovi progetti con aziende (Ventec, QuantaSol,…) ed alla partecipazione a programmi promossi dalla Regione Emilia Romagna, nonche' dall'avvio del Progetto PED4PV nell'ambito di "Industria 2015" e di E3CAR a livello europeo. L'effetto complessivo comportera' un incremento del budget di un fattore 2,7 che si e' sostanzialmente mantenuto agli stessi livelli nel budget 2010.Questa forte variabilità rappresenta ovviamente un fattore di criticita' rispetto alla reale possibilità di implementare e rendere praticabile una programmazione di Istituto soprattutto in assenza di un "volano" adeguato di risorse istituzionali. Diventa, infatti, inevitabile la tendenza alla "caccia" di contratti e finanziamenti che i ricercatori percepiscono come ovviamente necessari per la stessa sopravvivenza delle attività dei gruppi di ricerca e quindi vengono "ricercati" indipendentemente da un giudizio di merito sulla congruenza degli obiettivi e sulla qualità delle attività che dovranno poi essere realizzate. Si tratta ovviamente di una tendenza alla divaricazione e moltiplicazione di attività che difficilmente può trovare elementi di riequilibrio senza l'immissione di risorse mirate.E' di interesse una analisi sulle provenienze delle risorse, da cui si possono comunque enucleare alcuni elementi di analisi utili.Il primo è che la quota di finanziamenti da privati continua ad essere significativa sia in valore assoluto che relativamente alle altre fonti. ed e' andata decisamente crescendo, soprattutto se correlata con le quote di co-finanziamento pubblico in progetti di ricerca industriale, con una crescita dal 14-15% del 2007-2008 al 41% nel 2009. Il 2010 ha visto sostanzialmente una conferma delle stesse percentuali. Tutto questo testimonia una propensione dell'Istituto a promuovere e gestire un'interazione positiva con il tessuto produttivo. Il secondo dato di interesse è quello relativo alla buona capacità di attrarre risorse dai finanziamenti competitivi nazionali anche correlati a progetti internazionali. Per quanto riguarda la quota di finanziamenti UE essa non appare proporzionata alle potenzialità che l'Istituto dovrebbe essere in grado di esprimere, anche tenuto conto del periodo considerato che coincide con la transazione del VI al VII programma quadro. La quota di questi finanziamenti si aggira intorno al 10%. A tale situazione si sta ponendo rimedio con una forte opera di stimolo, che ha portato alla formulazione e sottomissione di 3 o 4 progetti di Network europei e STREP e di un progetto integrato.Un ulteriore elemento di valutazione riguarda la quota di finanziamento da altri enti pubblici ed in particolare dalla regione Emilia Romagna che ha una consistenza significativa e che probabilmente è anche frutto della capacità di IMEM di correlarsi al tessuto produttivo territoriale. E' questo un capitolo che va acquistando rilevanza crescente visto il protagonismo e ruolo istituzionale che le Regioni vanno acquistando nella direzione della programmazione e finanziamento di progetti di sviluppo economico e sociale collegato sia alla conoscenza sia all'innovazione. Si tratta di un aspetto quindi di una certa rilevanza e su cui stiamo operando mettendo in campo una strategia complessiva dell'Istituto, tenuto anche conto dello specifico ruolo che la recente legge delega attribuisce al CNR. In questa direzione vanno tra l'altro le iniziative sul Tecnopolo Ambiente e Materiali (AMBIMAT), che ci vedono protagonisti. In accordo con il DSP abbiamo attivato con successo relazioni e progettualita' verso altre realta' regionali, quali il Programma Lombardia, che e' stato finanziato e sono in corso la definizione ed avvio di nuovi programmi e progetti che prevedono la collaborazione con realta' di ricerca del Trentino, del Piemonte e del Lazio, che si prospettano di un certo peso ed interesse con una focalizzazione su materiali e dispositivi per l'energia, la sensoristica e la biomedica.A questa situazione complessiva, per garantire un coerente sviluppo dell'Istituto ed una sostenibilita' delle iniziative, si sta procedendo alla ridefinizione delle linee strategiche che rappresentano sempre piu' un elemento di pianificazione coerente per la partecipazione a progetti di ricerca e iniziative tecnologico-industriali, nonche' per la gestione delle risorse umane. in questo contesto si inquadrano la modifiche sulla struttura delle Commesse/moduli realizzate con il Pdg 2011 e che

proseguira' nel corso dell'anno portando contestualmente alla valorizzazione dei gruppi di competenza e dei laboratori. Tutto cio' sara' possibile e potra' avere un esito piu' favorevole se parallelamente si potranno avere a disposizione ed utilizzare risorse istituzionali adeguate.Da questo punto di vista, un passaggio di rilievo e' quello delle assunzioni ormai in corso di personale ricercatore che permettera' una effettiva nuova capacita' di sviluppo e programmazione. Dal punto di vista delle risorse finanziarie, sulla base delle assegnazioni FFO previste al momento, non esistono le condizioni di sostenibilita', per la sola parte delle spese cogenti, per garantire la gestione e l'apertura dell'Istituto per l'intero anno. Secondo le previsioni, fatte sulla base dei costi 2010, programmando tutte le possibili economie, gia' in gran parte effettuate negli anni scorsi (chiusura estiva, esclusione dal riscaldamento e condizionamento di ampie aree, riduzione dei tempi di accensione e spegnimento della climatizzazione, ecc.) che hanno portato ad un contenimento dei costi di circa 20.000 euro si potra' garantire l'apertura dell'Istituto solo per i primi 4-5 mesi. Nella situazione attuale, risulterebbe altrettanto difficilmente praticabile e sicuramente dannoso, andare a prelevare ulteriori risorse dai progetti di ricerca. Per il 2009 si e' dovuto gia' procedere ad un prelievo di circa 90.000 euro sui progetti (pari rispettivamente al 9.2% ed al 7.5% del totale delle entrate) mentre per il 2010 ci si e' attestati a circa 75.000. In effetti e' in grande sofferenza anche il parco di attrezzature scientifiche e grandi apparecchiature, che solo in minima parte, vengono rinnovate e mantenute in esercizio grazie agli "over-head" dei progetti, senza contare la prescrizione, che molti dei contratti prevedono, della necessita' di cofinanziamento che risulta non sempre realizzabile con i mesi/uomo del personale disponibile.Per quanto riguarda il personale, e' proseguita con successo la politica attiva di incentivazione all'ingresso, selettivo, di giovani grazie agli ottimi rapporti di collaborazione con i Dipartimenti, non solo dell'Universita' di Parma, ed in particolare della Scuola di Dottorato in Scienze dei Materiali, di cui siamo attivi sostenitori e cofondatori. In questo contesto va segnalata la bella dinamica di proposte per "Futuro in Ricerca", che ha visto anche per il 2010 la partecipazione di IMEM e ben 9 progetti, di cui 2 in qualita' di coordinatore, nonche' 7 PRIN. Si segnala che sul Fondo precedente, IMEM ha visto uno dei suoi progetti finanziato.Anche quest'anno si sono resi necessari lavori di manutenzione straordinaria per garantire la piena agibilita' dei locali (impianti di condizionamento e climatizzazione) e del funzionamento dei laboratori (impianti per la sicurezza e gestione dei servizi comuni) che, seppure parzialmente, sono stati avviati grazie ad un primo finanziamento straordinario.Sulla base di studi ed iniziative gia' avviate dall'Istituto, un intervento di particolare rilievo sara' la gara per la fornitura di energia vincolata alla realizzazione di un impianto fotovoltaico su tutta la superficie utile della sede, che dovrebbe permettere una migliore gestione economica, agibilita' e vivibilita' dell'Istituto. La gara dovrebbe essere pubblicata entro i prossimi mesi sempre che le nuove politiche di incentivazione ne permettano la praticabilità e vantaggiosità economica.Particolarmente problematica e' la situazione del personale tecnico. Negli ultimi 6 anni l'Istituto ha perso per gli effetti dei pensionamenti 14 unita' di personale. Oggi la situazione e' sicuramente in una fase critica sia per le tipologie di attivita' di ricerca (sperimentale "pesante"), sia per il concreto rischio di chiusura di servizi indispensabili (officina, apparecchiature complesse per la crescita, etc.). Si auspica che, con i prossimi piani di assunzione, si possa provvedere in merito ed evitare il verificarsi di un aggravamento, non facilmente rimediabile della situazione con la perdita di ulteriori preziose competenze senza l'opportunita' di un loro trasferimento.

Istituto di scienza e tecnologia dei materiali ceramici

Direttore: Dott ALIDA BELLOSISede principale: Via Granarolo, 64 - 48018 Faenza (RA)Articolazione territoriale:

TORINO

Sito web dell'Istituto: www.istec.cnr.it


MissioneLI̓stituto di Scienza e Tecnologia dei Materiali Ceramici (ISTEC) è l̓unica struttura di ricerca del CNR con programmazione poliennale indirizzata allo studio globale dei materiali ceramici.Le attività di ricerca sono indirizzate all'innovazione di materiali e processi in risposta alle emergenti esigenze del comparto industriale, scientifico e culturale, per i vari settori applicativi. Gli argomenti spaziano dallo studio di base e caratterizzazione di materie prime e di materiali, allo sviluppo ed innovazione di processi di produzione. Scopo degli studi è il controllo di proprietà e prestazioni di dispositivi ceramici tramite il controllo del processo e l̓ingegnerizzazione dei materiali per specifiche applicazioni nei settori dei:• ceramici avanzati (applicazioni strutturali, ingegneristiche, elettriche/elettroniche, energetiche, aerospaziali, difesa, biomedicali) • ceramici tradizionali (piastrelle, laterizi, sanitari, refrattari, smalti e pigmenti) • beni culturali (archeometria, conservazione e restauro)Le competenze acquisite sui processi trovano la loro massima espressione nella produzione di forme prototipali, obbiettivi di progetti di ricerca applicata e sviluppo industriale (a titolo esemplificativo: componenti per l̓aerospazio, celle SOFC, protesi strutturali e bioriassorbibili, attuatori, etc). Il processo di crescita dell̓Istituto, stimolato negli anni dalla partecipazione a progetti nazionali ed internazionali e dal confronto con la comunità scientifica mondiale, ha rafforzato le competenze scientifiche e tecnologiche sulle varie classi dei materiali ceramici e relativi compositi. I risultati acquisiti e documentati sia su conoscenze di “frontiera” che su tecnologie ed applicazioni sono paragonabili con quelli delle Istituzioni più qualificate a livello mondiale.Nel contempo, durante gli anni, usando ogni strumento disponibile, in accordo con le indicazioni e le iniziative dell'Ente, la struttura che ospita l'Istituto è stata ampliata. I laboratori sono stati dotati di impianti di processo e strumentazione analitica, sono state intensificati gli sforzi per promuovere alta formazione e capacità di ricerca dei giovani, offrendo loro contratti temporanei e stages all̓estero. La disponibilità di giovani ricercatori precari ha sostenuto per anni le attività di laboratorio.Questo percorso di crescita interna è stato accompagnato da iniziative promosse da ISTEC per creare una̓ggregazione territoriale di istituzioni dedicate a ricerca, trasferimento tecnologico, formazione e cultura ceramica, che attuasse una interazione continua tra i soggetti delle esistenti aree produttive locali e facesse confluire nuove infrastrutture in un luogo fisico e ad elevata contiguità. Le azioni, condivise e supportate da diverse amministrazioni interessate, hanno quindi fatto crescere in loco, nei pressi della sede dell̓ISTEC: 1) strutture dedicate a:- ricerca e sviluppo in settori affini: i Laboratori di Ricerca dell̓Enea,- trasferimento di tecnologie ed erogazione di servizi - analisi e certificazione per le imprese 2) sostegno alla costituzione di impresa3) collaborazione e sostegno all̓istruzione, a tutti i livelli, compresa quella Universitaria e alta formazione. 4) ainiziative di integrazione tra i vari soggetti nel territorio, nell'ottica di un "Parco delle Arti e delle Scienze Evangelista Torricelli - Faventia" che offre la disponibilità di incubatori per aziende e laboratori pubblico-privati e/o dedicati a specifici progetti di rilievo supportati da iniziative regionali. 5)A livello nazionale, ISTEC da sempre partecipa a programmi promossi dai Ministeri o dall̓Ente e progetti finalizzati, hacollaborazioni continuative con Entie Università.6) collaborazioni internazionali: partecipazione a progetti Europei, programmi interministeriali, contratti di ricerca, programmi bilaterali, collaborazioni dirette.


Commesse

• Tecnologie e materiali ceramici per applicazioni energetiche• Materiali e dispositivi per applicazioni elettromeccaniche• Bioceramici e compositi bio-ibridi intelligenti per la rigenerazione e l'ingenerizzazione dei

tessuti muscolo scheletrici• Ceramica, mosaico e intonaci in archeologia e in complessi architettonici• Ceramica, mosaico e intonaci in archeologia e in complessi architettonici• Sviluppo di materiali ceramici tradizionali e sistemi ceramici innovativi per produzioni di

materiali da costruzione• Formazione - Trasferimento Tecnologico• Produzione, lavorazione e caratterizzazione di ceramici e compositi strutturali a

progettazione funzionale• Ricerca e sviluppo di materiali e sistemi ceramici innovativi per edilizia, usi domestici e

industriali• Lavorazione, funzionalizzazione e caratterizzazione di materiali ceramici e compositi per

applicazioni antiusura e biomedicali• Processi e materiali per applicazioni elettromeccaniche• Sistemi integrati di produzione, robot e componenti high tech - Processi e materiali per

applicazioni elettromeccaniche

Moduli

• modulo gestionale-CdS073-ET• Tecnologie e materiali ceramici per applicazioni energetiche• Dispositivi per la sicurezza• modulo gestionale-CdS073-ME• Processi di bio-mineralizzazione e sviluppo di compositi bio-ibridi nanostrutturati e

funzionalizzati per una rapida risposta alle specifiche richieste in sito rigenerativo riparativo.• Processi biomorfici e sviluppo di ceramici biomimetici con alte perfomance bio-meccaniche

per la realizzazione di sostituti biointegrabili• Sperimentazione preclinica e clinica in ortopedia • Sperimentazione preclinica e clinica nella chirurgia spinale ed articolare• modulo gestionale-CdS073-PC• Ceramica in contesti archeologici e in manufatti monumentali• Indagini archeometriche, diagnostica e tecnologie per la conservazione• modulo gestionale-CdS073-SP• Sviluppo materiali e sistemi ceramici per edilizia, usi domestici e industriali• Iniziative di supporto alla formazione-Trasferimento Tecnologico• Ceramici e compositi ultrarefrattari (UHTC) per applicazioni spaziali e strutturali• Produzione e caratterizzazione di materiali ceramici compositi funzionali elettroconduttivi e

ad alta lavorabilità.• Materiali ceramici trasparenti per applicazioni ottiche ed elettromagnetiche• Produzione e caratterizzazione di geopolimeri e ceramici biostrutturali• Ricerca e sviluppo di materiali e sistemi ceramici innovativi per edilizia, usi domestici e

industriali

• Lavorazione, funzionalizzazione e caratterizzazione di materiali ceramici e compositi per applicazioni antiusura e biomedicali

• Processi e materiali per applicazioni elettromeccaniche• Processi e caratterizzazione di sistemi a grande interfase• Processi e materiali per applicazioni elettromeccaniche• Sintesi di materiali piezoelettrici e realizzazione di target per uso sputtering RF

RSTL

• Innovazione e Servizi per il settore Ceramico• Studio delle proprietà reologiche e colloidali di sistemi dispersi ceramici finalizzato

all'ottimizzazione dei processi e dei prodotti ceramici

Attività Commesse

Tecnologie e materiali ceramici per applicazioni energetiche

Progetto: Nanotecnologie e metallurgia fisica per la componentistica nell'energetica e nei trasporti

Dipartimento: Energia e TrasportiResponsabile: SANSON ALESSANDRA

Risultati conseguiti I risultati conseguiti soddisfano quanto indicato nelle previsioni e possono essere riassunti nei punti seguenti:-substrati multlayer (metallo-diffusion barrier layer- anodo) per applicazioni SOFC di terza generazione a conduzione protonica-Semicelle anodo supportate 5x5 cm a conduzione anodica (Ce0.8Gd0.2O2-d) e protonica-Prototipi di catodi supportanti ad alta area (10x10 cm) di LSCF e LSM per applicazioni in celle a combustibile e elettrolizzatori-Primi prototipi 5x5m di elettrolizzatori ad alta temperatura -Manufatti per accumulo termico tramite gel casting-carrier catalitici porosi per applicazioni catalitiche tramite gel-casting- polveri nanometriche (Ce(1-x)GdxO2, Ni) ad alta efficienza catalitica tramite metodo dei polioli anche MW assisted-ottimizzazione di paste serigrafiche per deposizione di anodi (NI-GDC, Ni-BCZY) e catodi funzionali (LSCF, LSCF-GDC) per applicazioni SOFC-prototipi di palette di turbina in materiale composito.- prototipi di celle solari organiche di dimensioni 5x5 cm con coloranti naturali e sintetici: comprensione del legame processo performance dello strato semiconduttore di titania-deposizione di strati serigrafici attivi di polveri nanometriche per applicazioni sensoristiche


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2010 0 8 0 1 0 0 0 0 2 0

Principali collaborazioniLa commessa collabora con enti di ricerca e Università italiane nell'ambito di due progetti nazionali

per lo sviluppo di SOFC: Progetto FISR "Celle a combustibile ad elettroliti polimerici e ceramici: dimostrazione di sistemi e sviluppo di nuovi materiali" e Progetto MiSE "Celle a combustibile per applicazioni stazionarie cogenerative". sulle stesse tematiche lavora da quest'anno all'interno dell'unità CNR del progetto europeo IdealCEll per la produzione di strati elettrodici ad alta efficienza tramite serigrafia. Ha inoltre avviato collaborazioni con Università italiane e estere e con altre commesse CNR sulla produzione per via chimica di polveri nanometriche ad alta efficienza catalitica e manufatti per applicazioni energetiche (SOFC, fotocatalisi, combustione, etc.). Collabora inoltre con partner privati in diversi campi delle energie alternative, della sensoristica e dell'accumulo. Ha recentemente partecipato ad un bando IPA della commissione europea per la collaborazione tra i paesi del mediterraneo con un'unità serba e l'università dell'aquila per la produzione di sistemi catalitici per depurazione acque. Il progetto è al momento in fase di contrattazione.




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Principali risorse strumentali utilizzateProcessi: banco di colaggio su nastro, screen printer, forno di sintesi a microonde, pressa uniassiale 15 tons, forni per sinterizzazione in aria e atmosfera inerte fino a 1700°C. Forno tubolare con preriscaldamento per trattamenti in H2/Ar fino a 1500°C.Caratterizzazioni: misure di potenziale zeta (AcoustoSizer™ IIS, Colloidal Dynamics, USA); Distribuzione granulometrica (SediGraph 6.0 – Micromeritics); Porosimetro ad intrusione di Hg (ThermoFinnigan 440); Termodilatometro TDA (Netzsch 402); Superficie specifica BET (Micromeritics FlowSorb); Caratterizzazione reologica di sospensioni e paste: Rotational Rheometer (RV20 Haake) e Controlled Stress Rheometer (CVOR 120 Bohlin Instruments); SEM (Cambridge Leica Stereoscan 360) con microsonda e dispersione di energia (EDX Link); Difrattometri RX (Siemens D800, Rigaku Miniflex e Geigerflex, Philips); TG-DTA (Netzsch).

Materiali e dispositivi per applicazioni elettromeccaniche

Progetto: SicurezzaDipartimento: ICT

Responsabile: GALASSI CARMEN



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Bioceramici e compositi bio-ibridi intelligenti per la rigenerazione e l'ingenerizzazione dei tessuti muscolo scheletrici

Progetto: Innovazione-integrazione tecnologica in medicinaDipartimento: MedicinaResponsabile: TAMPIERI ANNA

Risultati conseguiti Sono stati realizzati compositi bioibridi biomimetici mediante nucleazione di apatiti multisostituite su fibre autoassemblanti di collageno, di cellulosa e di alginato. E' stata realizzata la bioattivazione di ceramici strutturali porosi replicanti la struttura gerarchica del legno, mediante elettrodeposizione di collagene ed infiltrazione di materiale composito bioibrido.

Sono state realizzate membrane collageniche per test di rigenerazione di tessuto miocardico infartuato. Sono stati realizzati prototipi di sostituti tendinei. Sono stati realizzati prototipi di bioprotesi osteocondrale a gradiente di mineralizzazione con funzioni strutturali. Sono stati realizzati prototipi a base di apatiti rinforzate con silicati o titania (scaffolds densi e porosi) e testati in vitro con risultati soddisfacenti.Sono stati realizzati scaffolds a base di gelatina mineralizzata caratterizzati da porosità principale lamellare unidirezionale.E'stata sperimentata e valutata l'efficacia di additivi della fase collagenica nel migliorare le proprietà elastiche e/o la resistenza enzimatica (PEG, nanofibre di cellulosa e reticolanti: BDDGE e genipina). Sono stati realizzati prototipi, (piccole o grandi serie a seconda del processo) di nano-microcarriers apatitiche, scaffolds ceramici compositi e bioibridi con proprietà magnetiche, anche a gradiente di mineralizzazione e/o magneticità. Sono stati ottenuti i primi risultati, promettenti, dei test in vitro e in vivo dei materiali selezionati.Apatiti biomimetiche con sostituzioni ioniche multiple (CO3, Mg, SiO4, Sr, F…) in quantità adeguate per la stimolazione dei processi rigenerativi. Apatiti drogate con ioni magnetici (Fe2+, Fe3+, Mn,…) in grado di esibire differenti gradi di magnetizzazione per la realizzazione di scaffold ossei in grado di attivare processi rigenerativi mediante richiamo di specifiche molecole biologicamente attive.Apatiti rinforzate mediante addizione di silicati di calcio bioattivi e titania. Sintesi di differenti polimorfi di fasi calcio-silicatiche a partire da specifici precursori, composti da miscele di ossidi, e sinterizzazione in condizioni controllate per ottenere specifiche composizioni. Sintesi mediante processi sol-gel e processo Pechini. Compositi HA-silicato e HA-titanato, caratterizzati da composizione in fasi controllata, microstruttura omogenea e superiori proprietà meccaniche.Ceramici ad elevata porosità per sostituzione e rigenerazione di tessuto osseo mediante differenti tecniche: impregnazione di supporti cellulosici, foaming di sospensioni ceramiche, freeze casting, leaching. Scaffold porosi in HA e compositi HA / silicati e HA / titania mediante tecniche di foaming, per impianto in vivo su animale di media taglia in siti load-bearing.Scaffold ossei in idrossiapatite biomorfica ad elevata porosità e struttura gerarchicamente organizzata derivate da trasformazione di strutture lignee mediante processi termo-chimici multi step, destinate alla riparazione e rigenerazione ossea, e/o per il trasporto-rilascio di molecole biologicamente attive. Messa a punto e ottimizzazione di un ciclo di trasformazione multi-step, applicato a differenti strutture lignee di partenza (pino, rattan, quercia rossa, mogano), con controllo delle reazioni su scala sub-micrometrica per la preservazione della microstruttura originale del legno nativo, per ottenere materiali finali in grado di simulare i tessuti ossei spongioso e corticale. Sviluppo di tecniche innovative di sintesi mediante applicazione di specifici trattamenti termici per l'ottenimento di specifiche fasi o miscele di fasi: quenching, hot pressing a differenti velocità di salita, sintering in atmosfera inerte.Cementi ossei biomimetici ad alta porosità e riassorbibili load-bearing a base di alfa-TCP drogato con ioni rilevanti per la rigenerazione di osso danneggiato da osteoporosi e polimeri naturali e bioerodibili: ottenimento di paste ceramiche e ceramico-polimeriche biomimetiche in grado di indurire in condizioni fisiologiche in tempi dell'ordine di 15-20 minuti e comunque modulabili, con formazione di una porosità interconnessa progressivamente crescente mediante progressiva bioerosione della componente polimerica.Studi per lo sviluppo di idrogel iniettabili e nanocarrier per il rilascio controllato di ioni, farmaci e molecole biologicamente attive in sistemi fisiologici.Studi di bioattivazione superficiale di ceramici.Infiltrazione di strutture porose ceramiche con polimeri biocompatibili, quali gelatina.Ottenimento di cinetiche di rilascio da apatiti plurisostituite di ioni fisiologicamente utili o aventi efficacia terapeutica, in condizioni fisiologiche simulate.


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Principali collaborazioniParco Scientifico Biomedico S. Raffaele Roma-Laboratorio Cardiologia Molecolare; Hospital of Special Surgery of New York - Research Division, IMCB-CNR Napoli, INN/INFM-CNR Lecce,ISMN-CNR Bologna; Università di Ferrara – Fac. Ingegneria, Clinica Odontoiatrica;Univ. Santiago de Compostela, Univ. Dresda.- UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI ROMA - LA SAPIENZA - DIPARTIMENTO DI CHIMICARealizzazione e caratterizzazione di compositi bio-ibridi a base di apatite e polipirrolo.- UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI PARMAAnalisi in vitro su materiali ceramici e compositi sotto forma di granulati e porosi. Analisi di cito tossicità, adesione e proliferazione cellulare.Modellazione matematica di strutture 3D riproducenti la morfologia di organi umani. Test in vivo.- UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI TORINO DIPARTIMENTO DI CHIMICA IFMAnalisi di superficie in microscopia elettronica in trasmissione, spettroscopia infrarossa con molecole sonda e calorimetria di apatiti biomimetiche. - LABORATOIRE D'EVALUATION DES MATERIELS IMPLANTABLESCollaborazione nell'ambito dei progetti europei TEMPLANT e OPHIS.Caratterizzazione in vitro di sostituti ossei e osteocondrali e di scaffold per la rigenerazione di tessuti molli: apatiti biomimetiche, scaffold ceramici e compositi, compositi bio-ibridi per la rigenerazione ossea e osteocondrale, scaffold ligamentosi e membrane collageniche.- CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (CNRS)Studio e caratterizzazione di apatiti biomimetiche. - FIN-CERAMICA FAENZA S.P.A.Partner industriale in progetti nazionali ed europei. Caratterizzazione di materiali prodotti/forniti da Fin-ceramica; sviluppo e caratterizzazione di nuovi materiali.- UNIVERSITA' CATTOLICA SACRO CUORE - CLINICA ORTOPEDICAPartner nel progetto europeo OPHIS. Test in vivo di materiali bioattivi tal quali ed attivati da fattori genici. Studi in laboratorio di tossicità sistemica e locale, osteoconduttività ed efficacia come sistema di rilascio molecolare da parte del materiale in oggetto mediante tecniche radiografiche, microscopiche, istochimiche, istomorfometriche e sierologiche.- ISTITUTI ORTOPEDICI RIZZOLICollaborazione nell'ambito dei progetti europei TEMPLANT, OPHIS e MAGISTER.Test in vivo preliminari di scaffold ossei e osteo-cartilaginei ceramici e compositi su animali.- UNIVERSITA' DI BOLOGNASviluppo di tecniche analitiche di caratterizzazione e di rilascio farmacologico da sistemi a base di apatite. TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVENCollaborazione nell'ambito del Progetto TEMPLANT.Studio "time-resolved" di fenomeni di mineralizzazione mediante cryo-TEM- - CENTRO RICERCA "E. MENNI" FONDAZIONE POLIAMBULANZA ISTITUTO OSPEDALIEROTest di coltura cellulare su compositi apatite-gelatina. - FRIEDRICH-ALEXANDER-UNIVERSITEIT ERLANGEN-NUERNBERGPartner nel progetto europeo TEM-PLANT. Scaffold biomorfici in idrossiapatite. Ricoprimenti bioattivi di scaffold bioinerti, caratterizzazioni chimico fisiche meccaniche. LULEA TEKNISKA UNIVERSITETPartner nel progetto europeo TEM-PLANT. Sviluppo di scaffold ligamentosi a base di polimeri naturali.TECHNISCHE UNIVERSITAT DRESDEN

Partner nel progetto europeo OPHIS. Sviluppo di biomateriali a base di alginato e scaffold per la rigenerazione ossea e osteocondrale.UNIVERSITY OF BRIGHTONPartner nei progetti OPHIS e MAGISTER. Sviluppo di dendrimeri e molecole per la bio-funzionalizzazione superficiale di scaffold polimerici per rigenerazione ossea e osteocondrale.FRIEDRICH-SCHILLER-UNIVERSITAT JENAPartner nel progetto OPHIS. Sviluppo di biomateriali e scaffold a base di cellulosa di origine batterica.UNIVERSITATSSPITAL BASELPartner in progetti europei. Sviluppo di bioreattori per modelli dinamici di test in vitro.UNIVERSIDAD DE SEVILLAPartner nelprogetto europeo TEM-PLANT. Sviluppo di scaffold ossei biomorfici in SiC, caratterizzazioni meccaniche e microstrutturaliUNIVERSITÄT FÜR BODENKULTUR WIEN-Kompetenzzentrum Holz GmbHCompetenze in scienze naturali, in particolare del mondo vegetale. Consulenza per la selezione di specie vegetali native con specifiche caratteristiche di porosità e struttura.UNIVERSITY OF GENOVAPartner in progetti nazionali ed europei. Test in vitro e determinazione dell'attività cellulare su scaffold ceramici e ceramico-polimerici.AVANTICELL SCIENCE LTDPartner del progetto europeo MAGISTER. Studi di proteomica.




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Principali risorse strumentali utilizzate- Strumentazione (dispositivi, apparecchiature o impianti utilizzati per lo svolgimento delle attività)attrezzatura per sintesi ad umido, pHmetro, miscelatori, centrifuga, liofilizzatore, frigorifero, spray drier.- Tecniche d'indagine (metodologie per la comprensione di fenomeni o strutture attraverso l'impiego combinato di competenze e strumentazione)spettroscopia al plasma induttivamente accoppiato (ICP), microscopia elettronica a scansione e spettroscopia a dispersione di energia (SEM-EDS), spettroscopia infrarossa (FTIR), spettroscopia ultravioletto-visibile (UV-VIS), analisi termica (TG-DSC), cromatografia scambio ionico, diffrattometria ai raggi X, porosimetria a Hg, analizzatore di superficie specifica, suscettometro per

misure di magnetizzazione a bassi campi, spettroscopia elettroacustica, analisi meccaniche (compressione, flessione, modulo elastico, tenacità, durezza, usura, impatto).

Tecnologie di formatura e sinterizzazione per la realizzazione di sistemi a nano-ultramacro porosità controllata, gerarchicamente organizzata, isotropa e/o anisotropa (impregnazione spugne, colaggio, uso matrici/porizzanti sacrificali e non, tecnologie di trasformazione chimico-fisica). Tecnologie di sinterizzazione rapida. Tecnologie per sintesi e processi in condizioni idrotermali o a secco sotto pressione di gas per la trasformazione di sostanze lignee in scaffold biomorfici.

Ceramica, mosaico e intonaci in archeologia e in complessi architettonici

Progetto: Diagnosi, intervento e conservazione del patrimonio culturaleDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: FABBRI BRUNO

Risultati conseguiti Si sono sviluppati alcuni materiali innovativi a base geopolimerica, di potenziale impiego nel settore del restauro e della conservazione; si sono ampliate le conoscenze sulle ceramiche ingobbiate ed è stata creata una prima bozza di mappa indicativa delle aree di approvvigionamento delle materie prime per gli ingobbi; sono state conseguite le prime indicazioni sulla tecnologia di lavorazione delle stufe trentine dal XVI al XIX secolo. Si sono prodotte diverse pubblicazioni scientifiche per ciascuno dei vari temi di attività; è stato organizzato e realizzato il convegno annuale denominato 14.a Giornata di Archeometria della Ceramica; sono stati pubblicati gli atti relativi alla 12.a Giornata di Archeometria della Ceramica. E' stato organizzato e realizzato un workshop internazionale "Mosaic: Archaeometry, technology and conservation"E' stato realizzato il corso di aggiornamento professionale per restauratori e conservation scientists operanti presso strutture della Direzione Generale dei Musei e delle Antichità Siriana (DGAM).Sono state ottenute le formulazione di alcune malte da restauro a base di calce idraulica naturale, specifiche per ben distinti contesti conservativi. Sono state sviluppate tecniche e materiali per la ricollocazione di mosaici su supporto mobile. Lo studio dei vetri musivi del periodo compreso tra il I e il VII sec. d.C. ha permesso un sensibile allargamento della banca dati relativa alle caratteristiche tessiturali e composizionali.


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Principali collaborazioniLa collaborazione con Dip. Beni Culturali e Spettacolo dell'Univ. di Parma e Dip. Ingegneria dei Materiali e Ambiente dell'Univ. di Modena e Reggio Emilia si esplica nella ricostruzione delle tecnologie di produzione del vetro musivo antico. Con la Facoltà di Conservazione dei Beni Culturali dell'Univ. di Bologna, la Facoltà di Lettere dell'Univ. di Foggia, le Soprintendenze Archeologiche della Toscana e della Puglia si sta svolgendo un'attività di archeometria avente l'obbiettivo di definire la tecnologia di lavorazione e di definire eventuali interventi di conservazione di mosaici pavimentali e strutture murarie.La collaborazione con l'Associazione Palatina-Istanbul (Roma e Istanbul) riguarda la costituzione di un Parco storico-urbano a Sulthanhamet, Istanbul. Lo studio di mosaici parietali, la conservazione musiva e la formazione sono i temi della collaborazione con la Soprintendenza per i Beni Architettonici e per il Paesaggio di Ravenna, mentre

lo sviluppo di malte da restauro è il tema di collaborazione con l'Università di Brescia (Facoltà di Ingegneria). La caratterizzazione e lo studio del degrado dei mosaici parietali della Dome of the Rock di Gerusalemme è il tema specifico su cui si opera insieme all'Istituto Veneto Beni Culturali.Con l'Università di Alba Julia (Romania) e la Soprintendenza Archeologica del Friuli Venezia Giulia (Trieste) si opera per lo studio della ceramica neolitica, e delle sue alterazioni, in siti friulani.Con il Dip. Ingegneria dei Materiali e dell'Ambiente dell'Univ. di Modena e Reggio Emilia si collabora nello studio dei geopolimeri, soprattutto in riferimento alle loro proprietà, mentre con il Museo Internazionale delle Ceramiche di Faenza si continua una pluriennale attività di studio della maiolica.




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Ceramica, mosaico e intonaci in archeologia e in complessi architettonici

Progetto: Diagnosi, intervento e conservazione del patrimonio culturaleDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: FABBRI BRUNO

Risultati conseguiti Si sono sviluppati alcuni materiali innovativi a base geopolimerica, di potenziale impiego nel settore del restauro e della conservazione; si sono ampliate le conoscenze sulle ceramiche ingobbiate ed è stata creata una prima bozza di mappa indicativa delle aree di approvvigionamento delle materie prime per gli ingobbi; sono state conseguite le prime indicazioni sulla tecnologia di lavorazione delle stufe trentine dal XVI al XIX secolo. Si sono prodotte diverse pubblicazioni scientifiche per ciascuno dei vari temi di attività; è stato organizzato e realizzato il convegno annuale denominato 14.a Giornata di Archeometria della Ceramica; sono stati pubblicati gli atti relativi alla 12.a Giornata di Archeometria della Ceramica. E' stato organizzato e realizzato la seconda edizione del workshop internazionale "Mosaic: Archaeometry, technology and conservation"

E' stato realizzato e portato a conclusione il corso di aggiornamento professionale per restauratori e conservation scientists operanti presso strutture della Direzione Generale dei Musei e delle Antichità Siriana (DGAM).Sono state ottenute le formulazione di alcune malte da restauro a base di calce idraulica naturale, specifiche per ben distinti contesti conservativi. Sono state sviluppate tecniche e materiali per la ricollocazione di mosaici su supporto mobile. Lo studio dei vetri musivi del periodo compreso tra il I e il VII sec. d.C. ha permesso un sensibile allargamento della banca dati relativa alle caratteristiche tessiturali e composizionali.


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2010 0 1 0 3 1 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniLa collaborazione con Dip. Beni Culturali e Spettacolo dell'Univ. di Parma e Dip. Ingegneria dei Materiali e Ambiente dell'Univ. di Modena e Reggio Emilia si esplica nella ricostruzione delle tecnologie di produzione del vetro musivo antico. Con la Facoltà di Conservazione dei Beni Culturali dell'Univ. di Bologna, la Facoltà di Lettere dell'Univ. di Foggia, le Soprintendenze Archeologiche della Toscana e della Puglia si sta svolgendo un'attività di archeometria avente l'obbiettivo di definire la tecnologia di lavorazione e di definire eventuali interventi di conservazione di mosaici pavimentali e strutture murarie.La collaborazione con l'Associazione Palatina-Istanbul (Roma e Istanbul) riguarda la costituzione di un Parco storico-urbano a Sulthanhamet, Istanbul. Lo studio di mosaici parietali, la conservazione musiva e la formazione sono i temi della collaborazione con la Soprintendenza per i Beni Architettonici e per il Paesaggio di Ravenna, mentre lo sviluppo di malte da restauro è il tema di collaborazione con l'Università di Brescia (Facoltà di Ingegneria). La caratterizzazione e lo studio del degrado dei mosaici parietali della Dome of the Rock di Gerusalemme è il tema specifico su cui si opera insieme all'Istituto Veneto Beni Culturali.Con l'Università di Alba Julia (Romania) e la Soprintendenza Archeologica del Friuli Venezia Giulia (Trieste) si opera per lo studio della ceramica neolitica, e delle sue alterazioni, in siti friulani.Con il Dip. Ingegneria dei Materiali e dell'Ambiente dell'Univ. di Modena e Reggio Emilia si collabora nello studio dei geopolimeri, soprattutto in riferimento alle loro proprietà, mentre con il Museo Internazionale delle Ceramiche di Faenza si continua una pluriennale attività di studio della maiolica. Con Beat Al Khebrah, Damasco (Siria), è in corso una collaborazione volta alla progettazione e realizzazione di un corso di formazione per restauratori e conservation scientists operanti in varie strutture siriane della Direzione Generale dei Musei e delle Antichità (DGAM).




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Principali risorse strumentali utilizzate- Microscopi ottici per analisi microstrutturali su sezioni lucide o su sezioni sottili, di ceramiche, malte, vetri, tessere musive lapidee.- Diffrattometro a raggi-X e Spettrometro di fluorescenza a raggi-X (XRF), per la determinazione della composizione delle fasi cristalline e della composizione chimica principale dei materiali studiati; - Microscopio elettronico con microanalisi a dispersione di energia, per osservazioni microstrutturali e analisi chimica di rivestimenti ceramici e vetri;- Apparecchiatura per analisi termiche, per rilevare il comportamento dei materiali durante un ciclo di riscaldamento;-Porosimetro ad intrusione di mercurio, per la determinazione della porosità totale aperta e della distribuzione dimensionale dei pori; -Spettrofotometro di emissione al plasma, alternativo a XRF in caso di scarsa quantità di campione; -Colorimetro portatile, per misure di colore e valutazione della sua stabilità;-Strumenti vari di lavorazione e foggiatura degli impasti ceramici, e forni con camera di diverse dimensioni per la cottura di manufatti; -Cromatografia ionica, per la determinazione dei sali solubili; -Strumentazione per prove di resistenza allo strappo delle malte.

Sviluppo di materiali ceramici tradizionali e sistemi ceramici innovativi per produzioni di materiali da costruzione

Progetto: Processi , Sistemi di produzione industriali, Prodotti High tech e materiali avanzati

Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: DONDI MICHELE



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Formazione - Trasferimento Tecnologico


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: DE PORTU GOFFREDO

Risultati conseguiti Direzione G.DE PORTU fino al 15.7.-Direzione A. Bellosi dal 16.7.2010Nell'ambito di Emerging Companies, convegno organizzato dal CNR per far conoscere e mettere a sistema le imprese spin off già esistenti o in via di definizione, CNR ISTEC ha presentato 3 idee di impresa: "Ceramici Strutturali per nuove soluzioni protesiche", "Ceramici trasparenti per applicazioni laser" e "Geopolimeri: ceramici a sviluppo sostenibile".È stato presentato in data 26/05/2010, in collaborazione con ENEA un progetto sul Bando RIDITT - Progetti di trasferimento tecnologico e creazione di impresa hi-tech: Sistema Integrato per la Gestione del Trasferimento Tecnologico nel settore dei Materiali Avanzati (SIGMA). Ad oggi non è ancora pervenuta comunicazione sull'esito del bando.CNR ISTEC ha anche partecipato alla sesta edizione di M'illumino di meno: la Giornata del Risparmio Energetico. A Faenza sono state presentate le attività dell'Istituto per la produzione di energia pulita, in particolare le ricerche su celle a combustibile ad ossido solido (SOFCs), celle fotovoltaiche di terza generazione (DSSC) e ceramiche piezoelettriche. Confartigianato e CNA Ravenna hanno organizzato il 13/09/2010, nell'ambito della XIII Fiera Biennale dell'agricoltura, artigianato e industria, una serata sul tema dell'innovazione durante la quale alcuni ricercatori di ISTEC CNR hanno presentato cinque dimostrazioni scientifiche: Andrea Ruffini "Dal legno all'osso", Teresa D'Alessandro "L'osso magnetico per il futuro", Marina Serantoni e Alessandra Sanson "La fotosintesi clorofilliana artificiale: celle solari di nuova generazione", Anna Costa "Tessuti che si puliscono da soli se esposti al sole?", Carmen Galassi "Salta che ti illumini _ I materiali piezoelettrici: come ricavare energia elettrica dal movimento".ISTEC CNR ha contribuito ad organizzare l'edizione faentina dell'evento Notte dei Ricercatori 2010, progetto finanziato dalla Commissione Europea e coordinato localmente dal Comune di Faenza. ISTEC ha partecipato alla fase organizzativa dell'evento ed alla sua implementazione proponendo inoltre 8 dimostrazioni scientifiche che si sono svolte nei propri laboratori: E' stato stipulato un contratto tra ISTEC CNR e Rimini Fiera per l'organizzazione, nell'ambito della

manifestazione TECNARGILLA edizione 2010, di un evento di trasferimento tecnologico denominato Ceramic TTD e di un convegno scientifico denominato KERMAT. Ceramic TTD, evento internazionale di brokeraggio tecnologico, all'interno della più importante fiera mondiale del settore, Tecnargilla., è giunto così alla sesta edizione raccogliendo 18 offerte di tecnologia e promuovendo una trentina di incontro one-to-one tra proponenti e imprese interessate. Il simposio Internazionale Kermat 2010, LE NUOVE FRONTIERE DEI MATERIALI CERAMICI, si è svolto il 29 settembre 2010. Sono state presentate due proposte allo Start Cup CNR-Il Sole 24 Ore, iniziativa promossa dal Consiglio Nazionale delle Ricerche e da Rete Ventures S.c.ar.l., in collaborazione con Il Sole 24 Ore, per favorire la nascita e l'avvio di imprese ad alto contenuto tecnologico ed il loro consolidamento sul mercato, che ha visto la partecipazione di più di sessanta proposte. Le proposte ISTEC sui: 1)"Tessuti Ceramizzati", presentato dalla Dr. Anna Luisa Costa e 2) sui "Materiali ceramici trasparenti per un'illuminazione a basso consumo", presentato dalla Dr. Laura Esposito si sono classificati rispettivamente al primo e secondo posto per l'area geografica del Nord. La premiazione ufficiale ha avuto luogo il 4 novembre 2010, a Genova, nel corso dell'ottava edizione del Festival della Scienza. Tali proposte partecipano inoltre all'iniziativa nazionale PNICUBE 2010, che si svolgerà a Palermo 3 dicembre 2010.È stata selezionata una candidatura dell'ISTEC nell'ambito del Festival dei Giovani Talenti TNT-Roma,17-21/11/2010.Si è concluso con buoni risultati il contratto attivo stipulato con l'Agenzia Polo Ceramico dal titolo: Sviluppo di strumenti a supporto dell'innovazione tecnologica nella PMI e la costituzione di nuove imprese high-tech. Il progetto ha previsto l'implementazione di un'attività sistematica di raccolta delle informazioni sulle competenze ed eccellenze disponibili, nonché sulle necessità del settore ceramico, evidenziando la necessità di integrazione dei flussi informativi per un'efficace divulgazione e trasferimento delle informazioni tra imprese, organizzazioni di settore, centri di eccellenza e centri per l'innovazione.ISTEC partecipa ai lavori della Conferenza Economica Provinciale della Provincia di Ravenna che si terrà il 13 dicembre 2010, sedendo al TAVOLO 5 dedicato a ECONOMIA DELLA CONOSCENZA, TECNOPOLI, INTERNAZIONALIZZAZIONE. Sono state avviate le azioni per l'implementazione di un sistema di gestione destinato al conseguimento dell'Accreditamento delle strutture di Ricerca industriale e Trasferimento Tecnologico della regione Emilia Romagna


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniISTEC ha reso ancor più stabili i rapporti con:• Confindustria Ceramica - Viale Monte Santo, 40 - 41049 Sassuolo (MO): rapporti in seno alla PTIC, collaborazioni diverse;• ANDIL Assolaterizi - Via Alessandro Torlonia, 15 - 00161 Roma: rapporti in seno alla PTIC, collaborazioni diverse;• Federchimica Ceramicolor – Via Giovanni da Procida, 11- 20149 Milano: rapporti in seno alla PTIC, collaborazioni diverse;• ACIMAC - Villa Marchetti Via Fossa Buracchione, 84 41100 Baggiovara (MO): rapporti in seno alla PTIC, collaborazioni diverse, in particolare organizzazione di eventi di trasferimento tecnologico;• Rimini Fiera S.p.A.- Via Emilia, 77 47900 Rimini (RN): organizzazione di eventi;• Università di Modena e Reggio Emilia Dipartimento di Ingegneria - Via Università 4 - 41100 Modena: collaborazioni inerenti i programmi regionali e il Tecnopolo della Ceramica (Prof. Manfredini);• Agenzia Polo Ceramico – Via Granarolo, 62 48018 Faenza (RA) P. IVA 01060610399:

collaborazioni nell'ambito dell'Incubatore per il sostegno a spin off nuove ed esistenti e del Parco Torricelli;• Comune di Faenza -: collaborazione nella organizzazione di eventi e manifestazioni, collaborazione relativa ai progetti "Tecnopolo", "Distretti Tecnologici" e "Parco Torricelli".• ENEA Centro Ricerche Faenza - collaborazione nella organizzazione di eventi e manifestazioni, collaborazione relativa ai progetti "Tecnopolo", "Distretti Tecnologici" e "Parco Torricelli".• ASTER - Via Gobetti 101 - Area Ricerca CNR - 40129 – Bologna P.I. 03480370372: rapporti nell'ambito della Rete Alta Tecnologia della Regione Emilia-Romagna e del Cluster Costruzioni e progettazione dei Tecnopoli;• Centro Ceramico di Bologna - Via Martelli, 26 40138 Bologna, P. IVA 00947780375: rapporti nell'ambito della Rete Alta Tecnologia della Regione Emilia-Romagna e del Cluster Costruzioni, partecipazione al Tecnopolo della Ceramica;• CERTIMAC scarl – via Granarolo 62 – 48018 Faenza (RA) P. IVA 02200460398: società in convenzione;- Q-Campus: network spontaneo di Istituti del CNR finalizzato allo sviluppo della cultura della qualità nella ricerca scientifica.




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Principali risorse strumentali utilizzateSistemi informatici e multimediali di vario genere.

Produzione, lavorazione e caratterizzazione di ceramici e compositi strutturali a progettazione funzionale


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: GUICCIARDI O GUIZZARDI STEFANO


Produzione, fornitura e caratterizzazione di materiali UHTC per vari soggetti (Centro Italiano Ricerche Aerospaziali, Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Uni Napoli Federico II).Contratto Fluid Gravity Eng. Ltd: realizzazione di "holders" in UHTC destinati alla missione BION M1 (ESA).Progetto Bilaterale ISTEC –Shanghai Institute of Ceramics: realizzazione congiunte di nuovi sistemi della classe UHTC, scambio di ricercatori e pubblicazioni congiunte.Sviluppo e caratterizzazione di catalizzatori per produzione di gas.Produzione, fornitura e caratterizzazione di materiali con funzioni antiusura oppure con specifiche caratteristiche di assorbimento della radiazione solare, nell'ambito di progetti (MATMEC, EPHESTUS), contratti di ricerca (MBDA) e conto terzi.Progetto Bilaterale ISTEC - Institute of Inorganic Chemistry, Slovacchia: realizzazione congiunte di nuovi materiali e soggiorno di studio di ricercatori ISTEC (Dr.ssa Laura Silvestroni) presso istituzione slovacca.Progetto Bilaterale ISTEC - Shanghai Institute of Ceramics: realizzazione congiunte di nuovi materiali a base di carburi refrattari e materiali tenacizzati, scambio di ricercatori e pubblicazioni congiunte. Progetto bilaterale ISTEC-Università di Eskisehir (Turchia): caratterizzazione dei materiali e dei prototipi di punte in sialon per fortura e fresatura.Produzione, fornitura e caratterizzazione di materiali nell'ambito delle collaborazioni nazionali e internazionali. Produzione di ceramici trasparenti a base YAG. Studio dell'influenza delle variabili di processo dello spray dryer Buchi sulla morfologia delle polveri dopo atomizzazione. Definizione delle caratteristiche morfologiche delle polveri nanometriche di Al2O3 e Y2O3 per la formatura per pressatura per l'ottenimento di campioni pressati omogenei e con elevata densità allo stato di verde. Determinazione delle migliori condizioni di sinterizzazione per ogni singolo sintema analizzato per l'ottenimento di materiali con elevate prestazioni. Collaborazione con il CNR-IFAC di Sesto fiorentino e il CNR-INO di Firenze per la caratterizzazione della microstruttura e delle proprietà ottiche.Definizione dei parametri di processo ottimali per la produzione di componenti di grandi dimensioni in ceramico per finestre elettromagnetiche. Studio di diverse composizioni a base di spinello MgAl2O4 con diverse polveri commerciali per finestre protettive. Approvazione di un progetto del Ministero dello Sviluppo Economico per la preparazione di pannelli antivibrazione e/o insonorizzanti.Messa a punto materiali e processi per realizzare pannelli refrattari compositi a base geopolimerica utilizzando scarti industriali come carica inerte.Messa a punto materiali e processi per realizzare spugne ceramiche a base di carburo di silicio consolidate per via chimica.Produzione e caratterizzazione di di ceramici non ossidici come compositi ceramica-ceramica e ceramica metallo (ZrN-ossidi ceramici, ZrN-TiN e ZrN-Ti)Messa a punto materiali e processi per realizzare ceramici strutturali radiotrasparenti per applicazioni in strumentazioni chirurgiche nell'ambito del progetto Roboman. Nell'ambito delle attività legate a committenti (industrie) sono stati soddisfatti tutti i requisiti nelle tempistiche richieste dai contratti.Proposte di progetti per nuovi finanziamenti.Pubblicazioni su riviste ISI internazionali e partecipazioni a convegni internazionali. Presentazioni a convegni su invito: 34th International Conference and exposition on Advanced Ceramics and Composites, January 2010, Cocoa Beach, fl, USA, D. Sciti et al "Processing and properties of toughened ultrahigh temperature ceramics", ISSWNOX3, Cappadocia, Turchia, A. Bellosi " ultra-high temperature Ceramiccs and related composites: potentiallities and perspectives in aerospace and energy applications"Altre due partecipazioni a convegni internazionali con presentazione orale.


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2010 0 16 3 6 2 19 0 0 18 0

Principali collaborazioniCIRA-Centro Italiano di Ricerche Aerospaziali, Salerno; CSM-Centro Sviluppo Materiali, Roma; Università Missouri-Rolla, Ceramic Engineering Department, USA; Università del Michigan-College of Engineering, USA; Oak Ridge Natioanl Laboratory, USA; CNR-IENI, Genova; Univ. Bologna-Fac. Chimica Industriale, Bologna; Univ. Roma-Dept. Chemical and Materials Engineering, Roma; Dipartimenti del Politecnico di Torino; Dipartimento di Chimica IFM e Centro Interdipartimentale di Biotecnologie Molecolari dell' Università di Torino; CSP s.a.s., Massa Lombarda (RA); Leibniz Institute, Saarbrucken, Germania; Treibacher, Austria; Broell, Austria; IKTS, Germania; Laserwave, Italia; CSIC, Spagna; Accademia delle Scienze di Praga-J. Heyrovsky Institute of Physical Chemistry; Carlo Gavazzi Space, Milano; D.to Ingegneria Aerospaziale dell'Università di Napoli Federico II; Imperial College di Londra-Dipartimento dei Materiali; Air Force Research Laboratory-Materials and Manufacturing Directorate, Dayton, USA; Università di Darmstadt, IAG-TUD, Germania; Università di Eskisehir (Turchia); CNR-ISC Roma; CNR-INO Firenze; CNR-IFAC di Sesto fiorentino.




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Principali risorse strumentali utilizzateApparecchiature per: trattamento e miscelazione polveri, presse, pressa isostatica a freddo, colaggio su gesso, colatura su nastro; forni in aria, atmosfera controllata e vuoto, pressa a caldo, sputtering, microscopio elettronico a scansione, diffrattometria RX, macchine prove materiali per la misura delle proprietà a frattura anche ad alta temperatura, indentatore Vickers per misure di durezza e tenacità, nanoindentatore, multimetro digitale per misure elettriche, apparecchiature per tests tribologici, rugosimetri, scratch-test, analisi termo-gravimetrica, analisi dilatometrica, dispositivi per lucidatura campioni.

Ricerca e sviluppo di materiali e sistemi ceramici innovativi per edilizia, usi domestici e industriali


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: DONDI MICHELE

Risultati conseguiti I risultati di maggiore interesse sono stati:1) Sviluppo di piastrelle ceramiche, anche di grandi dimensioni, con superfici fotocatalitiche. Trasferimento delle conoscenze e dei risultati acquisiti alle aziende (contratti SYSTEM e COLOROBBIA; conto terzi MARAZZI).2) Sviluppo di sintesi a basso impatto ambientale per l'ottenimento di nanosospensioni metalliche (mono e bimetalliche) applicabili come inchiostri ceramici, antibatterici, nanofluidi, catalizzatori. Trasferimento delle conoscenze e dei risultati acquisiti alle aziende (contratto COLOROBBIA).3) Sviluppo di sintesi di nanosospensioni di TiO2 per la realizzazione di paste serigrafiche applicabili in celle DSSC. Trasferimento delle conoscenze e dei risultati acquisiti alle aziende (progetto MISE-ICE-CRUI in collaborazione con la commessa ET.P06.010 e DAUNIA).4) Contributo allo sviluppo di sistemi di piastrellature realizzate con lastre ceramiche di grandi dimensioni e spessore sottile da utilizzare in edilizia, arredamento, ecc. Trasferimento delle conoscenze e dei risultati acquisiti alle aziende (contratto SYSTEM, collaborazione MAPEI).5) Sviluppo di superfici funzionalizzate (superidrofobiche-superidrofiliche) mediante realizzazione di coatings nanometrici di natura ossidica; in via di brevettazione.6) Progettazione e sintesi di nuove strutture di pigmenti ceramici; Conoscenza della loro struttura e del comportamento colorimetrico e tecnologico nelle matrici ceramiche durante la cottura industriale (collaborazione con Uni Ferrara e Aveiro).7) Valorizzazione di materie prime naturali e scarti industriali nella produzione ceramica (collaborazione con UniCantabria e IPT Sao Paulo).

Pubblicazioni scientifiche: 10 articoli su riviste ISI-JCR; 3 proceedings peer-reviewed su atti di congressi internazionali; 1 capitolo di libro.


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2010 0 11 0 2 1 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniLa strategia seguita nelle collaborazioni nazionali ed internazionali è tesa a rafforzare la Commessa, sia dal punto di vista delle competenze scientifiche che sotto il profilo delle risorse strumentali, al fine di aumentare la capacità di rispondere alle richieste dell'industria e rendere più incisive le attività di sviluppo di nuove tecnologie per la ceramica.

In quest'ottica si collocano alcune collaborazioni pluriennali:Uni Bologna: sviluppo di tecnologie di sintesi di nanomateriali e sospensioni nanostrutturate per funzionalizzazioni della ceramica e nuove applicazioni (con assegnista di ricerca e tesi di laurea).Uni Ferrara: progettazione e sviluppo di pigmenti ceramici e nanomateriali per la ceramica (con dottorato di ricerca e tesi di laurea).Uni Nacional del Sur Bahia Blanca (Argentina), IPT San Paolo (Brasile): valorizzazione di materie prime per ceramica (bilaterali).

Altre collaborazioni sono state cominciate:

CNR-ITC Milano, Uni Modena-Reggio Emilia: caratterizzazione e modellazione di superfici ceramiche funzionalizzate.Uni Aveiro (Portogallo), Uni Cantabria-Santander (Spagna): riciclo di scarti industriali nella fabbricazione di materiali ceramici.Uni Parma, Uni Sapienza Roma: caratterizzazione e sviluppo di pigmenti ceramici (progetto PRIN: SPIN GEO-TECH).ENEA-CRM Faenza, CTMNC Clamart (Francia): proprietà termiche e termo-igrometriche di laterizi.

Inoltre, si sono avute collaborazioni con imprese:Colorobbia Italia, Vinci FI: "Sintesi di pigmenti ceramici tramite microonde" (contratto);System, Fiorano Modenese MO: "Indagine tecnico-scientifica su materiali e tecnologie per piastrelle ceramiche" (contratto);TRE, Forlì: "Nanomateriali per l'Energia" (Progetto MISE-ICE-CRUI);Marazzi, Sassuolo MO: "Caratterizzazione di superfici fotocatalitiche" (servizio conto terzi).




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Principali risorse strumentali utilizzateSintesi: reattore microonde (pressione ambiente e in pressione), mantello riscaldante, termoregolatore, sistema di ultrafiltrazione, centrifuga.Sistemi applicativi:deposizione di rivestimenti mediante ink-jet printing e roller printing (c/o System Group), dip coating (Enea, Centro Ricerche Faenza)Analisi chimiche: ICP-OES, EDS-XRF, WDS-XRF.Analisi fisiche: PSD, DLS, BET, tensione superficiale, reologia.Diffrazione: XRD laboratorio (diffrattometro con possibilità di effettuare analisi in temperatura tramite camera calda temperatura massima 1600°C) e luce di sincrotrone (ESRF).Analisi spettroscopiche: UV-vis-NIR, FTIR. Analisi microstrutturali: SEM, OM, MIP, Microscopia confocale, TEM-ED.Prove meccaniche-tribologiche: resistenza a flessione, resistenza all'impatto, moduli elastici, microdurezza, resistenza a abrasione, prove di creep.Prove tecnologiche: simulazione di laboratorio dei processi industriali di piastrelle, laterizi, refrattari e pigmenti ceramici.Caratterizzazione di prodotti ceramici in base alle normative vigenti.

Lavorazione, funzionalizzazione e caratterizzazione di materiali ceramici e compositi per applicazioni antiusura e biomedicali


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: COLUCCIA SALVATORE

Risultati conseguiti Lavorazioni ad asportazione di truciolo (settore aerospaziale). Le prove di lavorazione hanno indicato una diversa truciolabilità dei materiali Inconel 718 e gTiAl; nel caso del gTiAl si osserva la rimozione del materiale sotto forma di polvere anziché di vero e proprio truciolo. La lavorabilità di quest'ultimo è particolarmente difficoltosa e per tale motivo le velocità di taglio al momento impiegate sono estremamente contenute. L'effetto del lubrificante tradizionale consiste in un aumento del tempo di vita dell'utensile. Microlavorazioni: lo studio dell'effetto della microforatura mediante metallo duro (grado K20) sulla superficie di due compositi Al2O3-ZrO2, sia verdi sia presinterizzati, ha mostrato l'assenza di correlazione tra le condizioni di taglio e la dimensione e la geometria dei fori ottenuti. Nel caso dei campioni allo stato di verde è stato possibile ottenere una migliore integrità superficiale e una miglior tolleranza dimensionale rispetto agli analoghi ossidi presinterizzati. Materiali per applicazioni biomedicali: le prove di bioattività ottenute mediante il metodo di Kokubo in versione dinamica indicano l'ininfluenza dell'agitazione sulla precipitazione di fosfato di calcio sulla superficie dei biomateriali. Sono state messe a punto le condizioni di adsorbimento di laminina, la cui presenza sulla superficie dei materiali è stata osservata mediante microscopia a forza atomica, tramite la quale è stato anche possibile osservarne la morfologia. Sono ancora in via di completamento le analisi XPS, con l'obiettivo di determinare lo strato di proteina adsorbito sulla superficie e la tipologia di legami di superficie.


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2010 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniDenominazione UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI TORINO DIPARTIMENTO DI CHIMICA IFMDescrizioneIl Dip.to di Chimica IFM afferisce al Centro di eccellenza NIS dell'Università di Torino. Il centro dispone di numerose apparecchiature per la caratterizzazione di superficie dei materiali, quali spettrofotometri IR, Raman, UV-Vis, Fluorimetri, microscopi ottici ed elettronici, a scansione e in trasmissione, microscopio a forza atomica, forni per trattamenti termici, linee per trattamenti dei materiali in vuoto. Il centro ha un' enorme esperienza nel campo della chimica fisica applicata a metalli supportati e ossidi ed è attivo nel settore delle nanotecnologie. La collaborazione si articola in termini di scambio di competenze, messa a disposizione delle strumentazioni, collaborazione nei progetti, in fase di stesura e di svolgimento.

Denominazione UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI TORINODescrizioneCentro Interdipartimentale di Biotecnologie Molecolari -ISTEC fornisce materiali ceramici modificati superficialmente per via umida idonei per colture e per test di biocompatibilità che vengono eseguiti presso il Dipartimento. Lo scopo è quello di analizzare il comportamento delle cellule sulle superfici ceramiche in relazione al tipo di modificazione. Vengono

utilizzate linee cellulari di diverso tipo e si analizza la sopravvivenza delle cellule, la loro crescita e proliferazione nonché la differenziazione.

Denominazione UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI TORINODipartimento di Scienze Biomediche e Oncologia UmanaA questo dipartimento afferiscono gli odontoiatri coinvolti nello studio dei materiali per applicazioni biomediche. E' in corso una proficua collaborazione per l'analisi della risposta cellulare dei materiali ossidici modificati superficialmente.

Denominazione POLITECNICO DI TORINODescrizioneTra l'ISTEC e questo dipartimento esiste un rapporto di collaborazione consolidato che ha portato proficui risultati nello studio dell'usura di alcuni materiali. Il Politecnico ha anche fornito studenti e dottorandi per la realizzazione delle linee di ricerca comune.

Denominazione CLEAN NT LAB - ENVIRONMENT PARK S.P.ADescrizioneIl centro di ricerca privato dispone delle competenze e delle strumentazioni idonee alla preparazione di film sottili. In particolare, i collaboratori dispongono di una tecnologia avanzata (PVD ad arco catodico) per la deposizione di film sottili nanocompositi, dei quali riescono a modulare la composizione a seconda delle finalità applicative. Anche questi partner sono attivi collaboratori in fase di stesura e svolgimento di progetti di ricerca.




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Principali risorse strumentali utilizzateProve di lavorazione ad asportazione di truciolo: tornio a controllo numerico abbinato a dinamometro per la misura delle forze di taglio.

Caratterizzazione:Troncatrice: taglio dei materiali per l'ottenimento dei proviniLucidatrice: miglioramento finitura superficiale per la preparazione dei materiali per le misure di durezza e per l'osservazione al microscopio elettronico.Rugosimetro per misura dei rilievi di usura di prove tribologiche e per la determinazione della finitura

superficiale.Tribometro: prove di usura a diverse temperature a secco e/o con lubrificazione continua.Revetest: determinazione dell'entità dell'adesione di rivestimenti ai substrati.Microdurimetro (risorsa appartenente al NIS, v. principali collaborazioni, sita nei locali del Centro dell'Innovazione a Torino): misura della durezza superficiale e del modulo di Young dei materiali oggetto di studio.SEM-EDS (risorsa appartenente al NIS, v. principali collaborazioni, sita nei locali del Centro dell'Innovazione a Torino): indagine morfologica e composizionale.

Processi e materiali per applicazioni elettromeccaniche

Progetto: Microsistemi e dispositivi embeddedDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: GALASSI CARMEN

Risultati conseguiti MODULO 11) Lo studio di compositi magnetoelettrici ha portato alla messa a punto del processo per la produzione di un nuovo materiale, la cobalto ferrite e di compositi PZT- CoFe2O4 e PZT- NiFe2O4 (in collaborazione con Univ. Iasi) compresa la relativa caratterizzazione piezoelettrica2) E' stato avviato lo studio di un nuovo materiale ad altissima costante dielettrica, CaCu3Ti4O12 (CCTO) e studiato il processo per realizzarlo.3)Sistema leadfree BNBT: sono state studiate 4 nuove composizioni nell'intorno della composizione con il massimo accoppiamento elettromeccanico (collaborazione con ISC-CNR) 4) Sono state ottimizzate le formulazioni di sospensioni da colaggio a base acquosa e tutto il processo fino ai prototipi di lastrine sottili del materiale PZT 5) Sono state ottimizzate le formulazioni delle paste serigrafiche, i processi per ottenerle, e sono stati prodotti i film spessi. Prototipi di sensori PZT sono stati integrati su supporti dello stesso materiale con i relativi elettrodi di platino; sono state studiate microstruttura e proprietà ferroelettriche (Tesi Pienti). 6) è stata messa a punto la sospensione del materiale PZT e sono state studiate le condizioni del processo di deposizione elettroforetica (voltaggio, corrente) ed i trattamenti termici, fino ad ottenere film su silicio, ben adesi, privi di difetti anche su superfici relativamente ampie.7)Sono stati pubblicati 12 articoli su riviste JCR, 1 capitolo di libro, 3 articoli su riviste internazionali, non JCR.

MODULO 2

(1) Il ricoprimento di falde di fibra minerale con polimeri inorganici ed opportuni trattamenti termici hanno consentito di ottenere, su scala di laboratorio, pannelli rigidi resistenti alle temperature di esercizio (600-800°C) e con una buona resistenza meccanica. Si sono investigate alcune condizioni operative in modo da ottenere le migliori prestazioni. L'estensione a dimensioni maggiori ha messo in evidenza alcune criticità che dovranno essere affrontate come un migliore controllo del fenomeno del ritiro durante l'essiccamento. (2) I dati reologici raccolti per gli inchiostri serigrafici di PZTN sono stati utilizzati come riferimento per proporre un nuovo approccio alla descrizione della tissotropia. Il modello ottenuto scegliendo in modo arbitrario cinetiche e legami tra parametro strutturale e viscosità (presentato al Convegno Nazionale di Reologia) ha messo in evidenza alcune criticità sulle quali si sta lavorando. (3) La modellazione dei transitori di corrente misurati durante la deposizione elettroforetica (EPD) ha permesso di ricavare informazioni utili circa lo strato depositato. In particolare, si è esteso il modello sviluppato in precedenza eliminando l'ipotesi che il rapporto tra resistitività e densità del deposito si mantenesse costante. (4) L'attività in conto terzi ha consentito di stabilire nuove collaborazioni con aziende oltre a testare sistemi di interesse

tecnologico. (5) La promozione dell'attività del modulo in una fiera internazionale del settore ha permesso di allargare il potenziale bacino di utenza. (6) L'attività di ricerca ha portato a 2 comunicazioni orali a convegni, 3 pubblicazioni su riviste ISI /JCR, 2 pubblicazioni su atti di convegno e 1 pubblicazione non ISI / JCR.


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2010 0 8 3 4 2 3 0 0 2 0

Principali collaborazioniPartner dell'azione Azione COST MP0904 SIMUFER;Proseguita la consolidata collaborazione con CNR-ISC (Roma), con la Facoltà di Chimica Industriale, Bologna, con Università "Al. I. Cuza" Facoltà di Fisica, Romania, National Institute of Materials Physics, Bucharest, Romania, Faculty of Applied Chemistry and Materials Science, Polytechnics University of Bucharest, e con Aziende ( Colorobbia-CeRiCol, IPECC).Avviata la collaborazione con Case Western Riserve University, Cleveland con cui è stato formalizzato un accordo di collaborazione ed una Associatura

ERRETIESSE POWER, Mercato Saraceno, Forlì-Cesena.HIDRIA AET, Tolmin, Slovenia.DAUNIA SOLAR CELL, Forlì.FANTI COSTRUZIONI, S.Benedetto Val di Sambro, Bologna.Dr. F. BUSI, ImolaUNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA.




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1 0 0 2 1 0 1 5

Principali risorse strumentali utilizzateAttrezzature per il trattamento polveri, attrezzatura per la preparazione e il trattamento delle

sospensioni. Apparecchoature per il consolidamento a freddo e i trattamenti termici.Apparecchiature per caratterizzazione chimico-fisica.Apparecchiature per la caratterizzazione delle sospensioni.Apparecchiature per misure elettriche ed elettromeccaniche.

Sistemi integrati di produzione, robot e componenti high tech - Processi e materiali per applicazioni elettromeccaniche


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: GALASSI CARMEN



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modulo gestionale-CdS073-ET

Commessa: Commessa gestionale per istituti ETProgetto: Progetto per CDS 502 Dipartimento Energia e TrasportiDipartimento: Energia e TrasportiResponsabile: DE PORTU GOFFREDO



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Tecnologie e materiali ceramici per applicazioni energetiche

Commessa: Tecnologie e materiali ceramici per applicazioni energeticheProgetto: Nanotecnologie e metallurgia fisica per la componentistica nell'energetica e

nei trasportiDipartimento: Energia e TrasportiResponsabile: SANSON ALESSANDRA

Risultati conseguiti I risultati conseguiti soddisfano quanto indicato nelle previsioni e possono essere riassunti nei punti seguenti:-substrati multlayer (metallo-diffusion barrier layer- anodo) per applicazioni SOFC di terza generazione a conduzione protonica-Semicelle anodo supportate 5x5 cm a conduzione anodica (Ce0.8Gd0.2O2-d) e protonica-Prototipi di catodi supportanti ad alta area (10x10 cm) di LSCF e LSM per applicazioni in celle a combustibile e elettrolizzatori-Primi prototipi 5x5m di elettrolizzatori ad alta temperatura -Manufatti per accumulo termico tramite gel casting-carrier catalitici porosi per applicazioni catalitiche tramite gel-casting- polveri nanometriche (Ce(1-x)GdxO2, Ni) ad alta efficienza catalitica tramite metodo dei polioli anche MW assisted-ottimizzazione di paste serigrafiche per deposizione di anodi (NI-GDC, Ni-BCZY) e catodi funzionali (LSCF, LSCF-GDC) per applicazioni SOFC-prototipi di palette di turbina in materiale composito.- prototipi di celle solari organiche di dimensioni 5x5 cm con coloranti naturali e sintetici: comprensione del legame processo performance dello strato semiconduttore di titania


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2010 0 8 0 1 0 0 0 0 2 0

Principali collaborazioniLa commessa collabora con enti di ricerca e Università italiane nell'ambito di due progetti nazionali per lo sviluppo di SOFC: Progetto FISR "Celle a combustibile ad elettroliti polimerici e ceramici: dimostrazione di sistemi e sviluppo di nuovi materiali" e Progetto MiSE "Celle a combustibile per applicazioni stazionarie cogenerative". sulle stesse tematiche lavora da quest'anno all'interno dell'unità CNR del progetto europeo IdealCEll per la produzione di strati elettrodici ad alta efficienza tramite serigrafia. Ha inoltre avviato collaborazioni con Università italiane e estere e con altre commesse CNR sulla produzione per via chimica di polveri nanometriche ad alta efficienza catalitica e manufatti per applicazioni energetiche (SOFC, fotocatalisi, combustione, etc.). Collabora inoltre con partner privati in diversi campi delle energie alternative e dell'accumulo. Ha recentemente partecipato ad un bando IPA della commissione europea per la collaborazione tra i paesi del mediterraneo con un'unità serba e l'università dell'aquila per la produzione di sistemi catalitici per depurazione acque. Il progetto è al momento in fase di contrattazione.




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3 6





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Dispositivi per la sicurezza

Commessa: Materiali e dispositivi per applicazioni elettromeccanicheProgetto: SicurezzaDipartimento: ICTResponsabile: GALASSI CARMEN



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modulo gestionale-CdS073-ME

Commessa: Commessa gestionale per istituti MEProgetto: Progetto per CDS 504 Dipartimento MedicinaDipartimento: MedicinaResponsabile: DE PORTU GOFFREDO



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Processi di bio-mineralizzazione e sviluppo di compositi bio-ibridi nanostrutturati e funzionalizzati per una rapida risposta alle specifiche richieste in sito rigenerativo riparativo.

Commessa: Bioceramici e compositi bio-ibridi intelligenti per la rigenerazione e l'ingenerizzazione dei tessuti muscolo scheletrici

Progetto: Innovazione-integrazione tecnologica in medicinaDipartimento: MedicinaResponsabile: LANDI ELENA

Risultati conseguiti L'attività di ricerca e sviluppo del modulo si è concretizzata in risultati specifici per i diversi progetti nazionali e europei attivi: FIRB bioprotesi, FIRB Tissuenet, Batnan, P.E Templant, P.E. Magister, P.E. Ophis.Sono stati realizzati compositi bioibridi mediante nucleazione di apatiti biomimetiche su collageno. E' stata realizzata la bioattivazione di ceramici strutturali porosi replicanti la struttura gerarchica del legno, mediante elettrodeposizione di collagene ed infiltrazione di materiale composito bioibrido. Sono state realizzate membrane collageniche per test di rigenerazione di tessuto miocardico infartuato. Sono stati realizzati prototipi di sostituti tendinei. Sono stati realizzati prototipi di bioprotesi osteocondrale a gradiente di mineralizzazione con funzioni strutturali. Sono stati realizzati prototipi a base di apatiti rinforzate con fasi silicatiche (scaffolds densi e porosi)e testati in vitro con risultati soddisfacenti.Sono stati realizzati scaffolds a base di gelatina mineralizzata caratterizzati da porosità principale lamellare unidirezionale.E'stata sperimentata e valutata l'efficacia di additivi della fase collagenica nel migliorare le proprietà elastiche e/o la resistenza enzimatica (PEG, nanofibre di cellulosa e reticolanti: BDDGE e genipina). Sono stati realizzati prototipi, (piccole o grandi serie a seconda del processo) di nano-microcarriers apatitiche, scaffolds ceramici compositi e bioibridi con proprietà magnetiche, anche a gradiente di mineralizzazione e/o magneticità. Sono stati ottenuti i primi risultati, promettenti, dei test in vitro e in vivo dei materiali selezionati.


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Principali collaborazioniIMCB-CNR Napoli, INN/INFM-CNR Lecce, Università di Torino: Dip. Chimica, Università di Bologna: Fac. Chimica; Fac. Chimica Ind.le, Clinica Odontoiatrica; ISMN-CNR Bologna; Università di Milano Bicocca: Dipartimento di Biotecnologie e Bioscienze; Università di Ferrara – Fac. Ingegneria, Clinica Odontoiatrica; Fin-Ceramica Faenza Spa, Univ. La Sapienza Roma-Clinica Ortopedica Ospedale Gemelli, Dipartimento di Medicina Sperimentale e Patologia, -Dip. Chimica; Istituti Ortopedici Rizzoli, Bologna; LEMI, Laboratoire d' Evaluation des Matériels Implantables, Technopole Montesquieu, Bordeaux-Francia; University of Seville- gruppo dei materiali biomimetici e biofunzionali; Università di Genova- Centro di Biotecnologia Avanzata; Parco Scientifico Biomedico S. Raffaele Roma-Laboratorio Cardiologia Molecolare; Hospital of Special Surgery of New York - Research Division, Univ. Santiago de Compostela, Univ. Dresda.




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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2010

personale equivalente tempo pienoricercatori totale

3 3





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Processi biomorfici e sviluppo di ceramici biomimetici con alte perfomance bio-meccaniche per la realizzazione di sostituti biointegrabili


Progetto: Innovazione-integrazione tecnologica in medicinaDipartimento: MedicinaResponsabile: SPRIO SIMONE

Risultati conseguiti Sintesi di apatiti biomimetiche con sostituzioni ioniche multiple (CO3, Mg, SiO4, Sr, F…) in quantità adeguate per la stimolazione dei processi rigenerativi. Controllo dei parametri di processo per l'ottenimento di quantità predefinite di ioni estranei nel reticolo dell' HA in grado di indurre specifiche proprietà di solubilità in condizioni fisiologiche e proprietà di osteogenesi.Sintesi di apatiti drogate con ioni magnetici, ad esempio Fe2+, Fe3+, Mn,…in grado di esibire differenti gradi di magnetizzazione per la realizzazione di scaffold ossei in grado di attivare processi rigenerativi mediante richiamo di specifici fattori di crescita e altre molecole biologicamente attive.Realizzazione di apatiti rinforzate mediante addizione di silicati di calcio bioattivi e titania. Sintesi di differenti fasi calcio-silicatiche (differenti polimorfi di Ca2SiO4, CaSiO3, silico-carnotite,…) mediante preparazione di specifici precursori, composti da miscele di ossidi, e sinterizzazione in condizioni controllate per ottenere specifiche composizioni. Sintesi mediante processi sol-gel e processo Pechini. Sintesi di ossido di titanio mediante processi sol-gel. Ottenimento di compositi HA-silicato e HA-titanato, caratterizzati da composizione in fasi controllata, microstruttura omogenea e superiori proprietà meccaniche.Sviluppo di ceramici ad elevata porosità per sostituzione e rigenerazione di tessuto osseo mediante differenti tecniche: impregnazione di supporti cellulosici, foaming di sospensioni ceramiche, freeze casting, leaching. Ottenimento di scaffold porosi in HA e compositi HA / silicati, HA / titania e HA/magnetite mediante tecniche di foaming, per impianto in vivo su animale di media taglia in siti load-bearing.Sviluppo di apatiti biomorfiche e biomimetiche ad elevata porosità e struttura gerarchicamente organizzata derivate da trasformazione di strutture lignee mediante processi termo-chimici multi step, destinate alla riparazione e rigenerazione ossea, e/o per il trasporto-rilascio di molecole biologicamente attive. Messa a punto del ciclo multi-step, caratterizzato da pirolisi e trasformazione in calcio carburo, calcio ossido, calcio carbonato e calcio fosfato con controllo delle reazioni su scala sub-micrometrica per la preservazione della microstruttura originale del legno nativo. Adeguamento del ciclo multi-step a differenti strutture lignee di partenza (pino, rattan, quercia rossa, mogano) per ottenere materiali finali caratterizzati da specifiche microstrutture e proprietà meccaniche, in grado di simulare entrambi i tessuti ossei spongioso e corticale. Processi di carbonatazione in differenti condizioni di temperatura e pressione, in forno o in autoclave, per ottenere la completa conversione di differenti strutture lignee in calcio carbonato. Fosfatazione di scaffold biomorfici in calcio carbonato in condizioni controllate di temperatura e pressione per ottenere specifiche cinetiche di trasformazione e microstruttura e proprietà meccaniche adeguate.

Reazioni idrotermali e in autoclave ad alta pressione di gas specifici (aria, CO2,…) fino a 300 bar e temperatura fino a 500 °C.Sviluppo di tecniche innovative di sintesi mediante applicazione di specifici trattamenti termici per l'ottenimento di specifiche fasi o miscele di fasi: quenching, hot pressing a differenti velocità di salita, sintering in atmosfera inerte.Sviluppo di cementi ossei biomimetici ad alta porosità e riassorbibili load-bearing a base di alfa-TCP drogato con ioni rilevanti per la rigenerazione di osso danneggiato da osteoporosi e polimeri naturali e bioerodibili: ottenimento di paste ceramiche e ceramico-polimeriche biomimetiche in grado di indurire in condizioni fisiologiche in tempi dell'ordine di 15-20 minuti e comunque modulabili, con formazione di una porosità interconnessa progressivamente crescente mediante progressiva bioerosione della componente polimerica.Studi di caricamento e rilascio controllato di ioni e farmaci in sistemi fisiologici.Studi di bioattivazione superficiale di ceramici.Infiltrazione di strutture porose ceramiche con polimeri biocompatibili, quali gelatina.Ottenimento di cinetiche di rilascio da apatiti plurisostituite di ioni fisiologicamente utili o aventi efficacia terapeutica, in condizioni fisiologiche simulate.


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Principali collaborazioni- UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI ROMA - LA SAPIENZA - DIPARTIMENTO DI CHIMICARealizzazione e caratterizzazione di compositi bio-ibridi a base di apatite e polipirrolo.- UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI PARMAAnalisi in vitro su materiali ceramici e compositi sotto forma di granulati e porosi. Analisi di cito tossicità, adesione e proliferazione cellulare.Modellazione matematica di strutture 3D riproducenti la morfologia di organi umani. Test in vivo.- UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI TORINO DIPARTIMENTO DI CHIMICA IFMAnalisi di superficie in microscopia elettronica in trasmissione, spettroscopia infrarossa con molecole sonda e calorimetria di apatiti biomimetiche. - LABORATOIRE D'EVALUATION DES MATERIELS IMPLANTABLESCollaborazione nell'ambito dei progetti europei TEMPLANT e OPHIS.Caratterizzazione in vitro di sostituti ossei e osteocondrali e di scaffold per la rigenerazione di tessuti molli: apatiti biomimetiche, scaffold ceramici e compositi, compositi bio-ibridi per la rigenerazione ossea e osteocondrale, scaffold ligamentosi e membrane collageniche.- CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (CNRS)Studio e caratterizzazione di apatiti biomimetiche. - FIN-CERAMICA FAENZA S.P.A.Partner industriale in progetti nazionali ed europei. Caratterizzazione di materiali prodotti/forniti da Fin-ceramica; sviluppo e caratterizzazione di nuovi materiali.- UNIVERSITA' CATTOLICA SACRO CUORE - CLINICA ORTOPEDICAPartner nel progetto europeo OPHIS. Test in vivo di materiali bioattivi tal quali ed attivati da fattori genici. Studi in laboratorio di tossicità sistemica e locale, osteoconduttività ed efficacia come sistema di rilascio molecolare da parte del materiale in oggetto mediante tecniche radiografiche, microscopiche, istochimiche, istomorfometriche e sierologiche.- ISTITUTI ORTOPEDICI RIZZOLICollaborazione nell'ambito dei progetti europei TEMPLANT, OPHIS e MAGISTER.Test in vivo preliminari di scaffold ossei e osteo-cartilaginei ceramici e compositi su animali.- UNIVERSITA' DI BOLOGNASviluppo di tecniche analitiche di caratterizzazione e di rilascio farmacologico da sistemi a base di apatite.

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVENCollaborazione nell'ambito del Progetto TEMPLANT.Studio "time-resolved" di fenomeni di mineralizzazione mediante cryo-TEM- - CENTRO RICERCA "E. MENNI" FONDAZIONE POLIAMBULANZA ISTITUTO OSPEDALIEROTest di coltura cellulare su compositi apatite-gelatina. - FRIEDRICH-ALEXANDER-UNIVERSITEIT ERLANGEN-NUERNBERGPartner nel progetto europeo TEM-PLANT. Scaffold biomorfici in idrossiapatite. Ricoprimenti bioattivi di scaffold bioinerti, caratterizzazioni chimico fisiche meccaniche. LULEA TEKNISKA UNIVERSITETPartner nel progetto europeo TEM-PLANT. Sviluppo di scaffold ligamentosi a base di polimeri naturali.TECHNISCHE UNIVERSITAT DRESDENPartner nel progetto europeo OPHIS. Sviluppo di biomateriali a base di alginato e scaffold per la rigenerazione ossea e osteocondrale.UNIVERSITY OF BRIGHTONPartner nei progetti OPHIS e MAGISTER. Sviluppo di dendrimeri e molecole per la bio-funzionalizzazione superficiale di scaffold polimerici per rigenerazione ossea e osteocondrale.FRIEDRICH-SCHILLER-UNIVERSITAT JENAPartner nel progetto OPHIS. Sviluppo di biomateriali e scaffold a base di cellulosa di origine batterica.UNIVERSITATSSPITAL BASELPartner in progetti europei. Sviluppo di bioreattori per modelli dinamici di test in vitro.UNIVERSIDAD DE SEVILLAPartner nelprogetto europeo TEM-PLANT. Sviluppo di scaffold ossei biomorfici in SiC, caratterizzazioni meccaniche e microstrutturaliUNIVERSITÄT FÜR BODENKULTUR WIEN-Kompetenzzentrum Holz GmbHCompetenze in scienze naturali, in particolare del mondo vegetale. Consulenza per la selezione di specie vegetali native con specifiche caratteristiche di porosità e struttura.UNIVERSITY OF GENOVAPartner in progetti nazionali ed europei. Test in vitro e determinazione dell'attività cellulare su scaffold ceramici e ceramico-polimerici.AVANTICELL SCIENCE LTDPartner del progetto europeo MAGISTER. Studi di proteomica.




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Sperimentazione preclinica e clinica in ortopedia


Progetto: Innovazione-integrazione tecnologica in medicinaDipartimento: MedicinaResponsabile: MARCACCI MAURILIO



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Sperimentazione preclinica e clinica nella chirurgia spinale ed articolare


Progetto: Innovazione-integrazione tecnologica in medicina

Dipartimento: MedicinaResponsabile: LOGROSCINO CARLO



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modulo gestionale-CdS073-PC

Commessa: Commessa gestionale per istituti PCProgetto: Progetto per CDS 511 Dipartimento Patrimonio CulturaleDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: DE PORTU GOFFREDO



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Ceramica in contesti archeologici e in manufatti monumentali

Commessa: Ceramica, mosaico e intonaci in archeologia e in complessi architettoniciProgetto: Diagnosi, intervento e conservazione del patrimonio culturaleDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: GUALTIERI SABRINA



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Indagini archeometriche, diagnostica e tecnologie per la conservazione

Commessa: Ceramica, mosaico e intonaci in archeologia e in complessi architettoniciProgetto: Diagnosi, intervento e conservazione del patrimonio culturaleDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: MACCHIAROLA MICHELE

Risultati conseguiti Sono stati sviluppati alcuni materiali innovativi a base geopolimerica da potersi potenzialmente impiegare nel settore nel settore del restauro e della conservazione dei materiali ceramici, in particolare sono state individuate delle formulazioni idonee all'utilizzo di compositi geopolimerici con funzione di adesivo;le analisi sulle ceramiche ingobbiate e invetriate, in prevalenza provenienti dall'Italia orientale, e incentrate sulla composizione degli ingobbi hanno permesso di ampliare le conoscenze e creare una prima bozza di mappa indicativa delle aree di approvvigionamento delle materie prime per gli ingobbi;la caratterizzazione attraverso tecniche di indagine invasive (microscoipa elettronica a scansione con microsonda a dispersione di energia)e non invasive (fluorescenza portatile e colorimetro portatile) hanno consentito di ottenere informazioni sulla sulla tecnologia di lavorazione delle stufe trentine dal XVI al XIX secolo; è stato inoltre possibile operare un confronto tra le due tipologie di strumentazione al fine di verificare la validità dei risultati della strumentazione portatile;sono state ottenute formulazione di alcune malte da restauro a base di calce idraulica naturale, specifiche per ben distinti contesti conservativi;sono state sviluppate tecniche e materiali per la ricollocazione di mosaici su supporto mobile;lo studio dei vetri musivi del periodo compreso tra il I e il VII sec. d.C. ha permesso un sensibile allargamento della banca dati relativa alle caratteristiche tessiturali e composizionali.nell'ambito dell'attività di trasferimento di conoscenze, si sono prodotte diverse pubblicazioni scientifiche per ciascuno dei vari temi di attività;è stato organizzato e realizzato il convegno annuale denominato 14.a Giornata di Archeometria della Ceramica in collaborazione con la Società Ceramica Italiana che ha sposorizzato l'evento

inquadrandolo in un convegno dedicato alla celebrazione della nascita della porcellana in europa; è stato organizzato un workshop internazionale sul mosaico; è in stato di notevole avanzamento la pubblicazione degli atti relativi alla 12.a Giornata di Archeometria della Ceramica.E' stato realizzato e portato a conclusione il corso di aggiornamento professionale per restauratori e conservation scientists della Direzione Generale dei Musei e delle Antichità Siriana (DGAM).


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Principali collaborazioniUniversità di Trento, Dipartimento di Filosofia, Storia e Beni Culturali Università di Bologna, sede di Ravenna, Facoltà di ConservazioneUniversità di Catania, Dipartimento di Scienze GeologicheSoprintendenza Archeologica dell'Emilia Romagna Soprintendenza Archeologica della LombardiaSoprintendenza per i Beni Archeologici della LiguriaMuseo Internazionale delle Ceramiche, FaenzaMuseo del Castello del Buonconsiglio, TrentoMuseo di AngeraAfdeling Archeologie BMA, Amsterdam, Olanda Società Ceramica Italiana, BolognaSoprintendenza Archeologica per la ToscanaInstitut National des Sciences Appliquées et de Technologie INSAT, Département de Chimie, Tunisi




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Commessa: Commessa gestionale per istituti SPProgetto: Progetto per CDS 508 Dipartimento Sistemi di ProduzioneDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: DE PORTU GOFFREDO



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Sviluppo materiali e sistemi ceramici per edilizia, usi domestici e industriali

Commessa: Sviluppo di materiali ceramici tradizionali e sistemi ceramici innovativi per produzioni di materiali da costruzione


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: RAIMONDO MARIAROSA



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Iniziative di supporto alla formazione-Trasferimento Tecnologico

Commessa: Formazione - Trasferimento TecnologicoProgetto: Processi , Sistemi di produzione industriali, Prodotti High tech e materiali

avanzatiDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: DE PORTU GOFFREDO

Risultati conseguiti Nell'ambito di Emerging Companies, convegno organizzato dal CNR per far conoscere e mettere a sistema le imprese spin off già esistenti o in via di definizione, CNR ISTEC ha presentato 3 idee di impresa: "Ceramici Strutturali per nuove soluzioni protesiche", "Ceramici trasparenti per applicazioni laser" e "Geopolimeri: ceramici a sviluppo sostenibile".È stato presentato in data 26/05/2010, in collaborazione con ENEA un progetto sul Bando RIDITT - Progetti di trasferimento tecnologico e creazione di impresa hi-tech: Sistema Integrato per la Gestione del Trasferimento Tecnologico nel settore dei Materiali Avanzati (SIGMA). Ad oggi non è ancora pervenuta comunicazione sull'esito del bando.CNR ISTEC ha anche partecipato alla sesta edizione di M'illumino di meno: la Giornata del Risparmio Energetico. A Faenza, presso il banchetto informativo organizzato dal Centro di

Educazione Ambientale del Comune di Faenza, sono state presentate le attività dell'Istituto per la produzione di energia pulita, in particolare le ricerche su celle a combustibile ad ossido solido (SOFCs), celle fotovoltaiche di terza generazione (DSSC) e ceramiche piezoelettriche. Confartigianato e CNA Ravenna hanno organizzato il 13/09/2010, nell'ambito della XIII Fiera Biennale dell'agricoltura, artigianato e industria, una serata sul tema dell'innovazione durante la quale alcuni ricercatori di ISTEC CNR hanno presentato cinque dimostrazioni scientifiche: Andrea Ruffini "Dal legno all'osso", Teresa D'Alessandro "L'osso magnetico per il futuro", Marina Serantoni e Alessandra Sanson "La fotosintesi clorofilliana artificiale: celle solari di nuova generazione", Anna Costa "Tessuti che si puliscono da soli se esposti al sole?", Carmen Galassi "Salta che ti illumini _ I materiali piezoelettrici: come ricavare energia elettrica dal movimento".ISTEC CNR ha contribuito ad organizzare l'edizione faentina dell'evento Notte dei Ricercatori 2010, progetto finanziato dalla Commissione Europea e coordinato localmente dal Comune di Faenza. ISTEC ha partecipato alla fase organizzativa dell'evento ed alla sua implementazione proponendo inoltre 8 dimostrazioni scientifiche che si sono svolte nei propri laboratori: E' stato stipulato un contratto tra ISTEC CNR e Rimini Fiera per l'organizzazione, nell'ambito della manifestazione TECNARGILLA edizione 2010, di un evento di trasferimento tecnologico denominato Ceramic TTD e di un convegno scientifico denominato KERMAT. Ceramic TTD, evento internazionale di brokeraggio tecnologico, all'interno della più importante fiera mondiale del settore, Tecnargilla., è giunto così alla sesta edizione raccogliendo 18 offerte di tecnologia e promuovendo una trentina di incontro one-to-one tra proponenti e imprese interessate. Il simposio Internazionale Kermat 2010, LE NUOVE FRONTIERE DEI MATERIALI CERAMICI, si è svolto il 29 settembre 2010. Sono state presentate due proposte allo Start Cup CNR-Il Sole 24 Ore, iniziativa promossa dal Consiglio Nazionale delle Ricerche e da Rete Ventures S.c.ar.l., in collaborazione con Il Sole 24 Ore, per favorire la nascita e l'avvio di imprese ad alto contenuto tecnologico ed il loro consolidamento sul mercato, che ha visto la partecipazione di più di sessanta proposte. Le proposte ISTEC sui: 1)"Tessuti Ceramizzati", presentato dalla Dr. Anna Luisa Costa e 2) sui "Materiali ceramici trasparenti per un'illuminazione a basso consumo", presentato dalla Dr. Laura Esposito si sono classificati rispettivamente al primo e secondo posto per l'area geografica del Nord. La premiazione ufficiale ha avuto luogo il 4 novembre 2010, a Genova, nel corso dell'ottava edizione del Festival della Scienza. Tali proposte partecipano inoltre all'iniziativa nazionale PNICUBE 2010, che si svolgerà a Palermo 3 dicembre 2010.È stata selezionata una candidatura dell'ISTEC nell'ambito del Festival dei Giovani Talenti TNT-Roma,17-21/11/2010.Si è concluso con buoni risultati il contratto attivo stipulato con l'Agenzia Polo Ceramico dal titolo: Sviluppo di strumenti a supporto dell'innovazione tecnologica nella PMI e la costituzione di nuove imprese high-tech. Il progetto ha previsto l'implementazione di un'attività sistematica di raccolta delle informazioni sulle competenze ed eccellenze disponibili, nonché sulle necessità del settore ceramico, evidenziando la necessità di integrazione dei flussi informativi per un'efficace divulgazione e trasferimento delle informazioni tra imprese, organizzazioni di settore, centri di eccellenza e centri per l'innovazione.ISTEC partecipa ai lavori della Conferenza Economica Provinciale della Provincia di Ravenna che si terrà il 13 dicembre 2010, sedendo al TAVOLO 5 dedicato a ECONOMIA DELLA CONOSCENZA, TECNOPOLI, INTERNAZIONALIZZAZIONE. Sono state avviate le azioni per l'implementazione di un sistema di gestione destinato al conseguimento dell'Accreditamento delle strutture di Ricerca industriale e Trasferimento Tecnologico della regione Emilia Romagna.


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniISTEC ha reso ancor più stabili i rapporti con:• Confindustria Ceramica - Viale Monte Santo, 40 - 41049 Sassuolo (MO): rapporti in seno alla PTIC, collaborazioni diverse;• ANDIL Assolaterizi - Via Alessandro Torlonia, 15 - 00161 Roma: rapporti in seno alla PTIC, collaborazioni diverse;• Federchimica Ceramicolor – Via Giovanni da Procida, 11- 20149 Milano: rapporti in seno alla PTIC, collaborazioni diverse;• ACIMAC - Villa Marchetti Via Fossa Buracchione, 84 41100 Baggiovara (MO): rapporti in seno alla PTIC, collaborazioni diverse, in particolare organizzazione di eventi di trasferimento tecnologico;• Rimini Fiera S.p.A.- Via Emilia, 77 47900 Rimini (RN): organizzazione di eventi;• Università di Modena e Reggio Emilia Dipartimento di Ingegneria - Via Università 4 - 41100 Modena: collaborazioni inerenti i programmi regionali e il Tecnopolo della Ceramica (Prof. Manfredini);• Agenzia Polo Ceramico – Via Granarolo, 62 48018 Faenza (RA) P. IVA 01060610399: collaborazioni nell'ambito dell'Incubatore per il sostegno a spin off nuove ed esistenti e del Parco Torricelli;• Comune di Faenza - ……………….: collaborazione nella organizzazione di eventi e manifestazioni, collaborazione relativa ai progetti "Tecnopolo", "Distretti Tecnologici" e "Parco Torricelli".• ENEA Centro Ricerche Faenza - collaborazione nella organizzazione di eventi e manifestazioni, collaborazione relativa ai progetti "Tecnopolo", "Distretti Tecnologici" e "Parco Torricelli".• ASTER - Via Gobetti 101 - Area Ricerca CNR - 40129 – Bologna P.I. 03480370372: rapporti nell'ambito della Rete Alta Tecnologia della Regione Emilia-Romagna e del Cluster Costruzioni e progettazione dei Tecnopoli;• Centro Ceramico di Bologna - Via Martelli, 26 40138 Bologna, P. IVA 00947780375: rapporti nell'ambito della Rete Alta Tecnologia della Regione Emilia-Romagna e del Cluster Costruzioni, partecipazione al Tecnopolo della Ceramica;• CERTIMAC scarl – via Granarolo 62 – 48018 Faenza (RA) P. IVA 02200460398: società in convenzione;




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Ceramici e compositi ultrarefrattari (UHTC) per applicazioni spaziali e strutturali

Commessa: Produzione, lavorazione e caratterizzazione di ceramici e compositi strutturali a progettazione funzionale


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: MONTEVERDE FREDERIC TULLIO

Risultati conseguiti Produzione, fornitura e caratterizzazione di materiali UHTC per vari soggetti (Centro Italiano Ricerche Aerospaziali, Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Università di Napoli Federico II)Contratto Fluid Gravity Eng. Ltd: realizzazione di "holders" in UHTC destinati alla missione BION M1 (ESA).Progetto Bilaterale ISTEC –Shanghai Institute of Ceramics: realizzazione congiunte di nuovi sistemi della classe UHTC, scambio di ricercatori e pubblicazioni congiunte.Sviluppo e caratterizzazione di catalizzatori per produzione di gasSottomissione di domande scritte per nuovi finanziamenti.Pubblicazioni su riviste ISI internazionali e partecipazioni convegni internazionali


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2010 0 8 1 4 2 10 0 0 2 0

Principali collaborazioniISTEC riafferma la posizione di "partner" qualificato in progetti nazionali e collaborazioni internazionali anche nello scenario degli UHTC. La fornitura da parte di ISTEC di UHTC alimenta le seguenti collaborazioni con: Centro Italiano Ricerche Aerospaziali, DIAS_Università di Napoli Federico II, Centro Italiano Ricerche Aerospaziali. La collaborazione con il Shanghai Institute of Ceramics (Cina) si è conclusa nel 2010, con gli scambi ricercatori previsti: è in corso la domanda di rinnovo triennale.




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Produzione e caratterizzazione di materiali ceramici compositi funzionali elettroconduttivi e ad alta lavorabilità.



Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: SCITI DILETTA

Risultati conseguiti I risultati conseguiti riguardano principalmente la produzione, fornitura e caratterizzazione di materiali nell'ambito di progetti (MATMEC, EPHESTUS), contratti di ricerca (MBDA) e/o conto terzi.Progetto Bilaterale ISTEC - Institute of Inorganic Chemistry, Slovacchia. Realizzazione congiunte di nuovi materiali e soggiorno di studio di ricercatori ISTEC (Dr.ssa Laura Silvestroni) presso istituzione slovacca.Progetto Bilaterale ISTEC - Shanghai Institute of Ceramics: realizzazione congiunte di nuovi materiali a base di carburi refrattari e materiali tenacizzati, scambio di ricercatori e pubblicazioni congiunte. Produzione, fornitura e caratterizzazione di materiali nell'ambito delle collaborazioni nazionali e internazionali. Pubblicazioni congiunte. Presentazioni a convegni su invito: 34th International Conference and exposition on Advanced Ceramics and Composites, January 2010, Cocoa Beach, fl, USA, D. Sciti et al "Processing and properties of toughened ultrahigh temperature ceramics", Altre due partecipazioni a convegni internazionali con presentazione orale.


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2010 0 6 1 1 0 9 0 0 7 0

Principali collaborazioniContinuano le collaborazioni nazionali e internazionali con centri di ricerca e università.Tali collaborazioni si basano essenzialmente sullo scambio di materiali e caratterizzazioni. La fornitura da parte di ISTEC di materiali alimenta le seguenti attività con università e centri di ricerca italiani come: CNR-INO, Firenze, Caratterizzazione ottica di materiali ceramici per assorbitoriUniversità di Ferrara, Comportamento in corrosione di compositi ZrN-TiCNR-IENI, Genova, Argomento: Studio di giunzioni su compositiLe principali collaborazioni con istituzioni internazionali sono: PROMES-CNRS, Odeillo Francia, Argomento: Comportamento in ossidazione di Carburi ultra-Refrattari in forno solareCORNING S&T, USA, Argomento: Resistenza a corrosione di materiali a base di ZrC e ZrB2Università di Berkeley, Argomento: Studio di giunzione di materiali a base di carburi refrattari




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Materiali ceramici trasparenti per applicazioni ottiche ed elettromagnetiche



Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: ESPOSITO LAURA

Risultati conseguiti Ceramici trasparenti a base YAG. La ricerca sull'influenza delle variabili di processo dello spray dryer Buchi sulla morfologia delle polveri dopo atomizzazione ha permesso di definire le condizioni ottimali per le composizioni analizzate. Per quanto riguarda le polveri nanometriche di Al2O3 e Y2O3 che devono essere successivamente sottoposte a formatura per pressatura, è stata definita la morfologia e la dimensione dei granuli atomizzati per l'ottenimento di campioni pressati omogenei e con elevata densità allo stato di verde. Lo studio è proseguito con la determinazione delle migliori condizioni di sinterizzazione per ogni singolo sintema analizzato per l'ottenimento di materiali con elevate prestazioni. Tutto ciò mantenendo le necessarie condizioni di contenimento del grado di contaminazione delle polveri, fondamentale per l'ottenimento di una elevata trasparenza nel materiale finale. I materiali prodotti sono stati caratterizzati sotto l'aspetto microstrutturale e delle proprietà ottiche, queste ultime in collaborazione con l'IFAC CNR di Sesto Fiorentino. Un contributo importante per la corretta determinazione delle proprietà ottiche è venuto dall'INO di Firenze che si è occupato di lucidare a regola d'arte i campioni prima delle misure ottiche e laser. Ceramici per finestre elettromagnetiche. La caratterizzazione del materiale selezionato a seguito dello screening effettuato nell'anno precedente, ha portato alla definizione dei parametri di processo ottimali per la produzione di componenti di grandi dimensioni. E' stato realizzato un dimostratore e la caratterizzazione che ne è seguita ha mostrato che le proprietà del materiale sono le stesse anche per il campione di dimensioni maggiori.

Ceramici per finestre protettive. Sono state studiate diverse composizioni a base di spinello MgAl2O4 utilizzando diverse polveri commerciali e sono stati testati numerosi cicli di sinterizzazione a caldo per l'ottimizzazione dei parametri di processo. Ciò ha permesso l'ottenimento di materiali con un elevato grado di trasmittanza


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2010 0 1 0 0 0 0 0 0 4 0

Principali collaborazioniLe collaborazioni attive nel 2010 sono state : INO-CNR Firenze, INO-ILIL CNR Pisa, MBDA S.p.A., CSM Roma, IFAC CNR Sesto Fiorentino; Laserwave Italia; CSIC Spagna, TRIDONIC Jennersdorf GmbH Austria, Joanneum Research Institute Austria, Imperial College Londra UK.




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Produzione e caratterizzazione di geopolimeri e ceramici biostrutturali



Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: MEDRI VALENTINA

Risultati conseguiti - Approvazione di un progetto del Ministero dello Sviluppo Economico per la preparazione di pannelli antivibrazione e/o insonorizzanti.- Messa a punto materiali e processi per realizzare pannelli refrattari compositi a base

geopolimerica utilizzando scarti industriali come carica inerte.- Messa a punto materiali e processi per realizzare spugne ceramiche a base di carburo di silicio consolidate per via chimica.- Produzione e caratterizzazione di di ceramici non ossidici come compositi ceramica-ceramica e ceramica metallo (ZrN-ossidi ceramici, ZrN-TiN e ZrN-Ti)- Messa a punto materiali e processi per realizzare ceramici strutturali radiotrasparenti per applicazioni in strumentazioni chirurgiche nell'ambito del progetto Roboman. - Nell'ambito delle attività legate a committenti (industrie) sono stati soddisfatti tutti i requisiti nelle tempistiche richieste dai contratti.- Pubblicazioni e partecipazioni convegni internazionali.


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2010 0 1 1 1 0 0 0 0 5 0

Principali collaborazioniCollaborazioni con il Dipartimento di Chimica Industriale e dei Materiali della Facoltà di Chimica Industriale, Bologna, e con l'Accademia delle Scienze di Praga nell'ambito di pubblicazioni scientifiche. Collaborazione con Centro di Studi sulla Corrosione "Aldo Daccò" (Università di Ferrara) nell'ambito di una tesi specialistica. Collaborazione con Intrauma Srl nell'ambito del progetto Roboman. Altre collaborazioni sono in relazione ai progetti/contratti presentati in varie sedi ed in attesa di valutazione.




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Ricerca e sviluppo di materiali e sistemi ceramici innovativi per edilizia, usi domestici e industriali

Commessa: Ricerca e sviluppo di materiali e sistemi ceramici innovativi per edilizia, usi domestici e industriali


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: RAIMONDO MARIAROSA

Risultati conseguiti 1) Sviluppo di piastrelle ceramiche, anche di grandi dimensioni, con superfici fotocatalitiche. Trasferimento delle conoscenze e dei risultati acquisiti alle aziende.2) Sviluppo di sintesi a basso impatto ambientale per l'ottenimento di nanosospensioni metalliche (mono e bimetalliche) applicabili come inchiostri ceramici, antibatterici, nanofluidi, catalizzatori. Sviluppo di sintesi di nanosospensioni di TiO2 per la realizzazione di paste serigrafiche applicabili in celle DSSC. Trasferimento delle conoscenze e dei risultati acquisiti alle aziende.3) Contributo allo sviluppo di sistemi di piastrellature realizzate con lastre ceramiche di grandi dimensioni e spessore sottile da utilizzare in edilizia, arredamento, ecc. Trasferimento delle conoscenze e dei risultati acquisiti alle aziende.4) Sviluppo di superfici funzionalizzate (superidrofobiche-superidrofiliche) mediante realizzazione di coatings nanometrici di natura ossidica; in via di brevettazione.5) Progettazione e sintesi di nuove strutture di pigmenti ceramici; Conoscenza della loro struttura e del comportamento colorimetrico e tecnologico nelle matrici ceramiche durante la cottura industriale.6) Sviluppo di collaborazioni internazionali con costituzione di networks di lavoro per proposte di progetto sottoposte ai bandi nazionali ed europei.

Pubblicazioni: 10 articoli su riviste ISI-JCR; 3 peer-reviewed proceedings di congressi internazionali; 1 capitolo di libro.


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2010 0 11 0 2 1 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniLa strategia seguita nelle collaborazioni nazionali ed internazionali è tesa a rafforzare la Commessa, sia dal punto di vista delle competenze scientifiche che sotto il profilo delle risorse strumentali, al fine di aumentare la capacità di rispondere alle richieste dell'industria e rendere più incisive le attività di sviluppo di nuove tecnologie per la ceramica.

In quest'ottica si collocano alcune collaborazioni pluriennali:Uni Bologna: sviluppo di tecnologie di sintesi di nanomateriali e sospensioni nanostrutturate per funzionalizzazioni della ceramica e nuove applicazioni (con assegnista di ricerca e tesi di laurea).Uni Ferrara: progettazione e sviluppo di pigmenti ceramici e nanomateriali per la ceramica (con dottorato di ricerca e tesi di laurea).Uni Nacional del Sur Bahia Blanca (Argentina), IPT San Paolo (Brasile): valorizzazione di materie prime per ceramica (bilaterali).

Altre collaborazioni sono state cominciate:CNR-ITC Milano, Uni Modena-Reggio Emilia: caratterizzazione e modellazione di superfici ceramiche funzionalizzate.Uni Aveiro (Portogallo), Uni Cantabria-Santander (Spagna): riciclo di scarti industriali nella fabbricazione di materiali ceramici.

Uni Parma, Uni Sapienza Roma: caratterizzazione e sviluppo di pigmenti ceramici (progetto PRIN: SPIN GEO-TECH).ENEA-CRM Faenza, CTMNC Clamart (Francia): proprietà termiche e termo-igrometriche di laterizi.

Inoltre, si sono avute collaborazioni con imprese:Colorobbia Italia, Vinci FI: "Sintesi di pigmenti ceramici tramite microonde" (contratto);System, Fiorano Modenese MO: "Indagine tecnico-scientifica su materiali e tecnologie per piastrelle ceramiche" (contratto);TRE, Forlì: "Nanomateriali per l'Energia" (Progetto MISE-ICE-CRUI);Marazzi, Sassuolo MO: "Caratterizzazione di superfici fotocatalitiche" (servizio conto terzi).




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Lavorazione, funzionalizzazione e caratterizzazione di materiali ceramici e compositi per applicazioni antiusura e biomedicali

Commessa: Lavorazione, funzionalizzazione e caratterizzazione di materiali ceramici e compositi per applicazioni antiusura e biomedicali


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: FAGA MARIA GIULIA

Risultati conseguiti Lavorazioni ad asportazione di truciolo (settore aerospaziale). Le prove di lavorazione hanno indicato una diversa truciolabilità dei materiali Inconel 718 e gTiAl; nel caso del gTiAl si osserva la rimozione del materiale sotto forma di polvere anziché di vero e proprio truciolo. La lavorabilità di quest'ultimo è particolarmente difficoltosa e per tale motivo le velocità di taglio al momento impiegate sono estremamente contenute. L'effetto del lubrificante tradizionale consiste in un aumento del tempo di vita dell'utensile. Microlavorazioni: studio dell'effetto della microforatura mediante metallo duro (grado K20) sulla

superficie di due compositi Al2O3-ZrO2, sia verdi sia presinterizzati. Non è stata osservata alcuna correlazione tra le condizioni di taglio e la dimensione e la geometria dei fori ottenuti. I campioni allo stato di verde presentano una migliore integrità superficiale e una miglior tolleranza dimensionale. Materiali per applicazioni biomedicali: le prove di bioattività ottenuta mediante il metodo di Kokubo in versione dinamica indicano l'ininfluenza dell'agitazione sulla precipitazione di fosfato di calcio sulla superficie dei biomateriali. Sono state messe a punto le condizioni di adsorbimento di laminina, la cui presenza sulla superficie dei materiali è stata osservata mediante microscopia a forza atomica, mediante la quale è stato anche possibile osservarne la morfologia. Sono ancora in via di completamento le analisi XPS, mediante le quali è possibile determinare lo strato di proteina adsorbito sulla superficie.


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2010 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniDenominazione UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI TORINO DIPARTIMENTO DI CHIMICA IFMDescrizioneIl Dip.to di Chimica IFM afferisce al Centro di eccellenza NIS dell'Università di Torino. Il centro dispone di numerose apparecchiature per la caratterizzazione di superficie dei materiali, quali spettrofotometri IR, Raman, UV-Vis, Fluorimetri, microscopi ottici ed elettronici, a scansione e in trasmissione, microscopio a forza atomica, forni per trattamenti termici, linee per trattamenti dei materiali in vuoto. Il centro ha un' enorme esperienza nel campo della chimica fisica applicata a metalli supportati e ossidi ed è attivo nel settore delle nanotecnologie. La collaborazione si articola in termini di scambio di competenze, messa a disposizione delle strumentazioni, collaborazione nei progetti, in fase di stesura e di svolgimento.

Denominazione UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI TORINODescrizioneCentro Interdipartimentale di Biotecnologie Molecolari -ISTEC fornisce materiali ceramici modificati superficialmente per via umida idonei per colture e per test di biocompatibilità che vengono eseguiti presso il Dipartimento. Lo scopo è quello di analizzare il comportamento delle cellule sulle superfici ceramiche in relazione al tipo di modificazione. Vengono utilizzate linee cellulari di diverso tipo e si analizza la sopravvivenza delle cellule, la loro crescita e proliferazione nonché la differenziazione.

Denominazione UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI TORINODipartimento di Scienze Biomediche e Oncologia UmanaA questo dipartimento afferiscono gli odontoiatri coinvolti nello studio dei materiali per applicazioni biomediche. E' in corso una proficua collaborazione per l'analisi della risposta cellulare dei materiali ossidici modificati superficialmente.

Denominazione POLITECNICO DI TORINODescrizioneTra l'ISTEC e questo dipartimento esiste un rapporto di collaborazione consolidato che ha portato proficui risultati nello studio dell'usura di alcuni materiali. Il Politecnico ha anche fornito studenti e dottorandi per la realizzazione delle linee di ricerca comune.

Denominazione CLEAN NT LAB - ENVIRONMENT PARK S.P.ADescrizioneIl centro di ricerca privato dispone delle competenze e delle strumentazioni idonee alla preparazione

di film sottili. In particolare, i collaboratori dispongono di una tecnologia avanzata (PVD ad arco catodico) per la deposizione di film sottili nanocompositi, dei quali riescono a modulare la composizione a seconda delle finalità applicative. Anche questi partner sono attivi collaboratori in fase di stesura e svolgimento di progetti di ricerca.




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Commessa: Processi e materiali per applicazioni elettromeccanicheProgetto: Microsistemi e dispositivi embeddedDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: GALASSI CARMEN

Risultati conseguiti 1) Lo studio di compositi magnetoelettrici ha portato alla messa a punto del processo per la produzione di un nuovo materiale, la cobalto ferrite e di compositi PZT- CoFe2O4 e PZT- NiFe2O4 (in collaborazione con Univ. Iasi) compresa la relativa caratterizzazione piezoelettrica2) E' stato avviato lo studio di un nuovo materiale ad altissima costante dielettrica, CaCu3Ti4O12 (CCTO) e studiato il processo per realizzarlo.3)Sistema leadfree BNBT: sono state studiate 4 nuove composizioni nell'intorno della composizione con il massimo accoppiamento elettromeccanico (collaborazione con ISC-CNR) 4) Sono state ottimizzate le formulazioni di sospensioni da colaggio a base acquosa e tutto il processo fino ai prototipi di lastrine sottili del materiale PZT 5) Sono state ottimizzate le formulazioni delle paste serigrafiche, i processi per ottenerle, e sono stati prodotti i film spessi. Prototipi di sensori PZT sono stati integrati su supporti dello stesso materiale con i relativi elettrodi di platino; sono state studiate microstruttura e proprietà ferroelettriche (Tesi Pienti). 6) è stata messa a punto la sospensione del materiale PZT e sono state studiate le condizioni del processo di deposizione elettroforetica (voltaggio, corrente) ed i trattamenti termici, fino ad ottenere film su silicio, ben adesi, privi di difetti anche su superfici relativamente ampie.

7)Sono stati pubblicati 12 articoli su riviste JCR, 1 capitolo di libro, 3 articoli su riviste internazionali, non JCR.


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2010 0 7 0 1 1 1 0 0 1 0

Principali collaborazioniPartner dell'azione Azione COST MP0904 SIMUFER;proseguita la consolidata collaborazione con CNR-ISC (Roma), con la Facoltà di Chimica Industriale, Bologna, con Università "Al. I. Cuza" Facoltà di Fisica, Romania, National Institute of Materials Physics, Bucharest, Romania, Faculty of Applied Chemistry and Materials Science, Polytechnics University of Bucharest, e con Aziende ( Colorobbia-CeRiCol, IPECC).Avviata la collaborazione con Case Western Riserve University, Cleveland con cui è stato formalizzato un accordo di collaborazione ed una Associatura




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Processi e caratterizzazione di sistemi a grande interfase

Commessa: Processi e materiali per applicazioni elettromeccanicheProgetto: Microsistemi e dispositivi embeddedDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: GARDINI DAVIDE

Risultati conseguiti (1) Il ricoprimento di falde di fibra minerale con polimeri inorganici ed opportuni trattamenti termici hanno consentito di ottenere, su scala di laboratorio, pannelli rigidi resistenti alle temperature di esercizio (600-800°C) e con una buona resistenza meccanica. Si sono investigate alcune

condizioni operative in modo da ottenere le migliori prestazioni. L'estensione a dimensioni maggiori ha messo in evidenza alcune criticità che dovranno essere affrontate come un migliore controllo del fenomeno del ritiro durante l'essiccamento. (2) I dati reologici raccolti per gli inchiostri serigrafici di PZTN sono stati utilizzati come riferimento per proporre un nuovo approccio alla descrizione della tissotropia. Il modello ottenuto scegliendo in modo arbitrario cinetiche e legami tra parametro strutturale e viscosità (presentato al Convegno Nazionale di Reologia) ha messo in evidenza alcune criticità sulle quali si sta lavorando. (3) La modellazione dei transitori di corrente misurati durante la deposizione elettroforetica (EPD) ha permesso di ricavare informazioni utili circa lo strato depositato. In particolare, si è esteso il modello sviluppato in precedenza eliminando l'ipotesi che il rapporto tra resistitività e densità del deposito si mantenesse costante. (4) L'attività in conto terzi ha consentito di stabilire nuove collaborazioni con aziende oltre a testare sistemi di interesse tecnologico. (5) La promozione dell'attività del modulo in una fiera internazionale del settore ha permesso di allargare il potenziale bacino di utenza. (6) L'attività di ricerca ha portato a 2 comunicazioni orali a convegni, 3 pubblicazioni su riviste ISI /JCR, 2 pubblicazioni su atti di convegno e 1 pubblicazione non ISI / JCR.


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2010 0 1 3 3 1 2 0 0 1 0

Principali collaborazioniERRETIESSE POWER, Mercato Saraceno, Forlì-Cesena.HIDRIA AET, Tolmin, Slovenia.DAUNIA SOLAR CELL, Forlì.FANTI COSTRUZIONI, S.Benedetto Val di Sambro, Bologna.Dr. F. BUSI, ImolaUNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA.




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Commessa: Sistemi integrati di produzione, robot e componenti high tech - Processi e materiali per applicazioni elettromeccaniche


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: GALASSI CARMEN



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Sintesi di materiali piezoelettrici e realizzazione di target per uso sputtering RF

Commessa: Sensori innovativi per grandezze fisiche e/o chimiche per uso industrialeProgetto: Sistemi di monitoraggio, controllo e sicurezza nei contesti produttivi e d'uso;

materiali e sensoriDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: GALASSI CARMEN

Risultati conseguiti Sono stati prodotti target per deposizione per magnetron sputtering del diametro richiesto.


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Innovazione e Servizi per il settore Ceramico

Responsabile: CIANI BARBARA



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Studio delle proprietà reologiche e colloidali di sistemi dispersi ceramici finalizzato all'ottimizzazione dei processi e dei prodotti ceramici

Responsabile: GALASSI CARMEN

Risultati conseguiti L'attività era stata conclusa nel 2009; nel 2010 è stata conseguita la pubblicazione di un importante articolo relativo allo studio dei parametri critici nel processo di deposizione elettroforetica:C. BALDISSERRI, D. GARDINI and C. GALASSI Analysis of Current Transients During Electrophoretic Deposition (EPD) from Colloidal TiO2 Suspensions J. Coll. Inter. Sci. 347 (2010) 102–111


anno Brevetti

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Risultati progettua

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ione applicativa

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da terzicosti

figurativivalore

effettivo

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Brevetti

1 Tosti M.; Donina G.; Bezzi F.; Blosi M.; Fabbri P.; Zanelli C.; Mingazzini C.; Dondi M. - Elettrophoretic process for making coatings in compositematerials with polymeric matrix

2 Blosi M.; Albonetti S.; Dondi M.; Baldi G.; Barzanti A.; Bitossi M. - Process for preparing stable suspensions of metal nanoparticles and the stable colloidal suspensions obtained thereby

Articoli ISI

1 De Bernardi-Martín S.; Gómez-García D.; Domínguez-Rodríguez A.; De Portu G. - A first study of the high-temperature plasticity of ceria-doped zirconia polycrystals - JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, Vol. 30, Pagg. 3357-3362

2 Baldisserri C.; Gardini D.; Galassi C. - An analysis of current transients during electrophoretic deposition (EPD) from colloidal TiO2 suspensions - JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE, Vol. 347, Pagg. 102-111

3 Savino R.; De Stefano Fumo M.; Paterna D.; Di Maso A.; Monteverde F. - Arc-jet testing of ultra-high-temperature-ceramics - AEROSPACE SCIENCE AND TECHNOLOGY, Vol. 14, Pagg. 178-187

4 Fiori C.; Vitali D.; Camurri E.; Fabbri B.; Gualtieri S. - Archaeometrical study of Celtic ceramics from Monte Bibele (Bologna, Italy) - APPLIED CLAY SCIENCE, Vol. 50, Pagg. -

5 Fortineau J.; Tran-Huu-Hue L. P.; Galassi C.; Capiani C.; Lethiecq M. - Characterisation and electroacoustic Modelling of porous piezoceramics with graded porosity for ultrasonic transducer applications - ADVANCES IN APPLIED CERAMICS, Vol. 109, Pagg. 184-188

6 Alderighi D.; Pirri A.; Toci G.; Vannini M.; Esposito L.; Costa A. L.; Piancastelli A.; Serantoni M. - Characterization of Yb:YAG ceramics as laser media - OPTICAL MATERIALS, Vol. 33, Pagg. 205-210

7 Guicciardi S.; Melandri C.; Monteverde F. - Characterization of pop-in phenomena and indentation modulus in a polycrystalline ZrB2 ceramic - JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, Vol. 30, Pagg. 1027-1034

8 Ferraris M.; Perero S.; Miola M.; Ferraris S.; Gautier G.; Maina G.; Fucale G.; Verne E. - Chemical, mechanical and antibacterial properties of silver nanocluster-silica composite coatings obtained by sputtering - ADVANCED ENGINEERING MATERIALS, Vol. 12, Pagg. B276-B282

9 Ozel E.; Yurdakul H.; Turan S.; Ardit M.; Cruciani G.; Dondi M. - Co-doped willemite ceramic pigments: technological behavior, crystal structure and optical properties - JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, Vol. 30, Pagg. 3319-3329

10 Hajjaji W.; Zanelli C.; Seabra M. P.; Dondi M.; Labrincha J. A. - Cr-doped titanite pigment based on industrial rejects - CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, Vol. 158, Pagg. 167-172

11 Piazza D.; Galassi C.; Barzegar A.; Damjanovic D. - Dielectric and piezoelectric properties of PZT ceramics with anisotropic porosity - JOURNAL OF ELECTROCERAMICS, Vol. 24, Pagg. 170-176

12 Monteverde F.; Savino R.; De Stefano Fumo M. - Dynamic oxidation of ultra-high temperature ZrB2-SiC under high enthalpy supersonic flows - CORROSION SCIENCE, Vol. -, Pagg. ---

13 Sanson A.; Roncari E.; Boldrini S.; Mangifesta P.; Doubova L. - Eco-friendly screen-printing inks of gadolinia doped ceria - JOURNAL OF FUEL CELL SCIENCE AND TECHNOLOGY, Vol. 7, Pagg. 051013-051013

14 Cordero F.; Trequattrini F.; Deganello F.; La Parola V.; Roncari E.; Sanson A. - Effect of doping and oxygen vacancies on the octahedral tilt transitions in the BaCeO3 perovskite - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 82, Pagg. 104102-104102

15 Ardit M.; Cruciani G.; Dondi M.; Merlini M.; Bouvier P. - Elastic properties of perovskite YCrO3 up to 60 GPa - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 82, Pagg. -

16 Cernea M.; Galassi C.; Vasile B. S.; Ganea P.; Radu R.; Ghita G. - Electrical investigations of holmium-doped BaTiO3 derived from sol-gel combustion - JOURNAL OF MATERIALS RESEARCH, Vol. 25, Pagg. 1057-1063

17 Gardini D.; Deluca M.; Nagliati M.; Galassi C. - Flow properties of PLZTN aqueous suspensions for tape casting - CERAMICS INTERNATIONAL, Vol. 36, Pagg. 1687-1696

18 Landi E.; Valentini F.; Tampieri A. - Freeze-casting of biomimetic apatites for the development of scaffolds - JOURNAL OF APPLIED BIOMATERIALS & BIOMECHANICS, Vol. 8, Pagg. 119-119

19 Dominguez E. A.; Iglesias C.; Dondi M.; Murray H. H. - Genesis of the La Espingarda kaolin deposit. Implications for epithermal deposit exploration in Patagonia - APPLIED CLAY SCIENCE, Vol. 47, Pagg. 290-302

20 Ballarin B.; Cassani M. C.; Tonelli D.; Boanini E.; Albonetti S.; Blosi M.; Gazzano M. - Gold Nanoparticle-Containing Membranes from in Situ Reduction of a Gold(III)-Aminoethylimidazolium Aurate Salt - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C, Vol. 114, Pagg. 9693-9701

21 Landi E.; Uggeri J.; Sprio S.; Tampieri A.; Guizzardi S. - Human osteoblast behavior on as-synthesized SiO4 and B-CO3 cosubstituted apatite - JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART A, Vol. 94A, Pagg. 59-70

22 Sanson A.; Mercadelli E.; Roncari E.; Licheri R.; Orru` R.; Cao G.; Merlone-Borla E.; Marzorati D.; Bonavita A.; Micali G.; Neri G. - Influence of processing parameters on the electrical response of screen printed SrFe0.6Ti0.4O3-d thick films - CERAMICS INTERNATIONAL, Vol. 36, Pagg. 521-527

23 Scarisoreanu N.; Craciun F.; Chis A.; Birjega R.; Moldovan A.; Galassi C.; Dinescu M. - Lead-free ferroelectric thin films obtained by pulsed laser deposition - APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING, Vol. 101, Pagg. 747-751

24 Ciomaga C.; Dumitru I.; Mitoseriu L.; Galassi C.; Iordan A. R.; Airimioaei M.; Palamaru M. N. - Magnetoelectric ceramic composites with double-resonant permittivity and permeability in GHz range: a route towards isotropic metamaterials - SCRIPTA MATERIALIA, Vol. 01, Pagg. -

25 Faga M. G.; Mattioda R.; Settineri L. - Microstructural and mechanical characteristics of recycled hard metals for cutting tools - CIRP ANNALS-MANUFACTURING TECHNOLOGY, Vol. 59, Pagg. 133-136

26 Alfano D.; Scatteia L.; Monteverde F.; Beche E.; Balat Pichelin M. - Microstructural characterization of ZrB2-SiC based UHTC tested in the MESOX plasma facility - JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, Vol. 30, Pagg. 2345-2355

27 Guicciardi S.; Silvestroni L.; Nygren M.; Sciti D. - Microstructure and toughening mechanisms in spark plasma-sintered ZrB2 ceramics reinforced by SiC whiskers or SiC-chopped fibers - JOURNAL OF THE AMERICAN CERAMIC SOCIETY, Vol. 93, Pagg. 2384-2391

28 Costa A. L.; Serantoni M.; Blosi M.; Mercadelli E.; Esposito L.; Piancastelli A.; Sanson A. - Microwave assisted synthesis of Yb:Y2O3 based materials for laser source application - ADVANCED ENGINEERING MATERIALS, Vol. 1, Pagg. 1-6

29 Serantoni M.; Mercadelli E.; Costa A. L.; Blosi M.; Esposito L.; Sanson A. - Microwave-assisted polyol synthesis of sub-micrometer Y2O3 and Yb-Y2O3 particles for laser source application - CERAMICS INTERNATIONAL, Vol. 36, Pagg. 103-106

30 Albonetti S.; Blosi M.; Gatti F.; Migliori A.; Ortolani L.; Morandi V.; Baldi G.; Barzanti A.; Dondi M. - Microwave-assisted synthesis of Au, Ag and Au-Ag nanoparticles and their catalytic activities for the reduction of nitrophenol - STUDIES IN SURFACE SCIENCE AND CATALYSIS, Vol. 175, Pagg. 621-624

31 Kon E.; Delcogliano M.; Filardo G.; Fini M.; Giavaresi G.; Francioli S.; Martin I.; Pressato D.; Arcangeli E.; Quarto R.; Sandri M.; Marcacci M. - Orderly osteochondral regeneration in a sheep model using a novel nano-composite multilayered biomaterial - JOURNAL OF ORTHOPAEDIC RESEARCH, Vol. 28, Pagg. 116-124

32 Sciti D.; Medri V.; Silvestroni L. - Oxidation behaviour of HfB2-15vol% TaSi2 at low, intermediate and high temperatures - SCRIPTA MATERIALIA, Vol. 63, Pagg. 601-604

33 Aoki Y.; Gardonio P.; Gavagni M.; Galassi C.; Elliott S. J. - Parametric study of piezoceramic patch actuator for proportional velocity feedback control loop - JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION, Vol. 132, Pagg. 061007-061007

34 Zanelli C.; Dondi M.; Raimondo M.; Guarini G. - Phase composition of alumina-mullite-zirconia refractory materials - JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, Vol. 30, Pagg. 29-35

35 Cordero F.; Craciun F.; Trequattrini F.; Mercadelli E.; Galassi C. - Phase transitions and phase diagram of the ferroelectric perovskite (Na0.5Bi0.5)1−xBaxTiO3 by anelastic and dielectric measurements - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. -

36 Scatteia L.; Alfano D.; Cantoni S.; Monteverde F.; De Stefano Fumo M.; Di Maso A. - Plasma torch test of an Ultra-High-Temperature Ceramics nose cone demonstrator - JOURNAL OF SPACECRAFT AND ROCKETS, Vol. 47, Pagg. 271-279

37 Monteverde F.; Savino R.; De Stefano Fumo M.; Di Maso A. - Plasma wind tunnel testing of ultra-high temperature ZrB2-SiC composites under hypersonic re-entry conditions - JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, Vol. 30, Pagg. 2313-2321

38 Raimondo M.; Dondi M.; Zanelli C.; Guarini G.; Gozzi A.; Marani F.; Fossa L. - Processing and properties of large-sized ceramic slabs - BOLETIN DE LA SOCIEDAD ESPANOLA DE CERAMICA Y VIDRIO, Vol. 49, Pagg. 289-296

39 Bueno S.; Ferrari B.; Melandri C.; De Portu G.; Baudin C. - Processing of alumina-coated tetragonal zirconia materials and their response to sliding wear - CERAMICS INTERNATIONAL, Vol. 36, Pagg. 1545-1552

40 Medri V.; Capiani C.; Bellosi A. - Properties of slip-cast and pressureless sintered ZrB2-SiC composites - INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED CERAMIC TECHNOLOGY, Vol. 1, Pagg. 1-9

41 Dondi M.; Guarini G.; Raimondo M.; Zanelli C.; Dalle Fabbriche D.; Agostini A. - Recycling the insoluble residue from titania slag dissolution (tionite) in clay bricks - CERAMICS INTERNATIONAL, Vol. 36, Pagg. 2461-2467

42 Medri V.; Fabbri S.; Dedecek J.; Sobalik Z.; Tvaruzkova Z.; Vaccari A. - Role of the morphology and the dehydroxylation of metakaolins on geopolymerization - APPLIED CLAY SCIENCE, Vol. 50, Pagg. 538-545

43 Medri V.; Capiani C.; Gardini D. - Slip casting of ZrB2-SiC composite aqueous suspensions - ADVANCED ENGINEERING MATERIALS, Vol. 12, Pagg. 210-215

44 Cernea M.; Andronescu E.; Radu R.; Fochi F.; Galassi C. - Sol-gel synthesis and characterization of BaTiO3-doped (Bi0.5Na0.5)TiO3 piezoelectric ceramics - JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS, Vol. 490, Pagg. 690-694

45 Sciti D.; Guillaume B.; Fantozzi G.; Silvestroni L. - Spark plasma sintering of Hfb2 with low additions of silicides of molybdenum and tantalum - JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, Vol. 30, Pagg. 3253-3258

46 Sakhno Y.; Bertinetti L.; Iafisco M.; Tampieri A.; Roveri N.; Martra G. - Surface hydration and cationic sites of nanohydroxyapatites with amorphous or crystalline surfaces: a comparative study - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C, Vol. 114, Pagg. 16640-16648

47 Mercadelli E.; Sanson A.; Pinasco P.; Roncari E.; Galassi C. - Tape cast porosity-graded piezoelectric ceramics - JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, Vol. 30, Pagg. 1461-1467

48 Raimondo M.; Dondi M.; Guarini G.; Zanelli C.; Gambi N.; Cani E.; Vaccari A.; Albonetti S. - Technological and aesthetic performances of coloured sintered frits - CFI-CERAMIC FORUM INTERNATIONAL, Vol. 87, Pagg. E43-E46

49 Guicciardi S.; Swarnakar A. K.; Van Der Biest O.; Sciti D. - Temperature dependence of the dynamic Young's modulus of ZrB2-MoSi2 ultra-refractory ceramic composites - SCRIPTA MATERIALIA, Vol. 62, Pagg. 831-834

50 Ardit M.; Cruciani G.; Dondi M. - The crystal structure of Sr-hardystonite, Sr2ZnSi2O7 - ZEITSCHRIFT FUR KRISTALLOGRAPHIE, Vol. 225, Pagg. 298-301

51 Silvestroni L.; Sciti D.; Melandri C.; Guicciardi S. - Toughened ZrB2-based ceramics through SiC whisker or SiC chopped ﬁber additions - JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, Vol. 30, Pagg. 2155-2164

52 Micele L.; Palombarini G.; Guicciardi S.; Silvestroni L. - Tribological behaviour and wear resistance of a SiC-MoSi2 composite dry sliding against Al2O3 - WEAR, Vol. 269, Pagg. 368-375

53 Micele L.; Palombarini G.; Guicciardi S.; Silvestroni L. - Tribological behaviour and wear resistance of a SiC-MoSi2 composite dry sliding against Al2O3 - WEAR, Vol. 269, Pagg. 368-375

54 Marocchi M.; Bargossi G. M.; Gasparotto G.; Dondi M. - Vitrification of basalt orthostats and mud building components from Tilmen Höyük (south-eastern Turkey): an experimental and geoarchaeological approach - JOURNAL OF ARCHAEOLOGICAL SCIENCE, Vol. 37, Pagg. 488-498

55 Medri V.; Mazzocchi M.; Bellosi A. - ZrB2-based sponges and lightweight devices - INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED CERAMIC TECHNOLOGY, Vol. 1, Pagg. 1-9

Articoli non ISI

1 Di Maso A.; Savino R.; De Stefano Fumo M.; Silvestroni L.; Sciti D. - Arc-Jet Testing on HfB2-TaSi2 Models: Effect of the Geometry on the Aerothermal Behaviour - The Open Aerospace Engineering Journal, Vol. 3, Pagg. 10-19

2 De Portu G.; Micele L.; Guicciardi S. - Compositi ceramici laminati: le proprietà antiusura - Utensili e Attrezzature, Vol. Nov., Pagg. 42-45

3 Latini V.; Striano V.; Monteverde F.; Rendina I.; Parolini C. - DEDALO: Application of structural health monitoring systems on UHTC structures - The Open Aerospace Engineering Journal, Vol. 3, Pagg. 32-40

4 Leonelli C.; Kamseu E.; Medri V.; Fabbri S. - Materie prime di origine naturale nel processo di geopolimerizzazione - Ceramica Informazione, Vol. 489, Pagg. 305-310

5 Pardo L.; García A.; Brebøl K.; Curecheriu L. P.; Mitoseriu L.; Mercadelli E.; Galassi C. - Piezoelectric characterization of lead-free ferroelectric ceramics - Processing and Application of Ceramics, Vol. 4, Pagg. 199-207

6 Pardo L.; GarcıA A.; Brebøl K.; Mercadelli E.; Galassi C. - Piezoelectric properties of lead-free submicron-structured (Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3 ceramics from nanopowders - Smart Materials and Structures, Vol. 19, Pagg. 115007-115007

7 Gardini D.; Galassi C. - Semplici test e protocolli reologici per aziende ceramiche - Ceramurgia + Ceramica Acta, Vol. 40, Pagg. 107-115


1 Blosi M.; Albonetti S.; Gatti F.; Dondi M.; Migliori A.; Ortolani L.; Morandi V.; Baldi G. - Au, Ag and Au-Ag nanoparticles: microwave-assisted synthesis in water and applications in ceramic and catalysis - NANOTECH 2010, Anaheim, USA

2 Sandri M.; Tampieri A.; D'Alessandro T.; Landi E.; Bertinetti L. - Biomimetic Fe Hydroxyapatite endowed with intrinsic magnetization - Congresso Nazionale Società Italiana Biomateriali, Camogli (GE)

3 Sprio S.; Ruffini A.; Tampieri A. - Biomorphic bone scaffolds made of biomimetic hydroxyapatite obtained by transformation of rattan wood - 23rd European Conference on Biomaterials, Tampere, Finlandia

4 Sprio S.; Ruffini A.; Tampieri A. - Biomorphic transformations to obtain hierarchically organized bone scaffolds from native ligneous structures - International Conference on Nanomaterials: Synthesis, Characterization and Applications, Kottayam, India

5 Gardini D.; Mercadelli E.; Galassi C. - Comportamento tissotropico di inchiostri serigrafici di ceramici piezoelettrici - XI Convegno della Società Italiana di Reologia, Trieste

6 Craciun F.; Dinescu M.; Scarisoreanu N. D.; Capiani C.; Galassi C.; Morintale E. - Impedance spectroscopy study of relaxor ferroelectric PLZT thin films obtained by PLD and RF-PLD - E-MRS 2009 Spring Meeting Materials Science and Engineering, Strasburgo Francia

7 Fabbri B.; Gualtieri S. - Impiego di materiali geopolimerici come adesivi nella conservazione di manufatti in pietra naturale o artificiale - IV Convegno - Monitoraggio e Conservazione preventiva dei Beni Culturali, Cassino

8 Russo A.; Panseri S.; Casino D.; Shelyakova T.; Tampieri A.; Bock N.; Goranov V.; Landi E.; Dionigi C.; Riminucci A.; Dediu V.; Marcacci M. - Innovative magnetic nanoparticles approaches for bone and osteochondral tissue engineering - First Global Congress on NanoEngineering for Medicine and Biology, Houston, TX, USA

9 Mercadelli E.; Gondolini A.; Sanson A.; Albonetti S.; Boldrini S. - MW-Assisted polyol mediated synthesis of gadolinium-doped ceria nanopowders - 9th European Solid Oxide Fuell Cell Forum, Lucerna

10 Bellosi A. - New stuctural bioceramic for orthopaedic applications - Modern ceramic materials and their application Conference 2010, Novosibirsk (Russia)

11 Clementini M.; Maioli M. G.; Carbonara E.; Macchiarola M. - Piazza Ferrari a Rimini: il mosaico del triclinio nella "Domus del Chirurgo". Un intervento tra restauro e manutenzione - Atti del XV Colloquio AISCOM (Associazione italiana per lo studio e la conservazione del mosaico)., Aquileia

12 Zanelli C.; Raimondo M.; Guarini G.; Marani F.; Fossa L.; Dondi M. - Porcelain stoneware large slabs: processing and technological properties - 11th World Congress on Ceramic Tile Quality, Castellon (Spagna)

13 Bellosi A.; Guicciardi S.; Medri V.; Monteverde F.; Sciti D.; Silvestroni L. - Processing and properties of ultra-refractory composites based on Zr- and Hf-borides: state of the art and perspectives - NATO Advanced Research Workshop - Boron rich Solids, Orlando, Florida, USA

14 Gardini D.; Galassi C. - Simple rheological tests and protocols for SME ceramic producers - 12th International Ceramic Congress, Montecatini Terme

15 Fabbri B.; Gualtieri S.; Ercolani G.; Alavi M.; Movassaghi K. - Tecnologie di realizzazione degli smalti di Isfahan: continuità e modernità - Convegno Aiar- Riflessioni e Trasparnze diagnosi e consevazione di opere e manufatti vetrosi, Ravenna

16 Pardo L.; Mercadelli E.; García A.; Brebøl K.; Galassi C. - Thermal Evolution of Dielectric and Piezoelectric properties of Lead-Free Submicron-Structured (Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3 Ceramics - 19th International Symposium on the Applications of Ferroelectrics, Edimburgh

17 Sciti D.; Bellosi A.; Guicciardi S.; Monteverde F.; Medri V.; Silvestroni L. - Ultra high temperature ceramics (UHTCs) for severe environment - Modern ceramic materials and their application Conference 2010, Novosibirsk - Russia

18 Balat-Pichelin M.; Beche E.; Monteverde F.; Scatteia L.; Alfano D. - Ultra high temperature ceramics for hypersonic entry of slender shaped advanced space vehicles - 7th International Planetary Probe Workshop, Barcellona (Spagna)

19 Balat-Pichelin M.; Beche E.; Monteverde F.; Alfano D.; Scatteia L. - Ultra‐High  Temperature  Ceramics  for  hypersonic  entry  of  slenders-shaped  advanced  space  vehicles  - 7th International Planetary Probe Workshop, Barcellona (Spagna)

20 Silvestroni L.; Sciti D. - Ultra-high temperature ceramics containing TaSi2 - 12th International Ceramic Congress, Montecatini Terme, Italy

Libri

1 Monteverde F.; Guicciardi S.; Melandri C.; Dalle Fabbriche D. - Densification, microstructure evolution and mechanical properties of ultrafine SiC particle dispersed ZrB2 matrix composites - Boron Rich Solids: Sensors for Biological and Chemical Detection: Sensors, Ultra High Temperature Ceramics, Thermoelectrics, Armor, ©Springer, Germany

2 Amato F.; Gualtieri S.; Fabbri B. - La rivoluzione tecnica dei Bianchi - , Museo Internazionale delle Ceramiche, Faenza

3 Dondi M. - Materie prime ceramiche : giacimenti di materie prime per piastrelle ceramiche in Europa - , Società Ceramica Italiana, Bologna

4 Stoleriu L.; Ciomaga C.; Fochi F.; Ochoa P.; Fernández J. F.; Galassi C.; Buscaglia V.; Nanni P.; Mitoseriu L. - Mechanically clamped PZT ceramics investigated by First-order reversal curves diagram - Processing and Application of Ceramics, Faculty of Technology, University of Novi Sad, Belgrado

5 Mercadelli E.; Sanson A.; Galassi C. - Porous piezoelectric ceramics - Piezoelectric Ceramics, INTECH Open access Publ., -

6 Bellosi A.; Guicciardi S.; Medri V.; Monteverde F.; Sciti D.; Silvestroni L. - Processing and properties of ultra-refractory composites based on Zr- and Hf-borides: State of the art and perspectives - Boron Rich Solids: Sensors, Ultra High Temperature Ceramics, Thermoelectrics, Armor, Springer Science + Business Media B.V. 2011, Dordrecht, The Netherland

Rapporti

1 Sciti D.; Silvestroni L.; Costa A. L.; Ruffini A.; Guarini G. - Analisi di polveri e manufatti densi a base di carburo di silicio

2 Gardini D. - Analisi reologiche di inchiostri serigrafici3 Gardini D. - Analisi reologiche su sospensioni argillose4 Monteverde F. - Application for significant bilateral projects within the Joint Declaration

following the 10th Review Conference on Scientific and Technological Cooperation between Italy and the United States of America for the years 2011-2013

5 Sciti D. - Assorbitori ceramici ultrarefrattari per generazione di energia dal solare termodinamico ad altissima temperatura

6 Monteverde F. - Caratterizzazione di materiali ceramici ossidici e da catalizzatori da questi ottenuti. Syngas mediante processo SCT-CPO

7 Monteverde F. - Caratterizzazione di materiali ossidici e di catalizzatori da questi ottenuti. Syngas mediante processo SCT-CPO

8 Monteverde F. - Caratterizzazione di supporti ceramici per catalizzatori da questi ottenuti. Syngas mediante processo SCT-CPO

9 Guicciardi S.; Melandri C. - Caratterizzazione meccanica di provini di silice forniti dalla EUROARCE Srl

10 Silvestroni L.; Sciti D. - Characterization of ultra high temperature ceramics via transmission electron microscopy

11 Sciti D.; Guicciardi S.; Bellosi A.; Silvestroni L. - D3.1 Module Definition (Materials and specifications), Delivery of ceramics from ISTEC-CNR

12 Sciti D.; Silvestroni L.; Guicciardi S. - D3.2 Absorber Material Definition, geometrical design and testing - Materials otpimization and oxidation tests

13 Monteverde F. - Ground experimental tests and BION aerothermodynamic analysis14 Galassi C.; Damjanovic D.; Mitoseriu L.; Erhart J.; Van Hattum F.; Van Griensven M.;

Calvetti D. - IPISAB Integrated PIezoelectric systems mimicking the Sensing/Actuating Bone functions

15 Guicciardi S.; Melandri C. - Misura della tenacitá a frattura con il metodo chevron notched beam (cnb) su materiali a base di zirconia forniti dalla ditta Bettini S.p.A.

16 Sciti D. - Produzione e caratterizzazione di materiali ceramici ultrarefrattari (UHTC) innovativi e ad alta tenacità

17 Monteverde F. - Protezioni termiche avanzate a profilo aguzzo per ambienti estremi18 Esposito L.; Sciti D.; Silvestroni L.; Bellosi A. - Rapporto di attività 01/10 - Prove di

resistenza alla frattura di materiali a base SION e risultati sul sistema D modificato19 Esposito L.; Sciti D.; Silvestroni L.; Bellosi A.; Dalle Fabbriche D. - Rapporto di attività

02/10: Caratterizzazione provini per confronto cicli produttivi20 Sciti D.; Guicciardi S.; Esposito L.; Melandri C. - Rapporto tecnico 03/2010 -

Caratterizzazione meccanica di manufatti prodotti da Bettini Spa21 Sciti D. - Sviluppo di materiali ceramici ultraresistenti all'ablazione per applicazioni nella

propulsione22 Galassi C.; Guicciardi S.; Medri V.; Fabbri S. - Sviluppo di un manipolatore robotizzato per

la riduzione delle fratture ossee23 Monteverde F.; Sanson A. - Sviluppo e caratterizzazione di catalizzatori per la produzione

olefine leggere a partire da idrocarburi gassosi e liquidi24 Guicciardi S. - Thermo-mechanical characterization of composites (CMC) and their joints

Principali risorse strumentali dellʼIstitutoISTEC possiede un parco attrezzature e strumentazione necessario per far fronte allo sviluppo di

processi di produzione e alla caratterizzazione microstrutturale, fisica, chimica e termo-meccanica dei materiali, in particolare finalizzate allo sviluppo di materiali, dispositivi e componenti per una varietà di applicazioni industriali, biomedicali, aerospaziali, per il controllo ambientale e per nuovi processi che generano energia.

La capacità di ricerca e sviluppo dell'ISTEC è resa possibile da laboratori attrezzati con apparecchiature di processo e con strumentazione per il controllo della microstruttura e delle proprietà termo-meccaniche e chimico-fisiche dei prodotti. Le principali dotazioni di laboratorio vengono elencate con riferimento al loro impiego: -Sintesi e Trattamento di polveri: mulini per polveri e colloidi, micronizzatori, frantoi a mascelle, attritore, essiccatore a spruzzo, giragiarre, miscelatori, sonda ad ultrasuoni,liofilizzatore, stufe, evaporatore rotante, etc.Tecnologie di formatura:: estrusore a freddo, stampaggio ad iniezione a bassa pressione, sistemi di colaggio su stampi di gesso, colaggio in stampi sotto pressione, banco di colatura su nastro, presse lineari, pressa isostatica a freddo, trafile.-Tecnologie di rivestimento: elettroforesi, sputtering, serigrafia.-Trattamenti termici : forni in aria a varie temperature (1000, 1300, 1700, 1800°C), forni in atmosfera inerte, 2000°C, forno sotto pressione di gas inerte: 2200°C e 100 Kg/cm2pressa a caldo 1900°C, 400 Kg/cm2 e, pressa a caldo sotto vuoto 1900°C, 30MPa, forno di sinterizzazione sotto alto vuoto, 1800°C.-Caratterizzazione microstrutturale, morfologica e chimica: microscopi ottici e stereoscopici, microscopio elettronico a scansione con microsonda a dispersione di energia, diffrattometri RX con camera a bassa e ad alta temperatura, spettrofotometro ad assorbimento atomico, spettrometro ICP-AES, sedimentografi, porosimetro, misuratori di superficie specifica.-Termoanalisi.: microscopio riscaldante, analisi termica ponderale e termica differenziale (1600°C), analisi dilatometrica (1600°C).-Reologia e studio sistemi dispersi: viscosimetro, reometro a torsione, apparecchiatura per la misura della mobilità elettroforetica, acusto-sizer.-valutazione della resistenza in ambienti corrosivi, ossidanti, alte temperature, etc.-Proprietà meccaniche e tribologiche: macchine universali per la misura della resistenza a flessione ed a compressione sia a temperatura ambiente che ad alta temperatura (fino a 1500°C), macchine per la misura della fatica statica ad alta temperatura (fino a 1500°C), apparati per la valutazione della tenacità alla frattura e per la misura del modulo di Young dinamico attraverso l'identificazione della frequenza di risonanza, micro e macro-durometri, nanoindenter, tribometro per la valutazione della resistenza ad usura, apparato per la determinazione della resistenza all'urto termico.-Proprietà elettriche: impedenza, resistenza superficiale e di volume, polarizzatore per materiali piezoelettrici

Considerazioni generali ed elementi di autovalutazioneConsiderazioni generaliISTEC possiede competenze uniche ed esclusive nel panorama tecnicologico e scientifico nazionale sui materiali ceramici e compositi presso ISTEC-CNR, Faenza

Le principali attività sono finalizzate allo sviluppo di materiali, dispositivi e componenti per una varietà di applicazioni industriali, biomedicali, aerospaziali, per il controllo ambientale e per nuovi processi che generano energia:-scienza di base dei materiali, -sviluppo e caratterizzazione di polveri, -sviluppo e caratterizzazione di semilavorati e di materiali porosi o densi,-sviluppo di tecnologie di processo per la realizzazione di architetture e tessiture complesse, quali per es: porosità a gradiente, multistrato multi-composizionali e(o a gradiente) materiali e compositi (comopositi particolati o con fibre e wiskers), prodotti densi -sviluppo di tecnologie di formatura per realizzare forme complesse

-Sviluppo di tecnologie di sinterizzazione per il controllo della microstruttura -sviluppo di processi di trattamenti superficiali per funzionalizzazione delle superfici attraverso processi chimici o fisici-sviluppo di tecnologie per realizzare giunzioni tra materiali dissimili-sviluppo di tecniche di rivestimento o riporto per serigrafia, sol gel, sputtering-analisi delle caratteristiche microstrutturali di superficie e di bulk-analisi delle proprietà meccaniche: tenacità a frattura, durezza, resistenza meccanica-misura di proprietà elettriche-valutazione della resistenza in ambienti corrosivi, ossidanti, alte temperature, etc.

Materiali oggetto di studio e finalità applicative:

+Bioceramici bioriassorbibili: materiali e compositi organico-inorganico per applicazioni nella chirurgia rigenerativa. I materiali sono in grado di regolare la crescita delle trabecole ossee nella porosità e gradualmente nel tempo di scomparire mentre l'osso si forma e cresce.

+Bioceramici inerti: ceramici e compositi di nuova generazione per protesi strutturali (per ogni tipo di giunto osseo) soggette a carichi meccanici ed usura, fissature per parti ossee e dello scheletro, etc. Possibilità di ottenere forme molto complesse ed elevate caratteristiche di tolleranze dimensionali e proprietà superficiali specifiche.

+Ceramici strutturali: materiali monolitici e compositi a base ossidica e non ossidica con avanzate proprietà tribologiche ed antiusura in ogni tipo di condizione ambientale (liquidi corrosivi e non, carichi meccanici, atmosfere corrosive e non ) etc.

+Componenti ad elevata resistenza termica e meccanica per industria meccanica, metallurgica, chimica, dei trasporti e dell'aerospazio. +Compositi metallo ceramica-cermet e polimero-ceramica.

+Ceramici ultrarefrattari (con punti di fusione da 3000 a 4000°C) per applicazioni industriali, aerospazio, propulsione, nuovi sistemi energetici ad assorbimento solare, etc.

+Ceramici per applicazioni energetiche: celle SOFC, assorbitori di radiazione solare di nuova generazione;+Sviluppo di processi per celle fotovoltaiche basate su strati di ossido di titanio nanometrico

+Ceramici "intelligenti" per sensori, attuatori, dispositivi ecografici, antivibrazione, etc.

+Sensori nanostrutturati per controllo ambientale e dell'abitacolo delle auto

+Ceramici chimicamente legati, che possono essere prodotti senza i trattamenti termici ad elevate temperature, utili anche nel caso in cui sia necessario assemblare parti metalliche con ceramici.+Pareti legere antifuoco e per assorbimento acustico. Pareti di nuova convcezione ventilata. Impiego di materie prime di scarto di altre lavorazioni industriali.

+Sviluppo di processi per trattamenti funzionalizzanti delle superfici (piastrelle) per scopi fotovoltaici, autopulenti, antimacchia, antibatterico, per cnferire caratteristiche idrofiliche o idrofobiche, etc.

+Ceramizzazione dei tessuti attraverso processi di impregnzione da nanosols per rendere i tessuti autopulenti, antimacchia, antibatterici,

+Sintesi di nanoparticelle di metalli nobili (a base di oro, argento, rame..) per processi di catalisi nelle reazioni di idrogenazione e ossidazione, per impieghi negli inchiostri per stampante, (per superfici

ceramiche, tessuti, plastica, vetro, etc..), con elevato controllo morfologico e dimensionale.

+Produzione di nanopolveri ad effetto catalitico a partire da processi chimici innovativi, con elevato controllo delle porietà e delòelò funzioni.

+Sviluppo di ceramici trasparenti per applicazioni laser, per finestre elettromagnetiche selettive, (altamente protettive e resistenti all'impatto)

+Sintesi di nanopigmenti ceramici (nanopolveri o sospensioni) per una varietà di applicazioni

Elementi di autovalutazioneL'Istituto si caratterizza per l'unicità delle competenze sui materiali ceramici e relativi compositi affrontando tecnologie che diventano sempre più complesse ed interdisciplinari. Settori di eccellenza:1) Ceramici strutturali. I materiali (tra cui YAG, nitruri, carburi, boruri di Si, Zr, Ti, Hf , Al, e compositi) e i relativi processi (trattamento polveri, formatura, sinterizzazione, lavorazione delle superfici, rivestimenti, giunzioni) hanno come obiettivo la produzione di componenti per applicazioni nei settori: meccanica, energetica, trasporti, aerospaziale, elettronica e biomedicale. Vengono approfondite le correlazioni tra la microstruttura e le proprietà meccaniche e funzionali. Nella maggior parte dei casi vengono ottimizzati i processi fino alla fase di prototipazione a livello di laboratorio, con la produzione di manufatti idonei ad essere testati su banco o in prove su scala reale, per le seguenti applicazioni: spaziali (protezion termiche); biomedicali (protesi strutturali e scaffolds vari); strutture e costruzioni (pannelli leggeri antifuoco e isolamento acustico); dispositivi per la meccanica; opto-elettronica (materiali attivi per laser o trasparenti a specifiche radiazioni). 2) Ceramici funzionali. A) Per applicazioni in energetica, le attività riguardano celle SOFC, sistemi di accumulo e celle DSSC, lo studio e ottimizzazione di quei processi ceramici affidabili e facilmente industrializzabili che consentano l'ottenimento dei dispositivi sopracitati in modo economicamente vantaggioso e il più possibile eco-compatibile. B) Per applicazioni funzionali: nuove tecnologie per l'ambiente, l'edilizia, l'industria e i beni culturali. In particolare: i) materiali piezoelettrici, ferroelettrici e rilassori ceramici per vari dispositivi (meccatronica, robotica, ecc.) ii)Sintesi, ingegnerizzazione, caratterizzazione e applicazione di sistemi nano strutturati per la funzionalizzazione di superfici dure (piastrelle) e di tessuti. iii) Attività di supporto all'innovazione di prodotto e di processo nei settori dei materiali per l'edilizia, della ceramica per uso domestico e industriale, delle tecnologie per l'industria ceramica (sviluppo di nuovi materiali, valorizzazione di materie prime e seconde, nuove tecniche di indagine). Ivi) Studi archeometrici su materiali archeologici e da complessi architettonici: caratterizzazione di varie tipologie ceramiche, di differenti epoche e provenienze, mosaico e materiali lapidei. Malte, geopolimeri, resine epossidiche e nanomateriali per conservazione e restauro di ceramica, materiali lapidei e musivi.3) Bioceramici. Sviluppo di nuove tecnologie per la realizzazione di: i) sostituti ossei a porosità multidimensionale controllata; ii) compositi bioibridi templati su polimeri naturali mediante reazioni di "self assembling" da utilizzarsi come sostituti ossei, bioprotesi o scaffolds per l'ingegneria tissutale; iii)processi morfosintetici nanotecnologici per la trasformazione di sistemi naturali come cellulose,

chitine, etc in materiali bioattivi replicanti la struttura gerarchica dell'osso; ivi) Sistemi ceramici e compositi per l'ingegneria dei tessuti con funzione di 'drug delivery'.I prodotti della ricerca (scientifici, come le pubblicazioni, o tecnologici, come i dispositivi e i prototipi) nulla hanno da invidiare a quelli di prestigiose Istituzioni di simile vocazione a livello internazionale. L'impegno di anni presso ISTEC ha generato un sistema che può lavorare per obiettivi in archi temporali prefissati ed in accordo con partnership diversificata sia accademica che privata. Tale capacità è dimostrata dal fatto che comunque, al di là dei limiti e delle difficoltà oggettive, un significativo numero di progetti rientra in iniziative nazionali promosse dal MIUR (FIRB-FISR etc) e nella partecipazione, spesso nel ruolo di leader, a progetti Europei e, su basi contrattuali con soggetti Internazionali, quali US-Air Force.Alcuni gruppi di ricerca hanno raggiunto una massa critica e una capacità di fare ricerca che consentono loro di presentarsi, nei vari contesti nazionali ed internazionali, preparati, motivati e consapevoli delle nuove dinamiche, associando l' entusiasmo ed il contributo dei giovani alle competenze dei ricercatori "senior".

Tra gli elementi positivi nell'evoluzione recente dell'ISTEC si possono enumerare:1) la capacità dell'Istituto di accedere alle risorse offerte dalle politiche regionali, in particolare ove l'Istituto è presente; da quelle nazionali (programmi FIRB e FISR), europee (progetti europei) ed internazionali (collaborazioni bilaterali con Cina, Giappone, Brasile e Argentina).2) il sistema di relazioni internazionali: l'Istituto ha una fitta rete di relazioni con diversi importanti Istituti di ricerca sui ceramici del mondo. Ciò è dovuto alla vocazione dei suoi ricercatori che si esprime nei progetti sopra citati. 3) il sistema di relazioni regionali: in Emilia Romagna la partecipazione diretta o indiretta dell'ISTEC alla Rete dell'alta tecnologia del Distretto Tecnologico High-Mech e la collaborazione con i consorzi ad essi collegati costituiscono i punti di forza che consentiranno la partecipazione ISTEC ai Laboratori del Tecnopolo di Ravenna. In Piemonte e in Lombardia per la partecipazione a diversi programmi regionali e un FIRB. 4) Relazioni in ambito locale: il trasferimento di alcuni laboratori dell'ISTEC all'interno dell'Incubatore di Impresa, facente parte del Parco delle Arti e delle Scienze di Faenza. L'attuale progetto gestionale prevede una presenza ISTEC, la partecipazione del Centro ENEA di Faenza e dell'Università di Bologna. Tutto ciò attraverso la partecipazione diretta del CNR con la presenza nel CdA di una costituenda nuova società che dovrà nascere da una riformata Agenzia Polo Ceramico (APC). Questo sarà punto di partenza per una organica programmazione poliennale di ricerca (Tecnpolo/Distretto Produttivo) che muoverà nel 2011, con una possibile apertura per la partecipazione dell'ISTEC ai progetti regionali nell'ambito del Tercnopolo di Ravenna, specificamente per i Laboratori Energia e Nuovi Materiali. 5) La grande rilevanza internazionale assunta dall'attività di ricerca sui bio-ceramici i cui risultati sono stai considerati, dalla rivista americana TIME, tra i 50 migliori della ricerca mondiale per il 2010. La visibilità eccezionale a livello nazionale di due progetti presentati nel concorso per le Start-Cup, che ha visto due progetti dell'ISTEC (Tessuti Ceramizzati e Ceramici trasparenti per LED) essere premiati come primo e secondo alla selezione finale del Festival della Scienza a Genova a Novembre 2010.6). Il consolidamento della posizione di eccellenza raggiunta a livello internazionale dalla ricerca sugli Ultra High Temperature Ceramics (UHTC).8) Il contenimento dei costi di gestione , come la riduzione del 30% sul costo del servizio pulizie e del 40% preventivato sul costo della sorveglianza a partire dal 2011.

Punti di debolezza emersi nel 2010 che vanno segnalati:a) Una richiesta eccezionale di interventi per la sicurezza. Le necessità ammontano a circa 200.000 Euro e si cercherà di far fronte ad ogni necessario intervento nel 2011. Alcune esigenze come quelli di nuova cabina elettrica e del completo rifacimento dell'impianto di condizionamento (entrambi non rispondenti alle norme di legge vigenti) richiedono circa 100.000 dedicati. Allo scopo si è deciso di trattenere le quote 5% sui contratti degli anno 2008-2009 e di chiedere una rinuncia volontaria al personale sul dovuto accantonamento della professionalità. Entrambe queste azioni hanno portato la disponibilità di una somma di circa 80.000€. Si è anche deciso di continuare a non

accantonare i fondi della professionalità per il 2010 e 2011, in modo da renderli disponibili per gli interventi sull'edificio.b) Ciò nonostante è difficoltoso il reperimento di fondi per le manutenzioni ordinarie e straordinarie delle apparecchiature e dei laboratori;c) Il trasferimento della FIGD inferiore di un terzo rispetto a quanto necessario per tenere aperto l'Istituto a uomo fermo.d) La ridotta possibilità di individuare i programmi di attività in base a libere valutazioni e scelte operate dall'Istituto tra le diverse possibilità progettuali istituzionali oppure offerte dal mercato. Infatti, in prevalenza, la scelta è stata conseguente alla forzata accettazione di queste ultime in quanto indispensabile fonte di sostegno economico per l'Istituto. La ridotta disponibilità finanziaria proveniente dall'Ente ed il blocco delle assunzioni nel 2009 e 2010 ha costretto l'ISTEC a sopperire con finanziamenti esterni alle spese generali ed alla definizione di contratti a tempo determinato (ex Art. 23, collaborazione coordinata e continuativa, assegni di ricerca, ecc.). Si spera che tale situazione possa trovare un certo rilassamento con la messa a concorso dei 4 posti da ricercatore banditi per il 2010 ma ancora non espletati e con gli altri previsti dal turnover entro il 2011, anche se questi risultano decurtati rispetto alle previsioni di un anno fa. Anche con questa disponibilità di personale, non si eviterà un impoverimento del patrimonio culturale e di conoscenze che l'Istituto ha accumulato negli anni, attraverso l'attività suoi ricercatori, mettendolo in condizioni di prepararsi ad affrontare le sfide che si proporranno nel prossimo futuro. e) Sofferenze legate a contratti con privati già da tempo conclusi per i quali si è registrato il mancato pagamento gli importi dovuti previsti dal contratto stesso. E' già stata avviata un'opera di recupero crediti investendo, quando del caso, l'ufficio legale dell'Ente.f) La situazione di precarietà per quanto riguarda la struttura amministrativa dovuta al fatto che il segretario amministrativo è collocato presso la unità distaccata di Torino, con conseguenti disagi operativi.

Proposta di interventi organizzativiLo scenario di riferimento delineato suggerisce di privilegiare, al momento, i seguenti settori (anche se le variabili subiscono continue trasformazioni, in un modello interattivo dell'innovazione, in cui le domande di ricerca fondamentale sorgono affrontando problemi pratici e viceversa):- energia (dalla produzione e recupero di energia ai trasporti ed aerospazio)- ambiente (controllo delle emissioni, processi e materiali "verdi")- nuovi materiali da costruzione (dai materiali ultraleggeri ed ultra-isolanti alle piastrelle funzionalizzate, a componenti che rispondono alle più recenti normative sul risparmioenergetico in edilizia, etc.),- salute (biomateriali, biotecnologie, difesa) - beni culturali (prodotti innovativi per la conservazione e restauro del patrimonio ceramico, lapideo e architettonico). La maggior parte delle risorse verrà dedicata alla penetrazione nei programmi rivolti all'innovazione industriale e nell'ambito di collaborazioni coordinate a livello nazionale ed europeo. Tuttavia, sarà fatta salva la possibilità di fare ricerca "knowledge driven" su temi di frontiera. In questo è di conforto l'indicazione espressa nel PNR 2010-2012.

La situazione corrente: le tre aree di riferimento per le attività (ceramici avanzati, ceramici tradizionali, beni culturali) presentano una diversa capacità di attrazione di progetti dall'esterno e quindi di risorse. All'interno di queste aree di competenze sono strutturate le commesse, attualmente molto diverse tra loro per finanziamenti e addetti. Su un totale di circa 1.3 milioni di euro di fondi acquisiti all' "esterno" nel 2009, due settori (ceramici strutturali e bioceramici) sono molto attivi con entrate di circa 300-400 mila euro ciascuna, altri settori sono deboli: in particolare quello dei beni culturali (per mancanza del supporto di settori produttivi), e dei materiali per l'elettronica, che pure hanno prodotto ricerca competitiva ad alto livello. Attualmente ISTEC afferisce al Dipartimento "Sistemi di Produzione" con compartecipazione di alcune commesse nei Dipartimenti: "Medicina", "Energia e Trasporti" e "Patrimonio Culturale".

Una serie di decisioni per la riorganizzazione delle commesse, come conseguenza di quanto sopra descritto, e' stato deciso di concerto con i responsabili di commessa e modulo e in accordo con la maggioranza del Consiglio di Istituto, di potenziare le aree di competenza acquisite e definire priorità settoriali, recuperando risorse da attività che non comportano avanzamento significativo delle conoscenze o relative a settori maturi, non rispondenti alla domanda di innovazione. Le valutazioni in materia hanno trovato un accordo con le indicazioni dei Dipartimenti, anche se nelle decisioni il peso di ISTEC è stato determinante.I principi guida che hanno portato alla revisione delle commesse sono stati i seguenti: i) Necessità di conferire ad ogni commessa una struttura dinamica e flessibile, assicurando una massa critica sufficiente a garantirne la crescita e la capacità di creare conoscenza fruibile per il trasferimento.ii) Volontà di riequilibrare le risorse delle commesse, in relazione al ruolo strategico che deriva dai loro settori di competenze, per evitare che le variazioni nel tempo nell'acquisizione di fondi esterni determini sbilanciamenti che deprimono efficienza e prodotto del lavoro. iii) Valorizzare il ruolo delle commesse in modo tale che all'interno delle commesse si raggiunga il massimo livello di approfondimento degli argomenti allo studio e si consegua l'eccellenza nelle competenze e la capacità di inventare e di identificare nicchie strategiche di future richieste di innovazione.Allo scopo si sono chiuse le seguenti commesse:

PC.P03.011 Ceramica, mosaico e intonaci in archeologia e in complessi architettonici Il motivo della chiusura è la scarsità di fondi disponibilibili conseguenti ad attività e progetti in scadenza e l'assenza di progetti certi per il 2011, anche se sono stati presentati un progetto europeo e diversi altri nell'ambito di collaborazioni internazionali. All'interno della nuova commessa dove trova collocazione questa attività come modulo sarà possibile garantire la continuità di attività correlate ai beni culturali anche in assenza di fondi specifici dedicati e di far continuare la messa a frutto di competenze e di formazione.

SP.P01.024 Formazione - Trasferimento Tecnologico Il motivo della chiusura è nel fatto che convergono in questa commessa fondi di iniziative varie non specificamente definibili come attività di ricerca e sviluppo ma piuttosto di divulgazione e formazione. Pertanto le stesse attività verranno riportate all'interno di altre commesse.

SP.P01.034 SP.P08.012 Ricerca e sviluppo di materiali e sistemi ceramici innovativi per edilizia, usi domestici e industriali Il settore dei ceramici tradizionali necessita di una visione più ampia nei termini di innovazione di prodotto e processo che coinvolgono tecnologie innovative come nanotecnologie e altre problematiche di avanguardia, per es. il riciclo di scarti industriali. Pertanto l'attività di questa commessa è presente nel modulo della commessa aperta che associa anche tematiche innovative.

SP.P02.009 Processi e materiali per applicazioni elettromeccaniche La commessa è stata chiusa per scarsità di personale dedicato e di fondi disponibili, nonostante siano stati presentati diversi progetti (europei, nazionali, regionali) che verranno valutati nei prossimi mesi. Le competenze trovano collocazione e costituirà modulo di nuova commessa.

Commessa di nuova apertura: SP.P01.037 Scienza e tecnologia dei materiali ceramici per l'ambiente, l'edilizia, l'industria e i beni culturali (M. Dondi)SP.P01.037.001 Processi e materiali per applicazioni elettromeccaniche (Ca. Galassi)SP.P01.037.002 Nanotecnologie e processi colloidali (A. Costa)SP.P01.037.003 Tecnologie innovative per l'edilizia (M. Raimondo)SP.P01.037.004 Archeometria, diagnostica e tecnologia per la conservazione dei beni culturali (M. Macchiarola).

Inolre un nuovo modulo è stato aggiunto nelle commesse seguenti, che risulatno pertanto così

costituite: SP.P01.033 SP.P08.009 Produzione, lavorazione e caratterizzazione di ceramici e compositi strutturali a progettazione funzionale (S. Guicciardi)SP.P01.033.001 SP.P08.009.001 Ceramici e compositi ultrarefrattari (UHTC) per applicazioni spaziali e strutturali (F. T. Monteverde)SP.P01.033.002 SP.P08.009.002 Produzione e caratterizzazione di materiali ceramici compositi funzionali elettroconduttivi e ad alta lavorabilità. (D. Sciti)SP.P01.033.003 SP.P08.009.003 Materiali ceramici trasparenti per applicazioni ottiche ed elettromagnetiche (L. Esposito)SP.P01.033.007 Produzione e caratterizzazione di geopolimeri e ceramici biostrutturali (V. Medri)SP.P01.033.008 Tecnologie innovative per strutture a porosità funzionale ed architetture complesse (E. Landi)

ET.P06.010 Tecnologie e materiali ceramici per applicazioni energetiche (A. Sanson)ET.P06.010.001 Tecnologie e materiali ceramici per applicazioni energetiche (A. Sanson)ET.P06.010.002 Sviluppo e caratterizzazione meccanica e tribologia di ceramici per applicazioni nell'energia e trasporti (G. de Portu)

Sono rimaste invariate le commesse sui biomateriali e quella che riguarda l'attività all'ISTEC, sede di Torino.

Sotto l'aspetto organizzativo di laboratori, servizi, supporti alla gestione e programmazione, è stato discusso un nuovo assetto dell'ISTEC, con personale referente per ciascuna delle attività previste, anche in conformità a quanto richiesto per predisporre L'ISTEC alla certificazione ed accreditamento, previsto per il prossimo giugno 2011.

Per quanto concerne i propri laboratori, ISTEC deve ampliare gli spazi ad essi dedicati. Già usufruisce di locali dell' incubatore adiacente alla sede ISTEC di Faenza, i cui laboratori sono specificamente dedicati alle nanotecnologie ed al nano-biomagnetismo. Il nuovo assetto dei laboratori scientifici e tecnologici ammonta ad un totale di 16: Diffrazione RX, Caratterizzazione elettrica, Caratterizzazione reologica e tessiturale, Tecnologie di formatura, Chimica, Termoanalisi, Miscroscopia Elettronica, Beni culturali, Materie prime-formatura, Tecnologie Tradizionali, Sintesi Biomateriali, Tecnologie di sinterizzazione, Caratterizzazione meccanica, Taglio e lappatura, Nano-biomagnetismo, Nanotecnologie.

Uno dei fattori più critici è il parco apparecchiature, che necessita di rinnovamento e potenziamento con strumentazioni per tecnologie d'avanguardia e flessibili, particolarmente per il controllo dei processi a livello di nanostrutture. Alcuni esempi: sintesi nanopolveri, processi per produrre nanostrutture da metodi di "chimica dolce", sistemi di produzione veloci -prototipazione rapida- di forme complesse per nicchie di mercato crescenti; nuove tecnologie di sinterizzazione e di lavorazione dei materiali, controllo delle superfici su esigenze dettate dall'applicazione. Particolarmente attraenti per la loro modernità sono i processi innovativi di sintesi "morphosynthesis" e "template-oriented-synthesis" che seguono le nuove correnti del "Learning from Nature".

La capacità analitica di ISTEC, deve essere potenziata attraverso accordi per l'accesso e l'uso comune di grandi apparecchiature, di costi non sostenibili a livello di Istituto. Per facilità di interazioni e logistica sono già stati attivato accordi e collegamenti con altre strutture CNR (principale riferimento all'Area di Ricerca del CNR di Bologna e di Torino) o Università "in zona", ma non si escludono accordi con altre Istituzioni Europee, come è già stato sperimentato con successo.

Istituto di studi sui sistemi intelligenti per l'automazione

Direttore: Dott. ARCANGELO DISTANTESede principale: Via Giovanni Amendola, 122/D-I - 70126 Bari (BA)Articolazione territoriale:

UOS di Palermo, UOS di Genova

Sito web dell'Istituto: www.issia.cnr.it


MissioneStudio e sviluppo di sistemi ed agenti intelligenti complessi sulla base, prevalentemente, delle tecnologie informatiche ed elettroniche, della modellistica fisica, delle metodologie computazionali, con ricadute concrete verso l̓industria e la pubblica amministrazione (territorio, ambiente, trasporti, salute, e beni culturali).


Commesse

• Sistemi Sensoriali per il Controllo di Qualità• Sistemi robotici autonomi e controllo• Conversione intelligente dell'energia negli azionamenti elettrici e nella generazione elettrica da

fonti rinnovabili• Sistemi di controllo e sistemi di visione per il palazzo intelligente e altri dispositivi• Tecnologie avanzate a supporto dei non vedenti• Sistemi sensoriali e di attuazione per l'interazione evoluta uomo-macchina• Sistemi Intelligenti per la sicurezza• Tecniche e metodologie di osservazione della colonna d'acqua e del fondo: monitoraggio

dell'ambiente marino in siti non presidiati

Moduli

• modulo gestionale-CdS090-ICT• Progettazione sviluppo e monitoraggio della rete CNR• Sicurezza delle infrastrutture di rete su larga scala mediante sistemi di monitoraggio del

traffico e di accounting• Sistemi multimodali evoluti per l'acquisizione, manipolazione e fruizione di informazioni

complesse• Agenti Mobili Intelligenti Cooperativi per la Fruizione e la Salvaguardia dei Beni Culturali• Intesa MIUR/CNR - Progetto agroalimentare, ambiente e salute_ISSIA_090• modulo gestionale-CdS090-SP• Sistemi Sensoriali per il Controllo di Qualità• Sistemi robotici autonomi e controllo• Convertitori, attuatori e azionamenti elettrici• Intesa di Programma MIUR/CNR• Sistemi di controllo e sistemi di visione per il palazzo intelligente e altri dispositivi• Tecnologie avanzate a supporto dei non vedenti• Intesa di Programma MIUR/CNR• Sistemi sensoriali e di attuazione per l'interazione evoluta uomo-macchina

• Supervisione e Controllo di Sistemi ed Impianti Complessi• Sistemi Intelligenti per la sicurezza• modulo gestionale-CdS090-TA• Monitoraggio dell'ambiente marino in siti non presidiati• Tecnologie e metodologie per indagini non invasive del sottosuolo• Integrazione su Grid di applicazioni complesse• Infrastruttura integrata per l'Osservazione della Terra da piattaforma aerea• Sistemi e modelli per l'estrazione dell'informazione da segnali ed immagini

RSTL

• Studio di metodologie per la percezione dell'ambiente e la trasduzione di informazioni visive in forme sensoriali alternative per i non vedenti

Attività Commesse

Sistemi Sensoriali per il Controllo di Qualità


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: STELLA ETTORE

Risultati conseguiti I principali risultati conseguiti riguardano:sviluppo di un sensore innovativo per la ricostruzione 3D ambientale, Tale sensore è in grado di fornire a mappa tridimensionale dell'ambiente a 360°.Sviluppo di sistemi di visione con implementazione su hardware specializzato basato su FPGA per l'applicazione su mezzi diagnostici ferroviari mobili (max 200 km/h). Tecniche di classificazione di patologie tumorali, in sperimentazione presso l'Ospedale "Casa sollievo della Sofferenza" di San Giovanni Rotondo (FG). Tecniche per la classificazione dei difetti di materiali compositi, sviluppati per l'Alenia S.p.a. Tutti i risultati conseguiti sono o dpositati come brevetto che disseminati attraverso pubblicazioni su riviste scientifiche internazionali o partecipazione a conferenze internazionali.


anno Brevetti

Articoli ISI

Articoli non

ISI


o

Libri Rapporti

Risultati progettua

li


ione applicativa

Abstract

Attività editoria

li

2010 0 3 0 2 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniMer Mec S.p.a. Monopoli (Bari)- Alenia s.p.a. - Masmec S.r.l. - Bari Politecnico di Bari, Dip. Ing. Informatica Politecnico di Bari , Dip. Vie e Trasporti IMM-CNR - Lecce Università di Lecce, Dip. Ing. Innovazione - Univ. Pavia, Dip. Ing. Informatica,Ospedale "Casa Sollievo della Sofferenza",FIGC.




da terzicosti

figurativivalore











Professore

visitatore


0 0 0 1 0 0 0 1

Principali risorse strumentali utilizzateNello sviluppo dei sistemi di visione l'ISSIA impiega tecnologie di punta già disponibili sul mercato quali:- TV camere ad alto frame rate (200-900 fps)- Sistemi per la ricostruzione 3D in ambito indoor ed outdoor- TV camere lineari ad alta risoluzione (2048-8000 pixels)- Pc industriali con alte prestazioni- FrameGrabber digitali per le TV camere suddette- Hardware specializzato basato su FPGA integrabile nei prototipi- Architettura di calcolo multiprocessore ad alte prestazioni per il testing offline dei modelli

Sistemi robotici autonomi e controllo


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: CACCIA MASSIMO

Risultati conseguiti L'attività nel corso del 2010 è stata incentrata su:1)sistemi di task allocation e path-planning per piattaforme robotiche eterogenee con applicazione specifica all'ispezione navale nell'ambito del progetto EC FP7 SST.2008.5.2.1 Innovative Product Concepts project: Marine INspection rObotic Assistant System (MINOAS). E' stato rilasciato un deliverable come da contratto.2) sistema remoto di acquisizione dati e controllo di strumentazione acustica, quali side-scan sonar e multi-beam sonar, montata su Unmanned Surface Vehicles3) sistema di controllo di missione per Unmanend Marine Vehicles4) sistema integrato di video mosaicing e SLAM per veicoli robotici sottomarini5) sistema di guida cooperativi per Unmanned Marine Vehicles

6) campagne sperimentali nell'ambito del progetto FP7 REGPOT CURE con l'USV Charlie in collaborazione con l'Università di Zagabria ed il NURC (Genova e Murter, Croazia)7) sistema di lettura di marcatura in ambiente siderurgico8) partecipazione a proposte di progetti tra le quali, si ricordano:- Cooperative Autonomous Robotic Towing system (CART), Call identifier FP7-SME-2011, punteggio conseguito 13.5/15, nel maggio 2011 in fase di negoziazione- Marine robotic system of self-organizing, logically linked physical nodes (MORPH), ICT 2011.2.1 CognitiveSystems and Robotics Letter a): Robotic Systems acting in real-world environments, punteggio conseguito 14.5/15, nel maggio 2011 in attesa di negoziazione

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2010 0 0 0 7 0 1 1 1 0 0

Principali collaborazioniUniversità di Zagabria (Croazia)ISME - Centro Interuniversitario Integrated Systems for Marine EnviromentGreen Project SrlRINA SpALLoyd's Register (UK)Glafcos (GR)DFKI (GER)Università delle Isole Baleari (SP)CNRS-LIRMM (FR)Distretto SIITDistretto DLTMAtlas Elektronik (GER)NURCInstituto Superior Tecnico (POR)Università di Girona (SP)Posidonia (IT)Det Norske Veritas AS (NOR)SRS Mecano Instalatie (ROM)PKL AS (Estonia)




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ricercatori totale

4 8





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Principali risorse strumentali utilizzatePrototipo di robot sottomarino filoguidato (ROV) RomeoPrototipo di battello autonomo di superficie (USV) CharliePrototipo di battello autonomo di superficie (USV) ALANISAutogruCamera iperbarica per strumentazioneGommone motorizzatoLaser-Triangulation Optical-Correlation sensor

Conversione intelligente dell'energia negli azionamenti elettrici e nella generazione elettrica da fonti rinnovabili


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: SERPORTA CALOGERO

Risultati conseguiti -Realizzazione di un convertitore a tre livelli di tipo diode-clamped e della relativa tecnica di controllo per lo sfruttamento ottimale dei gradi di libertà offerti dall'inverter, implementata su FPGA, con bilanciamento del punto medio del DC link.-Sviluppo e implementazione sperimentale di tecniche per la massimizzazione della potenza generata (MPPT Maximum Power point Tracking) dalle fonti rinnovabili (generatori eolici, fotovoltaici, Fuel Cell), basate in particolare su reti neurali artificiali.-Messa a punto di algoritmi di interpolazione spaziale per l'analisi della generazione elettrica da impianti fotovoltaici in condizioni di illuminamento non uniforme;-Progetto e realizzazione di un inverter monofase per generazione distribuita con funzione di filtro attivo e sistema di controllo basato su filtri neurali adattativi.-Messa a punto di tecniche di analisi intelligente dei dati meteoclimatici per la previsione della producibilità di energia elettrica da fonti rinnovabili.-Messa a punto di modelli statici e dinamici di sorgenti di energia rinnovabile (campi fotovoltaici, generatori eolici e celle a combustibile di tipo PEM-FC). -Realizzazione di un banco con azionamento elettrico con motore lineare ad induzione di potenza pari a 1 kW.-Sviluppo e implementazione di tecniche di controllo a elevate prestazioni dinamiche per azionamenti elettrici con motore lineare asincrono.-Realizzazione di un azionamento elettrico ad elevate prestazioni dinamiche con motore sincrono a magneti permanenti di potenza frazionaria pari a 15 W;-Sviluppo e implementazione di tecniche di controllo sensorless per motori brushless a magneti permanenti basate sull'iniezione di carrier di tensione pulsante e filtraggio neurale adattativi.-Sviluppo e implementazione di tecniche di controllo sensorless per motori asincroni trifase basate su reti neurali artificiali lineari.-Sviluppo e implementazione di tecniche di controllo del sistema di alimentazione dell'ossigeno in celle a combustibile di tipo PEM (Proton Exchange Membrane) basate su regolatori tradizionali PI e

sul controllo predittivo.-Realizzazione di un filtro attivo EMI di tipo feed-forward per le emissioni di modo comune prodotte da azionamenti elettrici con motore ad induzione.-Messa a punto di una metodologia per la valutazione delle perdite nei filtri attivi EMI per azionamenti elettrici.-Messa a punto del sistema di misura per la valutazione delle emissioni elettromagnetiche condotte da azionamenti di trazione per applicazioni automotive-Realizzazione di un filtro attivo EMI di tipo feed-forward per le emissioni di modo comune prodotte da azionamenti elettrici di trazione per automotive.-Realizzazione di un filtro attivo EMI di tipo feedback ottimizzato in termini di ingombro peso e costo per le emissioni di modo comune in azionamenti elettrici per automotive a bassa tensione -Realizzazione di un filtro attivo EMI per applicazioni automotive a bassa tensione basato sulla retroazione di tensione e sulla stima della corrente di modo comune.-Realizzazione di un emulatore di array fotovoltaico basato su convertitore DC/DC buck di potenza pari a 3kW -Realizzazione di un emulatore di Fuel cell basato su convertitore DC/DC buck di potenza pari a 3kW-Realizzazione di un emulatore di turbina eolica basato su un azionamento con motore a magneti permanenti (PMSM) controllato in coppia. -Realizzazione di un convertitore per interfacciamento di un array fotovoltaico/cella a combustibile per il collegamento alla rete elettrica ed implementazione del relativo sistema di controllo. -Messa a punto di un modello matematico in grado di simulare il comportamento dei cavi in media tensione per la trasmissione di segnali -Messa a punto di una rete neurale tipo Growing Neural Gas (GNG) per il controllo a pitch variabile di una turbina eolica in grado di funzionare nella regione sia a potenza variabile sia a potenza costante.-Messa a punto di un modello numerico in grado di simulare il comportamento di antenne ultra-wide-band e verifica sperimentale Realizzazione di un modello circuitale sviluppato in ambiente Simulink per una rete di media tensione completa di tutti i suoi componenti ed in grado di valutare le prestazioni dei sistemi PLC. -Realizzazione di un prototipo di rete di accoppiamento per l'iniezione di segnali nelle linee MT di basso costo intrinseco e di facile installazione.-Messa a punto di un modello per lo studio delle interferenze elettromagnetiche generate da fulminazione diretta e indiretta in un azionamento elettrico;-Realizzazione di un modello circuitale in alta frequenza a parametri concentrati di filtri EMI utilizzati in azionamenti di elevata potenza per applicazioni aerospace.-Analisi con metodi agli elementi finiti (FEA) degli effetti di salienza dovuti alle cave di rotore di macchine asincrone in presenza di alimentazione con carrier di tensione ad alta frequenza per azionamenti sensorless


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2010 1 7 2 8 0 5 1 9 0 0

Principali collaborazioniLe attività sono state svolte in collaborazione con le seguenti Università: University of Maribor (Slovenia), University of Belfort-Montbéliard (Francia), University of Nottingham (UK), Università di Palermo (DREAM, DIAS, DIIAA e DIMA, DIEET). Sono inoltre coinvolte le seguenti industrie: divisione di STMicroelectronics (MI), SEA di Favignana (TP), STMicroelectronics (CT).




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Principali risorse strumentali utilizzatePresso l'ISSIA-CNR di Palermo hanno sede i seguenti laboratori: - Laboratorio macchine ed azionamenti elettrici a velocità variabile con macchine asincrone rotanti lineari e brushless a magneti permanenti di potenza nominale fino a 5 kW, schede di controllo a DSP tipo DSPACE e convertitori elettronici di potenza;- Laboratorio elettronica di potenza con inverter a 2 livelli e multilivello progettati e realizzato ad hoc per applicazioni specifiche con le relative tecniche di controllo, di potenza fino a 10 kW;- Laboratorio RES (Renewable Energy Sources) con emulatori di sorgenti rinnovabili (eolico, fotovoltaico, celle a combustibile) e inverter monofase e trifase connessi alla rete elettrica, di potenza fino a 10 kW; - Laboratorio di interferenze elettromagnetiche condotte e power quality con prototipi di filtri attivi di potenza monofase e trifase e sistemi di cancellazione attiva dei disturbi di modo comune per azionamenti industriali e per automotive- Laboratorio di elettronica per la realizzazione di schede elettroniche per circuiti di potenza e elaborazione di segnale.- Laboratorio compatibilità elettromagnetica dotato di una camera semianecoica (situata presso l'università di Palermo) di dimensioni 9x6x5.5 m e relativi strumenti di misura.

Sistemi di controllo e sistemi di visione per il palazzo intelligente e altri dispositivi

Progetto: Metodi e strumenti per la gestione e l'innovazione tecnologica , energetica ed ambientalmente sostenibile per la costruzione edile e civile

Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: VENEZIANI NICOLA

Risultati conseguiti I risultati conseguiti sono quelli riportati nella scheda corrispondente dell'unico modulo della commessa (SP.P04.001.001) e si riferiscono, in particolare, all'attività svolta nell'ambito del Progetto FAR n° 630, sottotema "Osservatori per controllo e monitoraggio", volta alla definizione di osservatori software in grado di raffigurare lo stato interno di impianti complessi e la relativa

dinamica, quando parte delle variabili di sistema non sono direttamente accessibili.


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2010 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0

Principali collaborazioniSi veda la scheda corrispondente del modulo SP.P04.001.001




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Principali risorse strumentali utilizzateSi veda la scheda corrispondente del modulo SP.P04.001.001

Tecnologie avanzate a supporto dei non vedenti

Progetto: Sistemi di monitoraggio, controllo e sicurezza nei contesti produttivi e d'uso; materiali e sensori

Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: DISTANTE ARCANGELO

Risultati conseguiti Le attività connesse a questo modulo sono state completate negli anni precedenti. Il modulo risulta negli archivi solo per ragioni dei residui contabili ed è stato pianificata la cancellazione.


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0





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Sistemi sensoriali e di attuazione per l'interazione evoluta uomo-macchina


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: ATTOLICO GIOVANNI

Risultati conseguiti I risultati sono sempre orientati sia alla diffusione in ambito scientifico dei risultati delle ricerche compiute che alla realizzazione di tecnologie e di dimostratori che possano essere utilizzate per validare ii risultati ottenuti e promuoverne l'applicazione nei contesti di riferimento.Per quanto riguarda l'attività di ricerca scientifica, sono stati pubblicati 8 articoli su rivista internazionale ISI e presentati 9 lavori a conferenze internazionali.La diffusione in ambito scientifico passa anche attraverso attività di formazione (lezioni a corsi di master, tutoraggio di tesi di laurea e di dottorati di ricerca, pubblicazioni su conferenze e riviste internazionali e nazionali, ... ).L'attività di promozione dei risultati ottenuti passa anche attraverso dimostrazioni eseguite presso la sede dell'ISSIA o presso sedi esterne in occasione di seminari, conferenze e fiere/manifestazioni. Queste attività sono strategiche per favorire la visibilità e permettere un'applicazione allargata ed un ulteriore sviluppo e verifica applicativa delle tecnologie sviluppate.

Gli ambiti oggetto di ricerca e di ulteriore sviluppo nel modulo riguardante le interfacce evolute sono stati i seguenti:1) Ulteriore ricerca sull'uso del sistema multimediale OMERO (del quale ISSIA detiene un marchio depositato) per la comunicazione di contenuti attraverso l'esperienza multimodale (visiva, uditiva e tattile) di scene virtuali progettate in modo appropriato. Sono state compiute ulteriori esperienze, anche attraverso verifiche sperimentali, riguardanti paradigmi e metafore per la rappresentazione e la restituzione multimodale dell'informazione.2) Ulteriore sviluppo di un prototipo di editor visuale per la definizione delle metodologie di restituzione multimodale delle diverse componenti di scene virtuali complesse e per l'organizzazione di tali componenti in modo semanticamente significativo e funzionale alla comprensione della realtà corrispondente da parte dell'utente.3) Avvio dell'analisi della possibilità di utilizzare strumenti di descrizione semantica degli oggetti e delle componenti di una scena virtuale complessa per agevolarne la progettazione anche da parte di esperti di dominio senza competenze nel settore della realtà virtuale e per favorirne una fruizione flessibile ed efficace da parte degli utenti. 3) Prosecuzione dell'analisi delle metodologie e tecnologie di visione per la valutazione non distruttiva dei parametri qualitativi di prodotti agroalimentari. Ulteriori sperimentazioni di analisi dei dati condotte sulla banca dati di immagini a colori calibrate e multispettrali acquisite sulla frutta (uva da tavola, pomodori, pesche, prodotti di IV gamma, composte, carote).

L'attività progettuale del modulo riguardante la supervisione e controllo di sistemi complessi ha riguardato tra l'altro la prosecuzione delle attività del Progetto FIRB ECOMOS, di cui ISSIA ha il coordinamento scientifico, del progetto SLIMPORT nell'ambito del Programma Industria 2015 e dei 3 progetti di ricerca industriale del bando POR-FESR LIGURIA 2007/2013 – Azione 1.2.2 "Ricerca Industriale e Sviluppo Sperimentale".Sono proseguite le attività del progetto bilaterale CNR/CONACYT "State observation for complex systems based on nonlinear sliding mode techniques" e del progetto PRIN 2008 "Valutazione della qualità della deliberazione".Si è inoltre conclusa la partecipazione al Progetto ACIS della Fase I del Distretto SIIT. In tale contesto, è stato prodotto un sistema per l'ottimizzazione delle comunicazioni vehicle-to-vehicle e vehicle-to-infrastructure basato su reti overlay e destinato ad applicazioni di infomobilità.Infine, è stata definita la partecipazione a 4 progetti previsti per la Fase II del Distretto SIIT, ora in fase di valutazione.Per quanto riguarda l'attività di formazione, 2 tesi di laurea triennale sono state svolte presso il laboratorio di Sistemi Complessi. Inoltre, è stato tenuto 1 corso di dottorato presso l'Università di Genova, e sono state svolte lezioni nell'ambito di corsi di laurea della Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali dell'Università degli Studi di Genova.


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2010 0 8 0 11 0 1 1 1 0 0

Principali collaborazioniCon l'Unione Italiana Ciechi prosegue l'analisi delle esigenze poste dalle diverse problematiche di disabilità visiva e sulla possibilità di ridurne l'impatto sulla qualità della vita attraverso supporti tecnologici orientati alla conoscenza (uso di ambienti virtuali fruiti in modalità multimodale) ed alla mobilità (attraverso strumenti conoscitivi off-line e supporti online forniti attraverso appropriati strumenti mobili).

Con l'ISPA-CNR prosegue la collaborazione sul tema della valutazione non distruttiva di prodotti agroalimentari attraverso segnali multispettrali ed immagini a colori non calibrate. La sperimentazione si arricchisce di prove su diversi prodotti orientate alla valutazione di una varietà di

parametri di interesse.

La collaborazione con l'Università di Bari si svolge attraverso il tutoraggio congiunto di tesi di laurea e di percorsi di dottorato principalmente nell'ambito della progettazione e fruizione multimodale di ambienti virtuali.

Attività di ricerca scientifica con enti di ricerca e università nazionali ed internazionali, quali: Consorzio Nazionale Interuniversitario Per Le Telecomunicazioni (CNIT), Universita' di Genova, Universita' di Cagliari, Universita' di Tel Aviv, Universidad Nacional Autonoma De Mexico, University Of Texas At Arlington;

Attività progettuali con distretti, grandi imprese e PMI, quali: Distretto SIIT, Ansaldo Energia S.P.A., Pro.Te.Co. Impianti Srl, Eutecne Srl, Mantero Sistemi Srl.

Attività di collaborazione con Regione Liguria.




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Principali risorse strumentali utilizzateLe risorse strumentali della commessa afferiscono principalmente ai laboratori di Interfacce Evolute (attraverso diverse interfacce aptiche uilizzate per le diverse sperimentazioni) e di Acquisizione di segnali multispettrali e di immagini a colori calibrate (che utilizza minispettrometri sensibili nel visibile e nel vicino infrarosso e telecamere a colori con diverse soluzioni di illuminazione dedicata).

Sistemi Intelligenti per la sicurezza


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: D'ORAZIO TIZIANA RITA

Risultati conseguiti Per l'anno di riferimento sono stati sviluppati dimostratori con componenti hardware e software per la sperimentazione e validazione delle macchine di visione intelligenti nei contesti applicativi considerati.

In particolare sono stati sviluppati: - Macchina di visione per la sorveglianza di un'area pubblica attrezzata attraverso la rilevazione di accessi e la rilevazione di oggetti rimossi e abbandonati; - Macchina multisensoriale per la sorveglianza di un sito archeologico attraverso l'integrazione di sensori visisi e sensori di assetto; - Macchine di visione sincronizzate e ed alta risoluzione temporale per il riconoscimento di eventi sportivi critici (Brevettata insieme al committente); - Dismostratore di un sistema di navigazione per la fruizione di beni culturali non accessibili. - Dimostratore di una piattaforma mobile per l'accesso remoti a parti di componenti aeronautiche non raggiungili con i normali sensori di ispezionamento.I prodotti della commessa sono così costituiti da prototipi, dimostratori, brevetto e diverse pubblicazioni di rilevanza internazionale


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2010 0 7 3 5 1 0 0 0 0 2

Principali collaborazioniPolitecnico di BariAlenia AeronauticaMermecIMM - LecceEnea - RomaSovrintendenza Beni CulturaliFederazione Italiana Giuoco CalcioQueen Mary University -London Inperial College London




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Tecniche e metodologie di osservazione della colonna d'acqua e del fondo: monitoraggio dell'ambiente marino in siti non presidiati

Progetto: Osservazione della TerraDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: BOZZANO ROBERTO



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Attività Moduli

modulo gestionale-CdS090-ICT

Commessa: Commessa gestionale per istituti ICTProgetto: Progetto per CDS 509 Dipartimento Tecnologie dell'informazione e delle

ComunicazioniDipartimento: ICTResponsabile: DISTANTE ARCANGELO

Risultati conseguiti Durante l'anno 2010 è stata svolta attività con il registro del gTLD .IT finalizzata alla sperimentazione del DNSSEC, sia da un punto di vista organizzativo-implementativo, che di valutazione di sistemi per la crittografia di base.Sono stati inoltre implementati dei meccanismi di DNS security tra domini di secondo e terzo livello, al fine di verificare le funzionalità, gli impatti computazionali e le risorse hardware/software necessarie.


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniRegistro Italiano del .IT - CNR IIT




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Progettazione sviluppo e monitoraggio della rete CNR

Commessa: Progettazione sviluppo e monitoraggio di reti telematicheProgetto: Apparati e Tecnologie per Reti TelematicheDipartimento: ICTResponsabile: IANIGRO MASSIMO

Risultati conseguiti Durante il 2010 è proseguita la gestione e lo sviluppo della rete degli Organi CNR in Puglia, l'implementazione di servizi di base e servizi avanzati, la realizzazione di sistemi di autenticazione federata e la formazione specialistica nei confronti dei referenti informatici degli istituti.E' proseguita inoltre l'attività all'interno della Federazione GARR IDEM, con la partecipazione ai lavori del Comitato di Indirizzo.E' continuata la partecipazione a gruppi di lavoro CNR ed esterni (GARR).


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2010 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0

Principali collaborazioniOrgani CNR in ambito regionale e nazionaleServizio Reti di Comunicazione - Amministrazione CentraleSistemi Informativi - Amministrazione CentraleConsortium GARR




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Sicurezza delle infrastrutture di rete su larga scala mediante sistemi di monitoraggio del traffico e di accounting

Commessa: Sicurezza delle RetiProgetto: SicurezzaDipartimento: ICTResponsabile: IANIGRO MASSIMO

Risultati conseguiti Nel 2010 è proseguita l'attività di monitoraggio e network security sull'infrastruttura di rete geografica e locale del CNR sia su Bari che su alcune sedi periferiche.Sono stati sviluppati e sperimentati nuovi strumenti di intrusion detection e rilevamento di anomalie.


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniMinistero dell'Interno - Dipartimento della polizia postale e delle comunicazioniOrgani CNR di Bari, Foggia e strutture territoriali afferenti alle sedi di BariConsortium GARR




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Sistemi multimodali evoluti per l'acquisizione, manipolazione e fruizione di informazioni complesse

Commessa: CONOSCENZA CONSERVAZIONE VALORIZZAZIONE DEL PATRIMONIO CULTURALE DI UN TERRITORIO: DOMANDA-OFFERTA DI METODOLOGIE E TECNOLOGIE

Progetto: Cultura e TerritorioDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: ATTOLICO GIOVANNI



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Agenti Mobili Intelligenti Cooperativi per la Fruizione e la Salvaguardia dei Beni Culturali

Commessa: CONOSCENZA CONSERVAZIONE VALORIZZAZIONE DEL PATRIMONIO CULTURALE DI UN TERRITORIO: DOMANDA-OFFERTA DI METODOLOGIE E TECNOLOGIE

Progetto: Cultura e TerritorioDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: D'ORAZIO TIZIANA RITA



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Intesa MIUR/CNR - Progetto agroalimentare, ambiente e salute_ISSIA_090

Commessa: Progetto agroalimentare, ambiente e saluteProgetto: Prodotti e processi innovativi per la chimica sostenibileDipartimento: Progettazione MolecolareResponsabile: DISTANTE ARCANGELO

Risultati conseguiti I risultati ottenuti nel periodo di riferimento sono legati alle attività di messa a punto delle stazioni di acquisizione di segnali multi spettrali necessarie a condurre le attività di progetto, alla prosecuzione delle campagne di acquisizione per disporre dei dati sui quali eseguire le analisi (eseguendo la sperimentazione anche su pomodori e pesche) ed ai primi esperimenti sulla estrazione di caratteristiche, per il momento di tipo globale, dalle immagini a colori.E' stato realizzato un ambiente oscuro per evitare interferenze dell'illuminazione ambientale con le acquisizioni degli spettrometri. Le fibre portano all'esterno i segnali che sono poi acquisiti dagli spettrometri Hamamatsu. Sono state definite le illuminazioni (alogene per la trasmissione e su fibre ottica per la riflessione) per le diverse tipologie di acquisizione.Per le singole acquisizioni sono stati acquisiti gli spettri (complementari) dei due spettrometri e

quello fornito dallo spettrografo Imspector. E' stato possibile osservare la presenza di differenze nell'andamento degli spettri al variare delle condizioni del frutto osservato: le prime valutazioni qualitative compiute devono ora portare alla identificazione di caratteristiche oggettive e misurabili quantitativamente.Sono state svolte le prime valutazioni sulle immagini a colori calibrate raccolte. Anche in questo caso, gli istogrammi relativi alle componenti a e b dello spazio di colore CIELab mostrano delle differenze tra prodotti con diverso periodo e tipologia di conservazione. Il lavoro da compiere è la ricerca di indicatori, globali e di dettaglio, che possano caratterizzare le diverse distribuzioni e che possano essere correlati con i parametri valutati in laboratorio.Una prima caratterizzazione globale compiuta attraverso il centro di massa dell'istogramma come elemento rappresentativo dell'intera distribuzione dei colori all'interno della scena ha permesso di confrontare gli istogrammi dei frutti appartenenti alla stessa classe (in termini di tipologia, condizioni e tempo di conservazione). Tali confronti non sempre permettono di distinguere le classi desiderate, per cui è necessario definire ulteriori strumenti descrittivi delle distribuzioni misurate.Sono state svolte anche alcune analisi preliminari sulle immagini a colori calibrate acquisite sui pomodori e sulle pesche nel corso dei test sperimentali condotti (i medesimi frutti sono stati anche esaminati attraverso la stazione di acquisizione di segnali multi spettrali). Per entrambi i frutti sono state compiute acquisizioni della parte esterna a frutto intero. Nel caso delle pesche sono state eseguite delle acquisizioni anche sul frutto aperto per verificare la possibilità di caratterizzare in modo quantitativo l'insorgere di danni evidenziabili attraverso l'imbrunimento della polpa nella regione interna. Tali test saranno se possibile ripetuti in quanto è stata rilevata l'assenza del fenomeno di imbrunimento nei campioni esaminati ed è stata parallelamente rilevata una interferenza dell'ombreggiatura prodotta dal nocciolo del frutto nella quantificazione delle caratteristiche cromatiche della polpa. Tale ultimo fenomeno sta suggerendo delle modifiche delle condizioni di acquisizione che ne riducano l'influenza.


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Principali collaborazioniL'attività è proseguita in stretta collaborazione con l'unità operativa dell'Istituto di Studi sulle Produzioni Alimentari del Consiglio Nazionale delle Ricerche (ISPA-CNR). L'ISSIA-CNR rende disponibili le proprie consolidate competenze nell'acquisizione, elaborazione ed analisi di segnali ed immagini e la notevole esperienza nell'uso di queste metodologie e tecniche per la caratterizzazione e classificazione di prodotti e per l'esecuzione di misure. L'ISPA-CNR contribuisce all'attività con le proprie conoscenze sui processi di evoluzione post-raccolta dei prodotti e sull'influenza che su di essi possono avere i diversi fattori fisici e chimici che si cerca di osservare e valutare in modo non distruttivo attraverso segnali multi spettrali e immagini. Nel corso del periodo di riferimento l'ISPA-CNR ha identificato i prodotti e le cultivar sulle quali svolgere la sperimentazione ed ha definito le cadenze temporali alle quali esaminare i prodotti acquisendo sia immagini a colori calibrate che segnali multi-spettrali. Alle medesime cadenze sono state inoltre eseguite dall'ISPA-CNR le misure di laboratorio con le quali correlare le caratteristiche estratte dalle metodologie di analisi non distruttiva. L'ISSIA-CNR su questi prodotti ha condotto le acquisizioni creando una banca dati di immagini sulle quali si sta svolgendo l'attività di ricerca ed analisi.




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Commessa: Commessa gestionale per istituti SPProgetto: Progetto per CDS 508 Dipartimento Sistemi di ProduzioneDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: DISTANTE ARCANGELO



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Sistemi Sensoriali per il Controllo di Qualità

Commessa: Sistemi Sensoriali per il Controllo di QualitàProgetto: Robotica, sistemi di produzione e sistemi di movimentazione in ambienti

poco strutturatiDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: STELLA ETTORE

Risultati conseguiti I principali risultati conseguiti riguardano:sviluppo di un sensore innovativo per la ricostruzione 3D ambientale, Tale sensore è in grado di fornire a mappa tridimensionale dell'ambiente a 360°. Lo sviluppo nel 2010 ha riguardato la progettazione del sensore in forma ingegnerizzata per applicazioni su mezzi mobiliTecniche di classificazione di patologie tumorali, in sperimentazione presso l'Ospedale "Casa sollievo della Sofferenza" di San Giovanni Rotondo (FG).l'attivita' ha riguardato prevalentemente l'analisi e lo studio di metodi per inferire reti regolatorie geniche. Tali modelli utilizzano profili di espressione genica per determinare le dipendenze condizionali tra geni in particolari stati fenotipali, Le interazioni geniche sono rappresentate attraverso modelli grafici gaussiani.Un'attività legata alla convenzione CNR-FIGC è stata sviluppata per rispondere alla richiesta FIFA di test del sistema per il Goal-Fantasma presso la loro sede in Zurigo.Tutti i risultati conseguiti sono o dpositati come brevetto che disseminati attraverso pubblicazioni su riviste scientifiche internazionali o partecipazione a conferenze internazionali.


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2010 0 3 0 2 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniMer Mec S.p.a. Monopoli (Bari)- Alenia s.p.a. - Masmec S.r.l. - Bari Politecnico di Bari, Dip. Ing. Informatica Politecnico di Bari , Dip. Vie e Trasporti IMM-CNR - Lecce Università di Lecce, Dip. Ing. Innovazione - Univ. Pavia, Dip. Ing. Informatica,Ospedale "Casa Sollievo della Sofferenza", FIGC.




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Sistemi robotici autonomi e controllo

Commessa: Sistemi robotici autonomi e controlloProgetto: Robotica, sistemi di produzione e sistemi di movimentazione in ambienti

poco strutturatiDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: CACCIA MASSIMO



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Convertitori, attuatori e azionamenti elettrici

Commessa: Conversione intelligente dell'energia negli azionamenti elettrici e nella generazione elettrica da fonti rinnovabili


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: SERPORTA CALOGERO

Risultati conseguiti -Realizzazione di un convertitore a tre livelli di tipo diode-clamped e della relativa tecnica di controllo per lo sfruttamento ottimale dei gradi di libertà offerti dall'inverter, implementata su FPGA, con bilanciamento del punto medio del DC link.-Sviluppo e implementazione sperimentale di tecniche per la massimizzazione della potenza generata (MPPT Maximum Power point Tracking) dalle fonti rinnovabili (generatori eolici, fotovoltaici, Fuel Cell), basate in particolare su reti neurali artificiali.-Messa a punto di algoritmi di interpolazione spaziale per l'analisi della generazione elettrica da impianti fotovoltaici in condizioni di illuminamento non uniforme;-Progetto e realizzazione di un inverter monofase per generazione distribuita con funzione di filtro attivo e sistema di controllo basato su filtri neurali adattativi.-Messa a punto di tecniche di analisi intelligente dei dati meteoclimatici per la previsione della producibilità di energia elettrica da fonti rinnovabili.-Messa a punto di modelli statici e dinamici di sorgenti di energia rinnovabile (campi fotovoltaici, generatori eolici e celle a combustibile di tipo PEM-FC). -Realizzazione di un banco con azionamento elettrico con motore lineare ad induzione di potenza pari a 1 kW.-Sviluppo e implementazione di tecniche di controllo a elevate prestazioni dinamiche per azionamenti elettrici con motore lineare asincrono.-Realizzazione di un azionamento elettrico ad elevate prestazioni dinamiche con motore sincrono a magneti permanenti di potenza frazionaria pari a 15 W;-Sviluppo e implementazione di tecniche di controllo sensorless per motori brushless a magneti permanenti basate sull'iniezione di carrier di tensione pulsante e filtraggio neurale adattativi.-Sviluppo e implementazione di tecniche di controllo sensorless per motori asincroni trifase basate su reti neurali artificiali lineari.-Sviluppo e implementazione di tecniche di controllo del sistema di alimentazione dell'ossigeno in celle a combustibile di tipo PEM (Proton Exchange Membrane) basate su regolatori tradizionali PI e sul controllo predittivo.-Realizzazione di un filtro attivo EMI di tipo feed-forward per le emissioni di modo comune prodotte da azionamenti elettrici con motore ad induzione.-Messa a punto di una metodologia per la valutazione delle perdite nei filtri attivi EMI per azionamenti elettrici.-Messa a punto del sistema di misura per la valutazione delle emissioni elettromagnetiche condotte da azionamenti di trazione per applicazioni automotive-Realizzazione di un filtro attivo EMI di tipo feed-forward per le emissioni di modo comune prodotte da azionamenti elettrici di trazione per automotive.-Realizzazione di un filtro attivo EMI di tipo feedback ottimizzato in termini di ingombro peso e costo per le emissioni di modo comune in azionamenti elettrici per automotive a bassa tensione

-Realizzazione di un filtro attivo EMI per applicazioni automotive a bassa tensione basato sulla retroazione di tensione e sulla stima della corrente di modo comune.-Realizzazione di un emulatore di array fotovoltaico basato su convertitore DC/DC buck di potenza pari a 3kW -Realizzazione di un emulatore di Fuel cell basato su convertitore DC/DC buck di potenza pari a 3kW-Realizzazione di un emulatore di turbina eolica basato su un azionamento con motore a magneti permanenti (PMSM) controllato in coppia. -Realizzazione di un convertitore per interfacciamento di un array fotovoltaico/cella a combustibile per il collegamento alla rete elettrica ed implementazione del relativo sistema di controllo. -Messa a punto di un modello matematico in grado di simulare il comportamento dei cavi in media tensione per la trasmissione di segnali -Messa a punto di una rete neurale tipo Growing Neural Gas (GNG) per il controllo a pitch variabile di una turbina eolica in grado di funzionare nella regione sia a potenza variabile sia a potenza costante.-Messa a punto di un modello numerico in grado di simulare il comportamento di antenne ultra-wide-band e verifica sperimentale Realizzazione di un modello circuitale sviluppato in ambiente Simulink per una rete di media tensione completa di tutti i suoi componenti ed in grado di valutare le prestazioni dei sistemi PLC. -Realizzazione di un prototipo di rete di accoppiamento per l'iniezione di segnali nelle linee MT di basso costo intrinseco e di facile installazione.-Messa a punto di un modello per lo studio delle interferenze elettromagnetiche generate da fulminazione diretta e indiretta in un azionamento elettrico;-Realizzazione di un modello circuitale in alta frequenza a parametri concentrati di filtri EMI utilizzati in azionamenti di elevata potenza per applicazioni aerospace.-Analisi con metodi agli elementi finiti (FEA) degli effetti di salienza dovuti alle cave di rotore di macchine asincrone in presenza di alimentazione con carrier di tensione ad alta frequenza per azionamenti sensorless


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2010 1 7 2 8 0 5 1 9 0 0

Principali collaborazioniLe attività sono state svolte in collaborazione con le seguenti Università: University of Maribor (Slovenia), University of Belfort-Montbéliard (Francia), University of Nottingham (UK), Università di Palermo (DREAM, DIAS, DIIAA e DIMA, DIEET). Sono inoltre coinvolte le seguenti industrie: divisione di STMicroelectronics (MI), SEA di Favignana (TP), STMicroelectronics (CT).




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Intesa di Programma MIUR/CNR

Commessa: Conversione intelligente dell'energia negli azionamenti elettrici e nella generazione elettrica da fonti rinnovabili


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: VITALE GIANPAOLO



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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0





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Sistemi di controllo e sistemi di visione per il palazzo intelligente e altri dispositivi

Commessa: Sistemi di controllo e sistemi di visione per il palazzo intelligente e altri dispositivi

Progetto: Metodi e strumenti per la gestione e l'innovazione tecnologica , energetica ed ambientalmente sostenibile per la costruzione edile e civile

Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: VENEZIANI NICOLA

Risultati conseguiti Nell'ambito del modulo/commessa è stata gestita l'attività relativa al Progetto FAR n° 630 del MIUR, dal titolo: "Modelli e metodologie innovative per il controllo, la diagnostica e la gestione di impianti termoelettrici combinati gas-vapore in condizioni operative fortemente variabili e perturbate". Il progetto, che è giunto a scadenza nel maggio 2010, vedeva la cooperazione di diverse realtà industriali del settore energetico con unità scientifiche presso Enti ed Università nazionali. L'ISSIA, in particolare, ha curato l'obiettivo realizzativo OR8, sulla tematica: Osservatori per controllo e monitoraggio. Il report conclusivo del progetto è stato chiuso e sottomesso al MIUR nel dicembre 2010.Un sistema dinamico "osservatore", quale sistema software per il controllo ed il monitoraggio, implica il soddisfacimento di specifiche quantitative relative sia al tempo di calcolo dello stato stimato (ad ogni passo d'integrazione), sia alla precisione dell'osservatore rispetto al modello in tempo reale ovvero rispetto all'impianto. I sistemi di controllo avanzato richiedono la disponibilità di un modello dell'impianto enecessitano di misure in linea di variabili del processo per consentire un monitoraggio continuo delle condizioni di funzionamento. Di conseguenza, le variabili di processo principali, quando non direttamente acquisibili, devono essere ricostruite tramite osservazione indiretta, ad intervalli di tempo accettabili per un loro utilizzo nell'ambito degli schemi di controllo.Le soluzioni proposte durante lo studio soddisfano le specifiche quantitative richieste per il sistema osservatore, in relazione a quelle fornite per i modelli in tempo reale e simulato e per il controllo innovativo. Le metodologie di osservazione risultano quindi utilizzabili nell'ambito più ampio delle esigenze del progetto, che ha affrontato nella fattispecie problematiche associate a modellazione, controllo e diagnostica di un impianto per la produzione di energia, a ciclo combinato gas-vapore.Sul piano amministrativo, si riporta che il Progetto FAR n° 630, della durata triennale più un anno di proroga, alla sua chiusura aveva usufruito della sola quota di anticipazione, pari circa al 30% del costo totale di progetto, esclusa la quota di cofinanziamento.


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2010 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0

Principali collaborazioniNel Progetto FAR n° 630, hanno cooperato:- il CRIS – Consorzio Ricerche Innovative per il Sud, di Napoli;- il CRS4 – Centro di Ricerca e Sviluppo Studi Superiori in Sardegna Scrl, di Pula (Cagliari);- l' ISAB – Energy Services srl, di Priolo Gargallo (Siracusa);- l' ISSIA-CNR - di Bari;- l' ENEA, Ente per le Nuove Tecnologie, l'Energia e l'Ambiente, di Roma;- l' Università degli Studi di Cagliari;

- l' Università degli Studi di Genova.Le principali interazioni dell'ISSIA sono state con il CRIS, il CRS4 e l'Università degli Studi di Genova.




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Tecnologie avanzate a supporto dei non vedenti

Commessa: Tecnologie avanzate a supporto dei non vedentiProgetto: Sistemi di monitoraggio, controllo e sicurezza nei contesti produttivi e d'uso;

materiali e sensoriDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: DISTANTE ARCANGELO

Risultati conseguiti Le attività connesse a questo modulo sono state completate negli anni precedenti. Il modulo risulta negli archivi solo per ragioni dei residui contabili ed è stato pianificata la cancellazione.


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Commessa: Tecnologie avanzate a supporto dei non vedentiProgetto: Sistemi di monitoraggio, controllo e sicurezza nei contesti produttivi e d'uso;

materiali e sensoriDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: DISTANTE ARCANGELO

Risultati conseguiti Questo modulo è funzionale per documentare in modo contabile le acquisizioni di strumentazione di laboratorio dell'Istituto nell'ambito dell'Intesa di Programma MIUR/CNR.


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Sistemi sensoriali e di attuazione per l'interazione evoluta uomo-macchina

Commessa: Sistemi sensoriali e di attuazione per l'interazione evoluta uomo-macchinaProgetto: Sistemi di monitoraggio, controllo e sicurezza nei contesti produttivi e d'uso;

materiali e sensoriDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: ATTOLICO GIOVANNI

Risultati conseguiti I risultati sono sempre orientati sia alla diffusione in ambito scientifico dei risultati delle ricerche compiute che alla realizzazione di tecnologie e di dimostratori che possano essere utilizzate per validare ii risultati ottenuti e promuoverne l'applicazione nei contesti di riferimento.La diffusione in ambito scientifico passa attraverso attività di formazione (lezioni a corsi di master, tutoraggio di tesi di laurea e di dottorati di ricerca, pubblicazioni su conferenze e riviste internazionali e nazionali, ... ).L'attività di promozione dei risultati ottenuti passa anche attraverso dimostrazioni eseguite presso la sede dell'ISSIA o presso sedi esterne in occasione di seminari, conferenze e fiere/manifestazioni. Queste attività sono strategiche per favorire la visibilità e permettere un'applicazione allargata ed un ulteriore sviluppo e verifica applicativa delle tecnologie sviluppate.Gli ambiti oggetto di ricerca e di ulteriore sviluppo sono stati i seguenti:1) Ulteriore ricerca sull'uso del sistema multimediale OMERO (del quale ISSIA detiene un marchio depositato) per la comunicazione di contenuti attraverso l'esperienza multimodale (visiva, uditiva e tattile) di scene virtuali progettate in modo appropriato. Sono state compiute ulteriori esperienze, anche attraverso verifiche sperimentali, riguardanti paradigmi e metafore per la rappresentazione e la restituzione multimodale dell'informazione.2) Ulteriore sviluppo di un prototipo di editor visuale per la definizione delle metodologie di restituzione multimodale delle diverse componenti di scene virtuali complesse e per l'organizzazione di tali componenti in modo semanticamente significativo e funzionale alla comprensione della realtà corrispondente da parte dell'utente.3) Avvio dell'analisi della possibilità di utilizzare strumenti di descrizione semantica degli oggetti e delle componenti di una scena virtuale complessa per agevolarne la progettazione anche da parte di esperti di dominio senza competenze nel settore della realtà virtuale e per favorirne una fruizione flessibile ed efficace da parte degli utenti. 3) Prosecuzione dell'analisi delle metodologie e tecnologie di visione per la valutazione non distruttiva dei parametri qualitativi di prodotti agroalimentari. Ulteriori sperimentazioni di analisi dei dati condotte sulla banca dati di immagini a colori calibrate e multispettrali acquisite sulla frutta (uva da tavola, pomodori, pesche, prodotti di IV gamma, composte, carote).


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2010 0 0 0 2 0 1 0 0 0 0

Principali collaborazioniLe collaborazioni proseguono sulle attività di interesse del modulo.Con l'Unione Italiana Ciechi prosegue l'analisi delle esigenze poste dalle diverse problematiche di disabilità visiva e sulla possibilità di ridurne l'impatto sulla qualità della vita attraverso supporti tecnologici orientati alla conoscenza (uso di ambienti virtuali fruiti in modalità multimodale) ed alla mobilità (attraverso strumenti conoscitivi off-line e supporti online forniti attraverso appropriati strumenti mobili).

Con l'ISPA-CNR prosegue la collaborazione sul tema della valutazione non distruttiva di prodotti agroalimentari attraverso segnali multispettrali ed immagini a colori non calibrate. La sperimentazione si arricchisce di prove su diversi prodotti orientate alla valutazione di una varietà di parametri di interesse.

La collaborazione con l'Università di Bari si svolge attraverso il tutoraggio congiunto di tesi di laurea e di percorsi di dottorato principalmente nell'ambito della progettazione e fruizione multimodale di ambienti virtuali.




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Supervisione e Controllo di Sistemi ed Impianti Complessi

Commessa: Sistemi sensoriali e di attuazione per l'interazione evoluta uomo-macchinaProgetto: Sistemi di monitoraggio, controllo e sicurezza nei contesti produttivi e d'uso;

materiali e sensoriDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: CUNEO MARTA

Risultati conseguiti Per quanto riguarda l'attività di ricerca scientifica, sono stati pubblicati 8 articoli su rivista internazionale ISI e presentati 9 lavori a conferenze internazionali.

L'attività progettuale ha riguardato la prosecuzione delle attività del Progetto FIRB ECOMOS, di cui ISSIA ha il coordinamento scientifico, del progetto SLIMPORT nell'ambito del Programma Industria 2015 e dei 3 progetti di ricerca industriale del bando POR-FESR LIGURIA 2007/2013 – Azione 1.2.2 "Ricerca Industriale e Sviluppo Sperimentale".Sono proseguite le attività del progetto bilaterale CNR/CONACYT "State observation for complex systems based on nonlinear sliding mode techniques" e del progetto PRIN 2008 "Valutazione della qualità della deliberazione".

Si è inoltre conclusa la partecipazione al Progetto ACIS della Fase I del Distretto SIIT. In tale contesto, è stato prodotto un sistema per l'ottimizzazione delle comunicazioni vehicle-to-vehicle e vehicle-to-infrastructure basato su reti overlay e destinato ad applicazioni di infomobilità.

Infine, è stata definita la partecipazione a 4 progetti previsti per la Fase II del Distretto SIIT, ora in fase di valutazione.

Per quanto riguarda l'attività di formazione, 2 tesi di laurea triennale sono state svolte presso il laboratorio di Sistemi Complessi. Inoltre, è stato tenuto 1 corso di dottorato presso l'Università di Genova, e sono state svolte lezioni nell'ambito di corsi di laurea della Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali dell'Università degli Studi di Genova.


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2010 0 8 0 9 0 0 1 1 0 0

Principali collaborazioniLe principali collaborazioni del personale del modulo sono state attivate nell'ambito di:

- attività di ricerca scientifica con enti di ricerca e università nazionali ed internazionali, quali: Consorzio Nazionale Interuniversitario Per Le Telecomunicazioni (CNIT), Universita' di Genova, Universita' di Cagliari, Universita' di Tel Aviv, Universidad Nacional Autonoma De Mexico, University Of Texas At Arlington;

- attività progettuali con distretti, grandi imprese e PMI, quali: Distretto SIIT, Ansaldo Energia S.P.A., Pro.Te.Co. Impianti Srl, Eutecne Srl, Mantero Sistemi Srl.

- attività di collaborazione con Regione Liguria.




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Sistemi Intelligenti per la sicurezza

Commessa: Sistemi Intelligenti per la sicurezzaProgetto: Sistemi di monitoraggio, controllo e sicurezza nei contesti produttivi e d'uso;

materiali e sensoriDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: D'ORAZIO TIZIANA RITA

Risultati conseguiti Per l'anno di riferimento sono stati sviluppati dimostratori con componenti hardware e software per la sperimentazione e validazione delle macchine di visione intelligenti nei contesti applicativi considerati.

In particolare sono stati sviluppati: - Macchina di visione per la sorveglianza di un'area pubblica attrezzata attraverso la rilevazione di accessi e la rilevazione di oggetti rimossi e abbandonati; - Macchina multisensoriale per la sorveglianza di un sito archeologico attraverso l'integrazione di sensori visisi e sensori di assetto; - Macchine di visione sincronizzate e ed alta risoluzione temporale per il riconoscimento di eventi sportivi critici (Brevettata insieme al committente); - Dismostratore di un sistema di navigazione per la fruizione di beni culturali non accessibili. - Dimostratore di una piattaforma mobile per l'accesso remoti a parti di componenti aeronautiche non raggiungili con i normali sensori di ispezionamento.I prodotti della commessa sono così costituiti da prototipi, dimostratori, brevetto e diverse pubblicazioni di rilevanza internazionale


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2010 0 7 3 5 1 0 0 0 0 2

Principali collaborazioniPolitecnico di BariAlenia AeronauticaMermecIMM - LecceEnea - RomaSovrintendenza Beni Culturali

Federazione Italiana Giuoco CalcioQueen Mary University -London Inperial College London




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modulo gestionale-CdS090-TA

Commessa: Commessa gestionale per istituti TAProgetto: Progetto per CDS 501 Dipartimento Terra e AmbienteDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: DISTANTE ARCANGELO



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Monitoraggio dell'ambiente marino in siti non presidiati

Commessa: Analisi dei processi nella colonna d'acqua, nel fondo/sottofondo e metodologie innovative

Progetto: Osservazione della TerraDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: BOZZANO ROBERTO

Risultati conseguiti I progetti cui si è partecipato e quelli in itinere, hanno reso possibile il raggiungimento di gran parte degli obiettivi prefissati.In particolare, si è partecipato attivamente al progetto U.E. EuroSITES raggiungendone gli scopi prefissati. Si è infatti garantita la continuità dell'acquisizione e dell'analisi dei dati meteo-oceanografici raccolti dalla boa ODAS Italia 1,il mantenimento in attività del sistema boa ODAS Italia 1 ed il recupero dell'ormeggio sub superficiale posto in prossimità della boa stessa volto ad analizzare le condizioni chimico-fisiche della colonna d'acqua al di sotto dei 50 m di profondità.Durante l'anno sono state inoltre svolte numerose missioni in mare per la manutenzione alla boa ODAS Italia 1 e si è organizzato e partecipato ad una campagna oceanografica a bordo della R/V Maria Grazia.Diverse attività sono state svolte allo scopo di migliorare il sistema di acquisizione e trasmissione dati della boa. Sono stati infatti raggiunti gli obiettivi riguardanti le migliorie al sistema di bordo della boa in termini di manutenzione al sistema, di installazione di nuova strumentazione, di acquisizione e distribuzione dei dati, con particolare riferimento allo sviluppo di un sistema intelligente persistente di acquisizione e controllo completamente nuovo realizzato con tecnologia embedded geofisica, sfruttando i risultati delle ricerche cutting-edge condotte negli ultimi anni.Dal punto di vista strettamente scientifico si sono elaborati importanti dati riguardanti la produttività primaria, gli scambi di CO2 aria-mare e l'acidità dell'oceano. Grazie al continuo sforzo operato dal numeroso team si sono potuti anche analizzare dati geofisici confrontati successivamente con dati tele rilevati o provenienti da modelli previsionali.Nell'ambito del progetto MyOCEAN si è contribuito alla realizzazione di un tool software per la validazione in near real time di campi previsionali di parametri oceanografici.Nel campo del data management si è realizzato un sistema distribuito a cluster per la generazione in real time della codifica BUFR dei dati ricevuti dalla stazione di terra dell'osservatorio W1-M3A in modo da contribuire allo sforzo globale di miglioramento delle conoscenze dei processi atmosferici e geofisici in alto mare promosso dall'Organizzazione Meteorologica Mondiale (OMM).

Ciò ha portato il sistema osservativo basato sulla boa ODAS Italia 1 ad essere l'unica boa italiana a trasmettere le proprie osservazioni sul circuito Global Telecommunication System (GTS) dell'OMM e a superarne gli stringenti requisiti in termini di qualità del dato. Questo risultato, conseguito a fronte di un crescente disinteresse istituzionale, avrebbe dovuto essere maggiormente valorizzato anziché essere continuamente e costantemente penalizzato e mortificato.Negli spazi lasciati liberi da altri migliori e più avanzati team di ricerca si è cercato di partecipare attivamente a proposte di finanziamento per attività di ricerca sia in ambito Europeo che nazionale. Nulla è stato possibile fare a livello regionale nonostante gli organi responsabili ricoprano ruoli di coordinamento e raccordo scientifico in varie iniziative locali.


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2010 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioni- INGV ed ENEA nell'ambito della partecipazione al Gruppo Nazionale di Oceanografia Operativa. Ciò ha consentito di sviluppare le procedure automatiche per la distribuzione dei dati collezionati dalla boa ODAS ITALIA 1.- NOCS nell'ambito della partecipazione al progetto EuroSITES che vede coinvolti 11 partners internazionali.- Marina Militare Italiana nell'ambito delle operazioni di manutenzione ed implementazione del sistema W1-M3A.




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Tecnologie e metodologie per indagini non invasive del sottosuolo

Commessa: Tecniche di misura in-situ e reti di monitoraggioProgetto: Osservazione della Terra

Dipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: MARCIALIS ROBERTO

Risultati conseguiti L'attività di ricerca ha riguardato prevalentemente tematiche relative alla sistemica e all'analisi statistica applicate alla responsabilità sociale di impresa. Tale attività è stata disseminata attraverso rapporti tecnici e la partecipazione a conferenze.A livello progettuale, tale ricerca si è concretizzata in un'attività di analisi statistica di questionari rivolti alle microimprese liguri commissionata dall'Agenzia CLP della Camera di Commercio di Genova.

Inoltre si è collaborato alla definizione di quattro distinte iniziative progettuali relative alla Fase II del Distretto SIIT, inerenti ai sistemi di telecomunicazione e alle tematiche di infomobilità. Si sottolinea anche la collaborazione relativa alla consulenza di ISSIA-Ge nell'ambito dei progetti di Ricerca Industriale POR Liguria banditi nel 2009.

Per quanto riguarda l'attività di formazione, si è partecipato ai Master di II livello dell'Università degli Studi di Genova offrendo docenza per il corso trasversale "Management nei Progetti di Ricerca e Sviluppo".

E' stata infine svolta un'ampia attività istruttoria finalizzata all'adesione del CNR al Distretto Ligure delle Tecnologie Marine (DLTM) e alla definizione delle diverse iniziative relative al bando per la costituzione dei Poli di Innovazione della Regione Liguria.


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2010 0 0 0 2 0 3 1 1 0 0

Principali collaborazioniLe principali collaborazioni del personale del modulo sono state attivate nell'ambito di:

- attività di ricerca scientifica con enti di ricerca e università nazionali ed internazionali, quali: Universita' di Genova, Berkeley University, Fondazione Space.

- attività progettuali con distretti, grandi imprese e PMI, quali: Distretto SIIT, Distretto DLTM, Applied Physics Inc., Carbon Power Inc.

- attività di collaborazione con soggetti istituzionali quali Regione Liguria e Agenzia della Camera di Commercio di Genova (CLP).




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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2010

personale equivalente tempo pienoricercatori totale

1 2





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Integrazione su Grid di applicazioni complesse

Commessa: Elaborazione, validazione, archiviazione ed interoperabilità dati: Spatial Data Infrastracture, tecnologie GRID e servizi WEB.

Progetto: Osservazione della TerraDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: VENEZIANI NICOLA

Risultati conseguiti Nell'ambito del modulo sono state sviluppate essenzialmente le attività relative ai progetti: WiMCA, su finanziamento ESA, per la messa a punto di tecniche di interferometria SAR multi-cromatica, che sfrutta la banda di modulazione del segnale trasmesso (intorno alla frequenza di portante radar) per l'analisi della fase in funzione delle frequenze; MTH0397 supportato dalla DLR con immagini TerraSAR-X, con finalità identiche a WiMCA; COSApInt dell'ASI (in seguito all'AO internazionale di COSMO-SkyMed 2007), che punta maggiormente allo sviluppo di applicazioni della tecnica multi-cromatica (MCA) su dati del sistema satellitare nazionale COSMO-SkyMed, in contesti di monitoraggio geomorfologico e di piccole deformazioni crostali per effetti gravimetrici e/o geodinamici.Con il progetto WiMCA (concluso a sett. 2010) e dati TerraSAR-X spotlight a 300 MHz di banda, si è dimostrata la possibilità di estrarre informazioni assolute di fase e la quota dei target al suolo senza dover ricorrere necessariamente alle tecniche standard di srotolamento della fase nel spazio geometrico, spesso soggette a fenomeni di ambiguità per sottocampionamento dell'informazione.A tale esito positivo è seguita una fase di assestamento delle modalità operative e di affinamento delle procedure in relazione alle applicazioni menzionate nel progetto COSApInt. Inoltre, si è avviata una sperimentazione relativa allo studio di un centro urbano particolarmente denso come quello di Venezia, in cui l'alta risoluzione consentita dalla piena banda costituisce di per se un valore difficilmente rinunciabile rispetto a bande multiple ridotte per consentire l'escursione della portante (studio di un approccio multi-risoluzione).In aggiunta all'insieme omogeneo di attività progettuali fin qui esposte, a partire da gennaio 2010 si è avviato il Progetto Strategico ArchaeoScapes della Regione Puglia, di durata triennale, orientato all'archeologia predittiva. In questo primo anno di attività si è realizzato un GIS che integra dati cartografici e storico/archeologici con immagini telerilevate da aereo nel visibile e vicino infrarosso, oltre a moduli software che implementano alcune elaborazioni di base tipiche dell'image processing. Sull'onda di tale realizzazione, verranno in seguito sviluppate tecniche di "data mining" volte all'analisi integrata del data base costituito, ai fini dell'estrazione di informazioni di possibile valenza archeologica. Il software realizzato utilizza facilities open source ed il data base costituito riguarda al momento un'area della Capitanata, tra i comuni di Foggia, Ordona, Ascoli Satriano, Bovino, Troia e Lucera.


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2010 0 0 0 0 0 8 0 0 0 0

Principali collaborazioniL'attività svolta nel modulo ha visto l'ISSIA in veste di Principal Investigator (PI) nell'ambito sia del progetto WiMCA, a finanziamento ESA, che del Progetto MTH0397 dell'Agenzia Spaziale Tedesca per l'impiego scientifico dei dati della missione TerraSAR-X. Il CSL (Centre Spatial de Liège, Belgium) e la società e-GEOS di Roma hanno affiancato l'istituto nello svolgimento della ricerca, conclusasi nell'ottobre 2010.L'ISSIA è anche PI della Proposta COSApInt, ammessa al finanziamento dell'ASI in seguito al bando internazionale 2007 AO di COSMO-SkyMed, per lo sfruttamento dei dati della omonima costellazione di satelliti SAR in banda X. L'attività, che è giunta quasi al completamento del primo anno, su una durata complessiva biennale, vede coordinati con ISSIA la sezione di Bari dell'IRPI-CNR ed il locale Dipartimento Interateneo di Fisica DIFBA). Altre collaborazioni in corso riguardano il Progetto Strategico "ArchaeoScapes" della Regione Puglia, di cui l'istituto costituisce la componente tecnologica ad orientamento informatico, in congiunzione con il Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica (DEE) del Politecnico di Bari (UR3), laddove le competenze archeologiche sul territorio sono fornite invece dalla UR1, Dipartimento di Sc. Umane (DISCUM) dell'Università degli Studi di Foggia (unità coordinatrice), e dalla UR2, Dipartimento di Beni Culturali dell'Università del Salento.




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Infrastruttura integrata per l'Osservazione della Terra da piattaforma aerea

Commessa: Infrastruttura integrata per l'Osservazione della Terra da piattaforma aereaProgetto: Osservazione della TerraDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: DE CAROLIS GIACOMO



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Sistemi e modelli per l'estrazione dell'informazione da segnali ed immagini

Commessa: Sviluppo di tecnologie per la generazione, il trattamento e l'interpretazione di immagini e dati telerilevati della superficie terrestre

Progetto: Osservazione della TerraDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: DE CAROLIS GIACOMO

Risultati conseguiti Messa a punto di algoritmi per:oil slick detection in immagini VIS/NIR;utilizzo di informazione contestuale in immagini telerilevate ad alta risoluzione spaziale;miglioramento della catena di processing per PS in immagini SAR;stima di indici di vegetazione (p.es. Leaf Area Index) da dati ottici e/o SAR multi-temporali;classificazione di colture vegetali da dati ottici e/o SAR multi-temporali;stima di umidità dei suoli agricoli da dati SAR multi-temporali;

monitoraggio della biodiversità.


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2010 0 1 2 8 0 3 0 0 0 0

Principali collaborazioniNel 2010 si è consolidata la collaborazione con altri due Istituti CNR (l'IFAC, uo Lecce e l'IRSA uo Bari) attraverso il progetto Regionale Rivona per la realizzazione di una facility regionale per il monatoraggio ambientale mediante uso di dati Telerilevati sia da piattaforma spaziale che da piattaforma aera, integrati con misure a terra.




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Attività RSTL

Studio di metodologie per la percezione dell'ambiente e la trasduzione di informazioni visive in forme sensoriali alternative per i non vedenti

Responsabile: D'ORAZIO TIZIANA RITA

Risultati conseguiti L'attività di ricerca ha portato avanti lo sviluppo di: metodi di auto-localizzazione e mapping 3D mediante sistemi stereo; metodi di localizzazione automatica di targhette RFID. Le tematiche affrontate nell'ambito dello sviluppo delle metodologie di stereo visione hanno completato lo studio di problemi di camera motion analysis, feature extraction e data association. È stata ultimata una metodologia di feature tracking in sequenze di immagini stereo. L'algoritmo proposto combina l'informazione 3D restituita dal processo di ricostruzione stereo con l'informazione di intensità dei pixel associata a punti corrispondenti di immagini acquisite in successione temporale. Il metodo

sviluppato si basa sull'estrazione e il tracking di Speeded Up Robust Features (SURF) e su di una metodologia di registrazione 3D che sfrutta lo step di stima del moto dell'algoritmo Iterative Closest Point (ICP). La validazione del metodo è stata realizzata in prove condotte in ambienti indoor e outdoor utilizzando un robot mobile multisensoriale. Il metodo ha tuttavia validità generale poiché è in grado di stimare generici spostamenti della telecamera nello spazio 3D e può essere esteso al caso di telecamere hand-held o inserite in sistemi wearable. Altri aspetti della ricerca hanno riguardato tecniche per il mapping di tag RFID passivi da utilizzare come supporto alla navigazione in ambienti interni e per l'identificazione di oggetti. Le mappe ottenute, denominate mappe RFID-augmented, consentono di arricchire le convenzionali mappe geometriche con informazioni di alto livello relative a regioni e/o oggetti di interesse. Un problema cruciale nell'impiego dei sistemi RFID passivi è quello relativo al posizionamento ed alla localizzazione delle targhette nell'ambiente. I sistemi RFID, infatti, non sono in grado di fornire informazioni relative alla posizione o alla distanza della targhetta rispetto al lettore. L'unica informazione disponibile al lettore è il codice univoco di identificazione del tag. Di solito, la localizzazione dei tag viene eseguita manualmente. Questa prassi non è sostenibile quando l'ambiente operativo è ampio. Nell'attività di ricerca svolta è stato sviluppato un metodo per la costruzione automatica di mappe di ambienti arricchiti con tag RFID, mediante l'impiego di un robot mobile autonomo. L'approccio proposto sfrutta un modello fuzzy delle antenne RFID, che descrive, in base a dati sperimentali, la loro capacità di rilevare la presenza di uno o più transponder, in funzione della posizione relativa antenna-tag. Utilizzando tale modello, si è sviluppato un sistema di inferenza fuzzy, che consente di localizzare con accuratezza i tag in una mappa geometrica dell'ambiente, precedentemente ottenuta da dati laser. La validità del metodo proposto è stata verificata in prove sperimentali condotte mediante una piattaforma robotica multisensoriale.


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniE' stata portata avanti una collaborazione nell'ambito di programmi di scambi di ricercatori (Short Term Mobility) con l'Università di Sydney con il gruppo di robotica del prof. Durrant White. Il gruppo di ricerca guidato dal prof. Durrant White porta avanti attività scientifiche per la realizzazione di piattaforme mobili Human-friendly che possano aiutate e interagire con persone normodotate e/o disabili nella vita quotidiana.




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1 FIORELLI Riccardo, CATALIOTTI Antonio, DI CARA Dario, TINEʼ Giovanni - Coupling interfaces for communication transceivers over power lines

Articoli ISI

1 M. C. Di Piazza, G. Vitale - A Laplace Domain Modelling Approach for CM Active EMI Filters - ELECTRICAL REVIEW, Vol. 3, Pagg. 200-204

2 P. Spagnolo, P. L. Mazzeo, , M. Leo, T. D'Orazio - A Novel Histogram-based Feature Representation and its Application in Sport Players Classification - LECTURE NOTES IN COMPUTER SCIENCE, Vol. 6455, Pagg. 291-300

3 L. Caviglione - A Simple Neural Framework for Bandwidth Reservation of VoIP Communications in Cost-Effective Devices - IEEE TRANSACTIONS ON CONSUMER ELECTRONICS, Vol. 56, Pagg. 1252-1257

4 M. Leo, N.Mosca, P.Spagnolo, P.L.Mazzeo,T.D'Orazio,A.Distante - A Visual Framework for Interaction Detection in Soccer Matches - INTERNATIONAL JOURNAL OF PATTERN RECOGNITION AND ARTIFICIAL INTELLIGENCE, Vol. 24, Pagg. 499-530

5 T. D'Orazio, M. Leo - A review of vision-based systems for soccer video analysis - PATTERN RECOGNITION, Vol. 43, Pagg. 2911-2926

6 Sharon N. Cox, Fabio Sallustio, Grazia Serino, Paola Pontrelli, Raffaella Verrienti, Francesco Pesce, Diletta D. Torres, Nicola Ancona, Patrizia Stifanelli, Gianluigi Zaza, Francesco P. Schena - Altered modulation of WNT-beta-catenin and PI3K/Akt pathways in IgA nephropathy - KIDNEY INTERNATIONAL, Vol. 78, Pagg. 396-407

7 D. Di Paola, A. Milella, G. Cicirelli, A. Distante - An Autonomous Mobile Robotic System for Surveillance of Indoor Environments - INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED ROBOTIC SYSTEMS, Vol. 7, Pagg. -

8 M. C. Di Piazza, M. Pucci, A. Ragusa, G. Vitale - Analytical Versus Neural Real-Time Simulation of a Photovoltaic Generator Based on a DC–DC Converter - IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, Vol. 6, Pagg. 2501-2510

9 A. Miraoui, J. W. Kolar, M. Pucci - Automotive Power and Energy - IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, Vol. 57, Pagg. -

10 M. Leo, D. Looney, T. D'Orazio, D. P. Mandic - Defective Areas identification in Aircraft Components by Bivariate Analysis of Ultrasound Signals - LECTURE NOTES IN COMPUTER SCIENCE, Vol. 5998, Pagg. 219-230

11 G. Satalino - Discrimination of wheat crop by using co-polarized ratio derived from ASAR data - RIVISTA ITALIANA DI TELERILEVAMENTO, Vol. 42-1, Pagg. 27-36

12 M. C. Di Piazza, A. Ragusa, G. Vitale - Effects of Common-Mode Active Filtering in Induction Motor Drives for Electric Vehicles - IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY, Vol. 59, Pagg. 2664-2673

13 C. Cervellera, D. Macciò and M. Muselli - Efficient global maximum likelihood estimation through kernel methods - NEURAL NETWORKS, Vol. 23, Pagg. 917-925

14 M. Pucci, C. Serporta - Finite-Element Analysis of Rotor Slotting Saliency in Induction Motors for Sensorless Control - IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, Vol. 46, Pagg. -

15 P.L. Mazzeo, P. Spagnolo M. Leo, T. D'Orazio - Football Players classification in a Multi-camera environment - LECTURE NOTES IN COMPUTER SCIENCE, Vol. 6475, Pagg. 143-154

16 C. Cervellera, D. Macciò and M. Muselli - Functional Optimization through Semi-Local Approximate Minimization - OPERATIONS RESEARCH, Vol. 58, Pagg. 1491-1504

17 C. Cervellera - Lattice point sets for deterministic learning and approximate optimization problems - IEEE TRANSACTIONS ON NEURAL NETWORKS, Vol. 21/4, Pagg. 687-692

18 M. Baglietto, C. Cervellera, M. Sanguineti and R. Zoppoli - Management of water resources systems in the presence of uncertainties by nonlinear approximators and deterministic sampling techniques - COMPUTATIONAL OPTIMIZATION AND APPLICATIONS, Vol. 47, Pagg. 349-376

19 R. Maglietta, A. Distaso, A. Piepoli, O. Palumbo, M. Carella, A. DʼAddabbo, S. Mukherjee, N. Ancona - On the reproducibility of results of pathway analysis in genome-wide expression studies of colorectal cancers - JOURNAL OF BIOMEDICAL INFORMATICS, Vol. 43, Pagg. 397-397-40

20 A. Alessandri, C. Cervellera, D. Macciò and M. Sanguineti - Optimization based on quasi-Monte Carlo sampling to design state estimators for non-linear systems - OPTIMIZATION, Vol. 59, Pagg. 963-984

21 M.C. Di Piazza, G. Vitale - Photovoltaic field emulation including dynamic and partial shadow conditions - APPLIED ENERGY, Vol. 87, Pagg. 814-823

22 M. Leo, P.Spagnolo, P.L.Mazzeo,T.D'Orazio,A.Distante - Real Time Smart Surveillance using Motion Analysis - EXPERT SYSTEMS, Vol. 27, Pagg. 314-337

23 G. Bartolini, E. Punta - Reduced order observers for the sliding mode control of mechanical systems with elastic joints - INTERNATIONAL JOURNAL OF CONTROL, Vol. 87, Pagg. 1364-1373

24 G. Bartolini, E. Punta - Reduced-Order Observer in the Sliding Mode Control of Nonlinear Non-Affine Systems - IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL, Vol. 55, Pagg. 2368-2373

25 Marcello Pucci - Sensors-less neural maximum power point tracking control of induction machines wind generators by growing neural gas and minor component analysis EXIN + reduced order observe - IEE PROCEEDINGS-CONTROL THEORY AND APPLICATIONS, Vol. 4, Pagg. -

26 Maria Pia Dell'Oglio, Gianluigi Zaza, Michele Rossini, Chiara Divella, Paola Pontrelli, Raffaella Verrienti, Monica Rutigliano, Pasquale Ditonno, Patrizia Stifanelli, Nicola Ancona, Francesco Paolo Schena, Giuseppe Grandaliano - The anti-fibrotic effect of mycophenolic acid-induced neutral endopeptidase - JOURNAL OF THE AMERICAN SOCIETY OF NEPHROLOGY, Vol. 21, Pagg. 2157-2168

Articoli non ISI

1 M. C. Di Piazza, A. Ragusa, M. Luna, G. Vitale - A Dynamic Model of a Photovoltaic Generator Based on Experimental Data - Renewable Energy & Power Quality Journal, Vol. 8, Pagg. -

2 G. Satalino, F. Mattia, A. Balenzano, M. Rinaldi, S. Ruggieri, P. Garofalo - A comparison of Leaf Area Index maps derived from multi-sensor optical data acquired over agricultural areas - Italian Journal of Agronomy, Vol. 5, Pagg. 167-175

3 M. Rinaldi, S. Ruggieri, P. Garofalo, A. V. Vonnella, G. Satalino, P. Soldo - Leaf area index retrieval by using high resolution remote sensing data - Italian Journal of Agronomy, Vol. 5, Pagg. 155-166

4 D. Di Paola, D. Naso, A. Milella, G. Cicirelli, A. Distante - Multi-Sensor Surveillance of Indoor Environments by an Autonomous Mobile Robot - International Journal of Intelligent Systems Technologies and Applications, Vol. 8, Pagg. 18-35

5 M. Foglia, A. Gentile, A. Milella - Sensori di visione low cost per lʼautomazione nel florovivaismo in serra - Oleodinamica-Pneumatica-Lubrificazione, Vol. 3, Pagg. 76-80

6 A. Di Piazza, M. C. Di Piazza, A. Ragusa, G. Vitale - Statistical Processing of Wind Speed Data for Energy Forecast and Planning - The Renewable Energies and Power Quality Journal, Vol. 8, Pagg. -

7 Giulio Reina, Annalisa Milella, Angelo Gentile - Visual estimation of wheel sinkage for rough-terrain mobile robots - International Journal of Intelligent Systems Technologies and Applications (IJISTA), Vol. 8, Pagg. 247-260


1 M. C. Di Piazza, A. Ragusa, M. Luna, G. Vitale - A Dynamic Model of a Photovoltaic Generator Based on Experimental Data - International Conference on Renewable Energies and Power Quality, Granada, Spain

2 M. C. Di Piazza, M. Pucci, A. Ragusa, G. Vitale - A Grid-Connected System Based on a Real Time PV Emulator: Design and Experimental set-up - 36th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, Glendale, AZ. USA

3 Di Paola D., Naso D., Turchiano B. - A Heuristic Approach to Task Assignment and Control for Robotic Networks - IEEE International Symposium on Industrial Electronics (ISIE), Bari

4 L. Caviglione, M. Aiello, G. Papaleo - A Scalable and Cost-Effective Framework for Traffic Monitoring in Virtual LANs - 21st International Tyrrhenian Workshop on Digital Communications (ITWDC): Trustworthy Internet, Isola di Ponza

5 Bibuli M., Bruzzone G., Caccia M., Caiti A. and Di Lecce N. - A Sliding Mode Based Guidance System for Vehicle-Following Operations - Proc. of the 8th IFAC Conference on Control Applications in Marine Systems 2010, Rostock

6 M. C. Di Piazza, A. Ragusa, G. Vitale - A feedback-type Common Mode Active Filter for Vehicular Induction Motor Drives - The 6th IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, Lille, France

7 M.C. Di Piazza, M. Pucci, A. Ragusa, G. Vitale - A growing Neural Gas Network based MPPT Technique for Multi-String PV Plants - IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Bari

8 C. Cervellera, M. Cuneo, M. Gaggero and F. Tonelli - A model-based decision support tool for performance analysis and optimization of container terminals - 2010 Annual Conference of the International Association of Maritime Economists, Lisbon, Portugal, Lisbon, Portugal

9 Ferreira F., Orsenigo F., Veruggio G., Pavlakis P., Caccia M. and Bruz- zone G. - A numerical comparison between Feature Correlation and Phase Correlation for motion estimation relative to sea bottom - Proc. of the 8th IFAC Conference on Control Applications in Marine Systems 2010, Rostock

10 N. Mosca, F. Renna, G. Attolico, A. Distante - AROGHI: AIDED RESTORATION OF GOLDEN IMAGES - Cairo Congress on Cultural Heritage, Cairo (Egitto)

11 A. Milella, D. Di Paola, P. L. Mazzeo, P. Spagnolo, M. Leo, G. Cicirelli, T. DʼOrazio - Active Surveillance of Dynamic Environments using a Multi-Agent System - The 7th IFAC Symposium on Intelligent Autonomous Vehicles, Lecce

12 P. De Ruvo, G. De Ruvo, A. Distante, M. Nitti , E. Stella and F. Marino(+) - An Environmental 3-D Scanner with Wide FoV - Geometric Parameters Set Up - IEEE International Conference on Imaging Systems and Techniques, Thessaloniki, Greece

13 P. De Ruvo, G. De Ruvo, A. Distante, M. Nitti, E. Stella and F. Marino(+) - An Omnidirectional Range Sensor for Environmental 3-D Reconstruction - IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Bari

14 M. Leo, D. Looney, T. D'Orazio, D. P. Mandic - Bivariate EMD Analysis for Aircraft Component Inspection - EEE International Symposium on Industrial Electronics (ISIE-2010), Bari (ITALY)

15 F. Bovenga, D. O. Nitti, R. Nutricato, M. T. Chiaradia - C- & X-band SAR interferometric analysis over Alpine and Appenine regions - ESA Living Planet, Bergen, Norway

16 C. Tarantino, F. Lovergine, M. Adamo, G. Pasquariello - Classificazione di dati telerilevati ad alta risoluzione: risultati di approcci contestuali in ambito Open Source - ASITA 2010, BRESCIA

17 Ferreira F., Orsenigo F., Veruggio G., Pavlakis P., Caccia M. and Bruzzone G. - Comparison Between Feature-based And Phase Correlation Methods For ROV Vision-based Speed Estimation - Proc. of the 7th IFAC Symposium on Intelligent Autonomous Vehicles 2010, Lecce

18 L. Caviglione, M. Coccoli, E. Punta - Education and Training in Grid-Enabled Laboratories and Complex Systems - 5th International Workshop on Distributed Cooperative Laboratories: Instrumenting the Grid - INGRID 2010, Poznan´, Poland

19 Ortiz A., Bonnin-Pascual F.,Gibbins A., Bateman W., Apostolopoulou P., Eich M., Spadoni F., Caccia M. and Drikos L. - First Steps towards a Roboticized Visual Inspection System for Vessels - Proc. of the 15th IEEE Int. Conference on Emerging Technologies and Factory Automation, Bilbao

20 V. BELLIFEMINE, F. BOVENGA, L. CANDELA, R. NUTRICATO, G. PASQUARIELLO, A. REFICE - Identificazione di aree inondate da immagini SAR a media ed alta risoluzione - ASITA, Brescia

21 N. Bianchi, R. Marcialis - Il bilancio sociale nella scuola - ABCD - Salone Italiano dell'Educazione, Genova

22 M. TRIGGIANI, A. REFICE, D. CAPOLONGO, F. BOVENGA, M. CALDARA - Integrating PSI techniques and in situ measurements for subsidence detection in the Manfredonia Gulf (Southern Italy) - Dal Telerilevamento al Geo-spatial Intelligence, Taranto

23 Caccia M., Robino R., Bateman W., Eich M., Ortiz A., Drikos L., Todorova A., Gaviotis I., Spadoni F. and Apostolopoulou V. - MINOAS a Marine INspection rObotic Assistant: system requirements and design - Proc. of the 7th IFAC Symposium on Intelligent Autonomous Vehicles 2010, Lecce

24 M.E. Schiano, E. Canepa, S. Pensieri, R. Bozzano, A.M. Sempreviva - Marine Atmospheric Boundary Layer Observations over the Mediterranean Sea - 4th HyMeX Workshop, Bologna

25 R. Bozzano, S. Pensieri, M.E. Schiano, E. Canepa, P. Picco - Meteorological and Marine Time Series Collected Offshore in the Ligurian Sea - 4th HyMeX Workshop, Bologna

26 A. Cataliotti, D. Di Cara, G. Tinè - Model of Line to Shield Power Line Communication System on a Medium Voltage Network - IEEE International Instrumentation and Measurements Conference, Austin, Texax (USA)

27 A. Cataliotti, V. Cosentino, D. Di Cara, G. Tinè - Modello di un sistema di comunicazione power line applicato alla rete di media tensione - XXVII Congresso Nazionale GMEE 2010, Gaeta (NA)

28 F. BOVENGA, A. REFICE, R. NUTRICATO, F. RANA, D.O. NITTI, M.T.CHIARADIA - Multi-Temporal DInSAR Analysis with X-Band High-Resolution SAR Data: Examples and Potential - SPIE Remote Sensing 2010, Toulouse, France

29 G. Bartolini, E. Punta, T. Zolezzi - Multi-input Sliding Mode Control of Nonlinear Systems with Uncertain Affine Dependence on the Control - 11th International Workshop on Variable Structure Systems - VSS 2010, Mexico City, Mexico

30 A. Ferreira de Loza, E. Punta - Nested Backward Compensation of Unmatched Effects of Unknown Inputs Based on HOSM Identification - 11th International Workshop on Variable Structure Systems - VSS 2010, Mexico City, Mexico

31 A. Ferreira de Loza, E. Punta, L.M. Fridman, G. Bartolini - Nested Backward Compensation of Unmatched Effects of Unknown Inputs Based on HOSM Identification - 49th IEEE Conference on Decision and Control - CDC 2010, Atlanta, Georgia, USA

32 F. De Felice, F. Renna, G. Attolico, A. Distante - OMERO: MULTIMODAL EXPLORATION OF VIRTUAL REALITY OBJECTS - Cairo Congress on Cultural Heritage, Cairo (Egitto)

33 P. Picco , S. Pensieri , A. Cappelletti , R. Bozzano , E. Schiano, S. Sparnocchia - Observation of Upper Layer Inertial and Internal Waves in the Central Ligurian Sea - Rapp. Comm. int. Mer Médit, Venzia

34 T. D'Orazio, M. Leo, N. Mosca - Panoramic Video Generation by Multi View Data Synthesis - 20th International Conference on Pattern Recognition (ICPR 2010), Istanbul, Turkey

35 L. Caviglione, M. Coccoli - Peer-to-Peer Infrastructures to Support the Delivery of Learning Objects - International Conference on Education Technology and Computer (ICETC 2010), Shangai, Cina

36 T. D'Orazio, M. Leo, P.L. Mazzeo, P. Spagnolo - Player Activity Recognition by a multivariate features integration - IEEE International Conference on Advanced Video and Signal-Based Surveillance (AVSS), Boston (USA)

37 U. Wegmüller, M. Santoro, F. Mattia, A. Balenzano, G. Satalino, P. Marzahn, G. Fischer, R. Ludwig, and N. Floury - Progress in the understanding of narrow directional scattering over agricultural fields - European Space Agency Living Planet Symposium, 28 June-2 July, 2010, Bergen, Norway

38 M. Adamo, C. Tarantino, F. Lovergine, G. Pasquariello - RIVONA Lab: un laboratorio e una FOSS Processing and Archiving Facility per dati iperspettrali - , BRESCIA

39 R. NUTRICATO, D. O. NITTI, M. T. CHIARADIA, F. BOVENGA, A. REFICE, G. PASQUARIELLO - Rilevamento di deformazioni del suolo in Daunia (Puglia) per mezzo di tecniche interferometriche SAR - ASITA, Brescia

40 Bibuli M., Caccia M., Robino R., Bateman W., Vogele T., Ortiz A., Drikos L., Todorova A., Gaviotis I., Spadoni F. and Apostolopoulou V. - Robotic Tools to Assist Marine Inspection: The MINOAS Approach - COMPIT 2010, Gubbio

41 P. Kishcha, B. Starobinets, S. Pensieri, R. Bozzano, E. Canepa, S. Nickovic, P. Alpert - Sea-salt aerosol forecasts compared with wave measurements in the open sea - 31st NATO/SPS International Technical Meeting on Air Pollution Modelling and its Application, Torino

42 C. Cervellera, D. Macciò and M. Muselli - Semi-local approximation for the efficient solution of functional optimization problems - INFORMS 2010 Annual Meeting, Austin, TX, U.S.A

43 A. Alessandri, M. Cuneo, and E. Punta - State Observers with First-/Second-Order Sliding-Mode for Nonlinear Systems with Bounded Noises - VSS 2010 -11th International workshop on Variable Structure Systems, Mexico City, Mexico

44 A. Di Piazza, M.C. Di Piazza, A. Ragusa, G. Vitale - Statistical Processing of Wind Speed Data for Energy Forecast and Planning - - International Conference on Renewable Energies and Power Quality, Granada, Spain

45 M. C. Di Piazza, A. Ragusa, G. Vitale - Theoretical and Experimental Evaluation of the Power Losses in CM Active EMI Filters - IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Bari

46 N. Bianchi, R. Marcialis - Tutti insieme responsabilmente - Festival della Scienza - Orizzonti, Genova

47 Bibuli M., Caccia M. and Lapierre L. - Virtual Target Based Coordi- nated Path-Following for Multi-Vehicle Systems - Proc. of the 8th IFAC Conference on Control Applications in Marine Systems 2010, Rostock

Libri

1 A. Milella, D. Di Paola, G. Cicirelli - RFID Technology for Mobile Robot Surveillance - , INTECH,

Rapporti

1 F. Mattia, G. Satalino, A. Balenzano, A. Belmonte, M. Rinaldi, S. Ruggieri, G. DʼUrso, M. Palladino, V. Iacobellis - ASI-COSMO: 1^0 rep. di avanzamento

2 A. Cataliotti, V. Cosentino, D. Di Cara, G. Tinè - Campagna di misure sulla rete elettrica dellʼisola di Favignana per la caratterizzazione di reti di accoppiamento per la trasmissione di segnali su cavi di media tensione

3 Claudio Marotta, Massimo Ianigro - Definire e realizzare una infrastruttura federata per l'autenticazione e l'autorizzazione nel CNR. La sperimentazione nell'Area di Ricerca di Bari

4 F. Mattia, G. Satalino, A. Balenzano,V. Pauwels, E. De Lathauwer - ESA-GMES: TN-01 First Issue Soil Moisture Retrieval Model Description

5 N. Bianchi, R. Marcialis - La sistemica per il bilancio sociale nella scuola6 M. Caccia et al. - MINOAS - Deliverable D4 – Robot path-planning and localization scheme7 N. Veneziani, E. Punta - Obiettivo Realizzativo OR8: Osservatori per controllo e

monitoraggio8 N. Veneziani, E. Punta - Obiettivo Realizzativo OR8: Osservatori per controllo e

monitoraggio9 N. Veneziani, E. Punta - Obiettivo Realizzativo OR8: Osservatori per controllo e

monitoraggio10 N. Bianchi, R. Marcialis - PRIN2008 - Valutazione della qualità della deliberazione11 A. Cataliotti, V. Cosentino, D. Di Cara, G. Tinè - Realizzazione di un banco di misura e di

un modello in Simulink® per la ricerca e la caratterizzazione di reti di accoppiamento per la trasmissione di segnali su cavi di media tensione

12 A. Cataliotti, V. Cosentino, D. Di Cara, G. Tinè - Realizzazione in ambiente LabVIEW® di un sistema automatico di gestione della cella GTEM per prove di compatibilità elettromagnetica

13 G. Artale, A. Cataliotti, V. Cosentino, D. Di Cara, G. Tinè - Sistema di misura per lʼanalisi spettrale di segnali non stazionari: Implementazione in VHDL per lo sviluppo di un prototipo su FPGA

14 F. Renna, G. Attolico - Stato di avanzamento sulla ricerca riguardo l'analisi non distruttiva di prodotti agroalimentari

15 A. Cataliotti, V. Cosentino, D. Di Cara, G. Tinè - Strumento virtuale in ambiente LabVIEW® per la gestione automatica di misure di emissione radiata in camera semianecoica

16 N. Bianchi, R. Marcialis - Tutti insieme responsabilmente17 U. Wegmuller, M. santoro, C. Werner, P. Marzahn, G. Fischer, R. Ludwig, F. Mattia, G.

Satalino, A. Balenzano - Understanding directionality in surface scattering by imaging radar

18 F. Bovenga, N. Veneziani, A. Refice, M.T. Chiaradia, D. Nitti, R. Nutricato, J. Wasowski - “AO-COSMO Project ID-1820, Progress Report at KO +3”

19 F. Bovenga, N. Veneziani, A. Refice, M.T. Chiaradia, D. Nitti, R. Nutricato, J. Wasowski - “AO-COSMO Project ID-1820, Progress Report at KO +6”

20 F. Bovenga, N. Veneziani, A. Refice, M.T. Chiaradia, D. Nitti, R. Nutricato, J. Wasowski - “AO-COSMO Project ID-1820, Research Activities Plan”

21 G. Bartolini, E. Punta, N. Veneziani - “Reduced-Order Observer in the Sliding Mode Control of Nonlinear Non-Affine Systems”

22 A. Refice, F. Bovenga, N. Veneziani - “WiMCA, Wide-Band Multi-Chromatic Assessment: Data Sets description”

23 F. Bovenga, N. Veneziani, V.M. Giacovazzo, A. Refice, D. Derauw, F. Miniati, F. Malvarosa, M. Costantini - “WiMCA, Wide-Band Multi-Chromatic Assessment: Executive Summary”

24 F. Bovenga, N. Veneziani, V.M. Giacovazzo, A. Refice, D. Derauw, F. Miniati, F. Malvarosa - “WiMCA, Wide-Band Multi-Chromatic Assessment: Final Report”

25 N. Veneziani, F. Bovenga, V.M. Giacovazzo - “WiMCA, Wide-Band Multi-Chromatic Assessment: Prototype software for MCA analysis”

26 A. Refice, F. Bovenga, N. Veneziani - “WiMCA, Wide-Band Multi-Chromatic Assessment: Technical note on Atmospheric effects estimation, and Technical note on PS detection and comparison with PSI technique”

Risultati progettuali

1 M.C. Piazza, G. Marsala, M. Pucci, A. Ragusa, C. Serporta, G. Vitale - Dispositivi innovativi per lo sfruttamento dell'energia solare in favore di una serricoltura sostenibile

2 L. Caviglione, C. Cervellera, R. Marcialis - Progetto ACIS - Advanced Cooperative Infomobility Systems

3 N. Bianchi, C. Cervellera, R. Marcialis - Progetto CLP - Analisi Statistica di Questionari Rivolti alle Microimprese Presenti nel Territorio di Genova e Provincia

4 G. Bruzzone, M. Caccia - Progetto Green Project - Sistema automatico di lettura di caratteri marcati in ambiente siderurgico

Risultati di valorizzazione applicativa

1 Marcello Pucci, Gianpaolo Vitale, Angelo Accetta - Banco prove per azionamenti con motore sincrono brushless a magneti permanenti

2 Marcello Pucci, Calogero Serporta, Gianpaolo Vitale, Angelo Accetta, Antonino Sferlazza - Banco prove per azionamenti elettrici con motore lineare asincrono

3 Marcello Pucci, Gianpaolo Vitale - Banco prove per sistemi di generazione eolica con macchina asincrona

4 M.C. Di Piazza, A. Ragusa, G. Vitale - Filtro attivo EMI feed-forward per applicazioni automotive

5 M.C. Di Piazza, A. Ragusa, G. Vitale - Filtro attivo EMI feedback per applicazioni automotive

6 M.C. Di Piazza, A. Ragusa, G. Vitale - Filtro attivo EMI per applicazioni automotive ottimizzato in termini di rapporto potenza/ingombro

7 M. Cirrincione, M. Pucci, G. Vitale, - Filtro attivo per la soppressione di armoniche sulla rete monofase di distribuzione dell'energia elettrica basato su reti neurali

8 A. Daidone, M.C. Di Piazza, A. Ragusa, G. Vitale - Interfaccia per l'acquisizione automatica di dati di impedenza nel campo di frequenze da 75kW a 30 MHz

9 N. Bianchi, C. Cervellera, R. Marcialis - Metodo statistico per l'analisi di questionari per le microimprese genovesi in ambito di responsabilità sociale di impresa

10 G. Bruzzone, M. Bibuli, M. Caccia - Sistema di acquisizione dati e controllo remoto di strumentazione acustica su un Unmanned Marine Vehicle

11 M.C. Di Piazza, M. Pucci, A. Ragusa, G. Vitale - Sistema di generazione fotovoltaico grid-connected con emulatore da 3kW

12 L. Caviglione, C. Cervellera - Sistema di ottimizzazione dinamica delle comunicazione vehicle-to-vehicle

Attività editoriali

1 A. Milella, D. Di Paola, G. Cicirelli - Mechatronic Systems, Applications

2 A. Milella, D. Di Paola, G. Cicirelli - Mechatronic Systems, Simulation, Modeling and Control

Principali risorse strumentali dellʼIstituto

Considerazioni generali ed elementi di autovalutazioneConsiderazioni generaliNel 2010, anno successivo alla valutazione degli Istituti da parte dei Panel esterni, l'Istituto ha consolidato le attività di ricerca orientate allo sviluppo dei cosiddetti Sistemi Intelligenti, innovativi ed utili per migliorare la qualità della vita, la competitività e le modalità di produzione delle imprese, il monitoraggio dell'ambiente, la fruibilità dei beni culturali, l'efficienza delle amministrazioni pubbliche (nella gestione di territorio, trasporti, salute, e nella conservazione dei beni culturali).

Anche in questo periodo sono state considerate strategiche le attività di avanzamento della conoscenza e di trasferimento tecnologico orientate prevalentemente alle seguenti linee tematiche istituzionali:

Macrotema_1: Robotica finalizzata allo sviluppo di macchine intelligenti, in grado di percepire ed agire autonomamente in ambienti reali (terrestri e marini) poco strutturati e caratterizzati da incertezza.Macrotema_2: Automazione per l'incremento di prestazioni, qualità e produttività, sicurezza di sistemi complessi.Macrotema_3: Elaborazione di segnali ed immagini nell'ambito di sistemi integrati hardware e software per l'acquisizione ed il trattamento di informazioni multispettrali, multitemporali e multipiattaforma.Macrotema_4: Sistemi di misura e di supporto alle decisioni basati su tecniche di soft-computing per applicazioni complesse.

Le attività che hanno caratterizzato ciascun Macrotema, sono riferibili agli obiettivi di seguito esplicitati nelle Linee Strategiche dell'Istituto: Sistemi intelligenti; Visione artificiale, Robotica ed Automatica; Sistemi e modelli per l'estrazione dell'informazione da segnali ed immagini per il monitoraggio ambientale; Sistemi di conversione dell'energia elettrica da fonti rinnovabili, azionamenti elettrici e compatibilità elettromagnetica.

Sistemi intelligenti.I Sistemi Intelligenti (Agenti Intelligenti) rappresentano la frontiera tuttora più avanzata ed innovativa della ricerca in campo informatico ed elettronico, in grado di influenzare direttamente la qualità della vita, la competitività e le modalità di produzione delle imprese, di monitorare e valutare l'impatto ambientale, di rendere più efficienti le attività di servizio e di gestione delle amministrazioni pubbliche, locali e nazionali. Lo studio di un sistema intelligente, indipendentemente dal campo d'impiego, può essere schematizzato in tre componenti essenziali dove: il primo interagisce con l'ambiente per l'acquisizione dei dati del dominio di interesse, utilizzando sensori adeguati (Sensing and Imaging); il secondo interpreta ed apprende gli oggetti complessi del mondo acquisiti con la prima componente (Computer Vision and Pattern Recognition); ed il terzo sceglie le azioni più appropriate per risolvere il problema (Decision Making using Soft-Computing Models) interagendo con le prime due componenti.

Se molto è stato fatto per lo sviluppo delle prime due componenti, diverse problematiche di ricerca sono in progress (ancora aperte ed oggetto di avanzamento della ricerca) per la realizzazione di sistemi capaci di eseguire comportamenti autonomi complessi che riguardano la terza componente, ossia lo studio di moduli adeguati per la scelta ottimale delle azioni, come di usufruire delle interazioni delle tre componenti tra loro (feedback), affinché vi sia la convergenza verso una

soluzione accettabile in tempi ragionevoli. Lo studio e sviluppo di sistemi intelligenti complessi ha comportato la nascita di nuove opportunità scientifiche e linee di ricerca interdisciplinari dell'informatica (elaborazione dell'informazione), della fisica (ottica ed interazione luce-materia), della cibernetica (modelli computazionali neurali), dell'ingegneria elettrica ed elettronica (sensori, attuatori e controllo) e meccanica, dell'intelligenza artificiale, della elaborazione digitale dei segnali e delle immagini, robotica ed automazione, e ricerca operativa.

L'Istituto ha considerato strategico lo sviluppo di "Tecnologie Abilitanti", finalizzate alla realizzazione ed alla sperimentazione di specifici Sistemi Autonomi (Sistemi Intelligenti), considerando sia quelli in grado di operare nel mondo fisico (per es.: un veicolo mobile oppure un robot, che si muove nell'ambiente domestico, o dedicato al controllo ed alla sicurezza di una cella robotizzata come del territorio), che quelli immersi nel mondo astratto, rappresentati da un insieme di programmi eseguibili su uno o più processori dedicati (o sistemi embedded), tra loro interconnessi e chiamati Agenti Software, come per esempio un agente dedicato alla ricerca automatica di informazioni da complesse banche dati, o all'analisi di sequenze di immagini multispettrali e multitemporali per il controllo della qualità dei prodotti o per la sicurezza in ambienti a rischio (aree pubbliche, aeroporti, stazioni,…), oppure dati di mutazioni geniche, profili di espressioni geniche (DNA microarray) e proteiche con il principale obiettivo, per questi ultimi dati, di determinare marker specifici per le patologie tumorali in esame.

Lo studio di Sistemi Intelligenti è stato stimolato in particolare dalle limitazioni dei sistemi tradizionali, che non operano correttamente quando la conoscenza (dati, regole e modelli) non è esatta oppure è parziale oppure è incerta, quando l'ambiente si modifica ed il sistema si trova in situazioni non previste prima e con una pianificazione non più adeguata, ed infine, soprattutto, quando i dati sensoriali acquisiti sono incompleti e non precisi, con l'impossibilità di predire l'errore associato alle singole misure.

Una sfida della ricerca dell'Istituto (tuttora in accordo con l'orientamento della ricerca mondiale) per lo sviluppo di sistemi intelligenti è quella di trovare le euristiche adeguate (non necessariamente ottimali) e farle apprendere automaticamente, al fine di associare in modo ottimale i dati sensoriali di input alle possibili soluzioni del problema, di cui non si conosce a priori la soluzione ottimale. Normalmente le soluzioni sono molte ed il problema diventa come ricercare la soluzione ottimale nello spazio delle soluzioni possibili. L'esistenza di diversi metodi (statistici, fuzzy, neurali, evolutivi, rinforzo,…) e la loro combinazione, permetterebbero di realizzare approcci differenziati di apprendimento, sperimentando in tal modo una diversità di sistemi intelligenti.

L'altro aspetto strategico delle ricerche ha riguardato anche il trade-off tra costi e prestazioni dei sistemi intelligenti. La strategia adottata dall'Istituto, è stata quella di studiare e sviluppare prodotti che risolvano problemi concreti utilizzando sensori di costo il più basso possibile ma dotando il sistema di valore aggiunto basato su software sofisticato, che includa i moduli di filtraggio, di apprendimento automatico e di decision making i più adeguati possibili per le specifiche applicazioni. Una volta trovata la modellistica innovativa adeguata al determinato caso di studio, diventa strategico poi studiare il possibile trasferimento tecnologico in collaborazione ai partner industriali.Nel periodo di riferimento sono stati studiati e sviluppati per vari settori applicativi i seguenti Agenti Intelligenti:- Entità Fisiche: Macchine di Ispezionamento non distruttivo (NDT), Sistemi di Visione, Veicoli Mobili Autonomi, Interfacce Tattili, Interfacce Evolute, Azionamenti Elettrici e Convertitori Elettronici, Celle Robotizzate- Entità Software: Monitoraggio Processi e Sicurezza, Ricostruzione 3D, Classificazione dei Difetti, Controllo di Qualità, TeleSorveglianza, Interferometria, Modelli EMC ed Energy Saving, Architetture di Controllo Autonome, Monitoraggio Ambientale, Stabilità del Suolo, Rischio di Frane, Analisi di Biosequenze, Microarray.Si evidenzia come questa linea di ricerca dei "Sistemi Intelligenti" è trasversale alle linee di ricerca di seguito descritte che riguardano settori applicativi specifici.

Visione artificiale, robotica ed automatica.Questa Linea Strategica è rivolta allo studio e sperimentazione di Macchine di Visione in contesti industriali, per l'automazione delle lavorazioni ed il controllo di qualità, o dedicate alla telesorveglianza e sicurezza, per la protezione di beni, la prevenzione di azioni ostili ed il controllo degli accessi. Costituiscono aspetti integrati lo sviluppo di tecniche di navigazione reattiva di piattaforme robotizzate in ambienti industriali e civili, a servizio della persona, oltre che di apprendimento automatico ed incrementale della realtà fisica, integrando sensori di diversa tipologia. Completano le tematiche della Linea Strategica la modellazione 3D, la realtà virtuale e le tele-operazioni.

Sistemi e modelli per l'estrazione dell'informazione da segnali ed immagini per il monitoraggio ambientale.Questa Linea Strategica ha come obiettivo l'utilizzo dei dati di osservazione della Terra dallo spazio, sia nelle bande del visibile che in quelle del vicino infrarosso, dell'infrarosso termico e nella regione delle microonde, al fine di migliorare le capacità di monitoraggio dello stato degli ecosistemi e per l'assimilazione in modelli di previsione di eventi calamitosi (quali, ad esempio: previsione di eventi franosi, previsione di inondazioni, previsione di stati critici di colture agricole, previsione di diffusione di inquinanti marini, previsione di stati di eutrofizzazione di acque costiere). Ha realizzato anche strumentazione di supporto e calibrazione, per rilievi in situ.

Sistemi di conversione dell'energia elettrica e compatibilità elettromagnetica.Questa Linea Strategica ha come obiettivo l'utilizzo di fonti rinnovabili e a basso impatto ambientale, per la generazione di energia elettrica, e la progettazione degli azionamenti elettrici in particolare a corrente alternata sensorless ad alte prestazioni con controllo intelligente. Viene valutata, inoltre, la compatibilità elettromagnetica dei dispositivi elettrici, definendo nel contempo sistemi e metodi per il monitoraggio e il contenimento dell'inquinamento elettromagnetico ambientale.

Elementi di autovalutazioneLa peculiarità scientifica dell'ISSIA si caratterizza nello studio e sviluppo di sistemi ed agenti intelligenti complessi sulla base, prevalentemente, delle tecnologie informatiche ed elettroniche, della modellistica fisica, delle metodologie computazionali, con ricadute concrete verso l'industria e la pubblica amministrazione (territorio, ambiente, trasporti, salute, e beni culturali).

L'Istituto ha pianificato le proprie attività di ricerca ponendo particolare attenzione agli aspetti di:1. Avanzamento della conoscenza nella ricerca di base, in riferimento ai quattro settori tematici dell'Istituto (Robotica, Automatica, Elaborazioni Segnali ed Immagini, Intelligenza Artificiale);2. Trasferimento delle conoscenze verso la ricerca orientata, per lo sviluppo di tecnologie chiave abilitanti a carattere multisettoriale;3. Trasferimento tecnologico nel settore industriale e della pubblica amministrazione, attraverso progetti di ricerca con finanziamenti esterni (nazionali ed internazionali), coordinati anche con altri Istituti, al fine di aumentarne le capacità di trasformazione delle conoscenze e tecnologie in prodotti, processi e servizi a maggiore valore aggiunto.La limitata disponibilità finanziaria di fondi FFO (Fondi di Funzionamento Ordinario) per supportare direttamente le attività di ricerca di base, obiettivo del punto 1, non ha impedito all'Istituto di svolgere dignitosamente tale attività, come evidenziato dalle pubblicazioni su riviste internazionali. Considerata la strategicità della ricerca di base, si ritiene che questo trend positivo debba continuare. Tuttavia, l'Istituto è stato e sarà più fortemente coinvolto nei punti 2 e 3, che richiedono anche una notevole attività di marketing scientifico. A questo riguardo, dall'analisi delle attività pregresse è possibile rilevare i buoni risultati conseguiti, grazie anche alla strategicità del settore dell'Information Technology ed in particolare alla necessità di sviluppare sistemi intelligenti hardware e software. Nel 2010, l'ammontare dei finanziamenti esterni complessivamente accertati è stato di 1.505K€ (nonostante la criticità economica nazionale ed internazionale ed il ritardo di bandi regionali e nazionali per la ricerca) a fronte di 145k€ di fondi FFO di Istituto e 369k€ di Area (di cui 160 k€ per interventi straordinari per l'Area di Genova). La vivacità dell'Istituto in termini di progetti proposti

è stata notevole in particolare nell'ambito dei progetti di ricerca industriale del Programma Operativo Nazionale 2007/2013. L'Istituto è stato promotore infatti di diverse proposte di ricerca in collaborazione con altri Istituti CNR afferenti ai dipartimenti Sistemi di Produzione, Energia e Trasporti, Terra e Ambiente, Materiali e Dispositivi, e Beni Culturali. Per diversi di questi progetti risulta referente unico CNR con il compito del coordinamento scientifico del progetto anche se formalmente presentato dalle aziende. I settori di interesse sono ICT, Meccatronica, Bioinformatica, Beni Culturali e Ambiente.

Strategia nella scelta dei progetti di ricerca esterni. Nelle funzioni di direttore, ho impostato una strategia, che si ritiene dover continuare, basata nell'armonizzare adeguatamente l'entità delle attività alle risorse di personale dipendente, con l'accortezza di scegliere, tra le ricerche finalizzate, quelle che realmente portano alla sfida tecnologica ed all'avanzamento della conoscenza. Aspetti che per le industrie e la pubblica amministrazione significano nuovi prodotti, processi o servizi. Parte dei finanziamenti esterni (quando possibile con la voce Spese Generali) continueranno ad essere orientati ad alimentare la ricerca di sviluppo competenze ed a contribuire al mantenimento delle infrastrutture di ricerca dell'Istituto. Questi ultimi due aspetti sono essenziali per un Istituto come l'ISSIA dove la dote strumentale dei laboratori e lo sviluppo di competenze innovative sono fondamentali per competere a livello nazionale ed internazionale per l'acquisizione di nuovi progetti di ricerca.

Le collaborazioni con altri Istituti CNR e con altri Enti. Si ritiene strategico continuare una politica di consolidamento e di estendere le collaborazioni con gli altri Enti (Università, Politecnici, ASI, ENEA, ESA, INGV,….) in particolare di quelle funzionali a creare sinergie tra competenze multidisciplinari che costituiscono il Valore Aggiunto, fondamentale per impostare progetti innovativi di grande interesse nazionale per le Imprese e per la Comunità Pubblica (Beni Culturali; Territorio e Ambiente; Persone e Salute; …). A tale scopo, sono state avviate collaborazioni con altri Istituti CNR nell'ambito di progetti interdipartimentali e con altri Enti nell'ambito di Programmi di Ricerca previsti con le iniziative regionali relative ai POR ed ai Distretti (meccatronica, biotecnologie, territorio e ambiente, …) ed a livello nazionale con i PON (sicurezza, ….) e PRIN. A livello internazionale, l'Istituto ha avviato una cooperazione con Alenia-Boeing Initiative R&T – Non Distructive Inspection (NDI) e con diverse strutture industriali aeronautiche ed accademiche (Università di Napoli, INFM, ISTI-CNR,…). Ha definito quindi un "agreement" con Alenia Aeronatica Spa – Boeing Company per la partecipazione al progetto di ricerca e sviluppo congiunto nel settore NDI (Non Distructive Inspection). Il progetto, in corso di attivazione, avrà durata quadriennale e si realizzerà nell'ambito di accordi specifici Italia – USA. L'istituto ha inoltre attivato collaborazioni internazionali in ambito ESA (attraverso i progetti WiMCA e SOIL MOISTURE) e nell'ambito di programmi comunitari con il progetto BIO_SOS coordinato da ISSIA.

AutoValutazione scientifica. Il direttore ha ritenuto strategico stimolare il confronto tra i ricercatori delle diverse strutture e tra le sedi dell'Istituto, incentivandone una migliore collaborazione per affrontare problematiche di ricerca più a largo spettro. I ricercatori hanno potuto confrontarsi direttamente su produttività scientifica e progettualità. Sono stati stabiliti, quindi, i risultati minimi della produttività scientifica da perseguire, considerata la specificità delle aree tematiche dell'Istituto. In accordo con il precedente Consiglio Scientifico dell'ISSIA si era ritenuto che almeno un articolo su rivista internazionale, tipo IEEE, doveva essere prodotto per ricercatore ogni due anni. Questo criterio sembra concordare con quanto adottato dalla comunità scientifica francese in settori analoghi, per classificare di valore medio una struttura di ricerca. I dati degli ultimi anni sono in sintonia con tali criteri.Si ritiene opportuno evidenziare, per la prevalente disponibilità di fondi esterni, che la produttività scientifica di un istituto come l'ISSIA sarà sempre più articolata in termini di prototipi industriali, dimostratori hardware/software, studi di fattibilità, brevetti. Ne consegue una possibile fluttuazione del numero di pubblicazioni scientifiche, dal momento che lo studio di un nuovo prodotto o processo, pur strategico nel contesto industriale, non necessariamente corrisponde ad un avanzamento della conoscenza. Questo scenario richiede una valutazione della produttività scientifica più adeguata ed articolata, non basata esclusivamente sulle pubblicazioni. In mancanza

di una revisione dei modi di valutazione non solo si tradirebbero le legittime attese di progressione nella carriera dei ricercatori ma si stravolgerebbe il meccanismo stesso di produttività scientifica dell'Ente, in difficile equilibrio con il reperimento di risorse esterne su progetto e lo sviluppo di prototipi e dimostratori (i ricercatori hanno evidenziato il valore quasi nullo attribuito alla voce brevetti in recenti concorsi dell'Ente, per assunzione di ricercatori o per avanzamento).

Progettualità dell'Istituto. Il direttore ha stimolato la pianificazione di progetti di ricerca con il coinvolgimento diretto dei ricercatori appartenenti alle diverse sedi dell'Istituto. Questo aspetto della migliore valorizzazione sinergica delle risorse, insieme alla produttività scientifica, costituisce il reale valore dell'accorpamento e si ritiene motivarlo ulteriormente anche nello spirito della nuova riforma. I risultati sono tangibili se si considera l'ammontare dei progetti esterni. Allo stato attuale la progettualità dell'Istituto ha raggiunto buoni livelli, ben armonizzandosi con la produttività scientifica.

Proposta di interventi organizzativiL'articolazione dell'attività dell'Istituto, consolidata nelle quattro macrolinee, ribadisce i punti di forza e la strategicità delle aree tematiche di ricerca, caratterizzate anch'esse dalla forte interdisciplinarietà e complementarietà delle competenze derivate dagli Organi aggregati, nei campi dell'Informatica, della Fisica, della Cibernetica e dell'Ingegneria. Nel campo della Robotica, in particolare, l'Istituto è caratterizzato da un largo spettro di competenze complementari tra la Robotica terrestre della Sede di Bari e la Robotica sottomarina della Sezione di Genova, oltre agli azionamenti elettrici della Sezione di Palermo. Si evidenziano, inoltre, le competenze nell'elaborazione dei segnali e delle immagini e nella modellistica per lo studio e lo sviluppo di comportamenti intelligenti per la manipolazione, la navigazione e controllo autonomo dei veicoli, gli azionamenti elettrici rivisti in termini di sottosistemi intelligenti, e gli agenti software per un ampio spettro di applicazioni che vanno dall'analisi di dati territoriali ed ambientali al supporto per il restauro e la fruizione dei beni Beni Culturali ed artistici, ed all'analisi dei dati relativi a parti del Genoma Umano. Modelli di apprendimento e di riconoscimento automatico sono applicati nello sviluppo di agenti software per l'analisi di immagini multisensore/multipiattaforma, finalizzate alla integrazione e classificazione di dati multispettrali e multitemporali da satellite, per il monitoraggio del territorio, ed alla caratterizzazione di sequenze biologiche di tessuti tumorali (Sede di Bari). Quest'ultima attività è stata caratterizzata da una eccellente produzione scientifica ed alla sua affermazione nella competizione nazionale con l'approvazione di un Laboratorio regionale per approcci di biologia sistematica nelle malattie umane (BISIMANE) proposto da ISSIA, Università di Bari e di Foggia. La Sezione di Genova studia, invece, le tematiche di ricerca per la simulazione, supervisione e controllo di processi ed impianti complessi; i metodi numerici per ottimizzazione e controllo ottimo di sistemi complessi ad elevata dimensionalità, statistica; la teoria dell'apprendimento statistico; i metodi per la modellistica ed isistemi di misura e di monitoraggio ambientale in situ, utilizzando sensori acustici in ambiente terrestre e marino, o sensori e.m. per la prospezione geofisica, anche in ambiente planetario. La Sezione di Palermo studia, infine: la compatibilità elettromagnetica strumentale, interna ed esterna, di sistemi complessi utilizzati nella movimentazione elettrica, nell'automazione industriale e nella robotica; i sistemi di controllo per applicazioni nei settori automotive, azionamenti elettrici, generazione elettrica da fonti rinnovabili e Power Quality; gli azionamenti in corrente alternata sensorless ad alte prestazioni con controllo intelligente per applicazioni industriali e relativi sistemi e metodologie per la compatibilità elettromagnetica in laboratorio e in situ.

Nel 2010, in accordo ai vertici dell'Ente, sono stati riorganizzati i progetti di Dipartimento insieme alle commesse ed ai moduli. In sostanza, anche recependo le richieste dei ricercatori, da un lato le attività di ricerca dell'istituto si sono articolate in gruppi di ricerca (anche se per motivi amministrativi continuano a chiamarsi commesse per il sistema contabile SIGLA) e dall'altro sono state ridotte adeguatamente. Per ISSIA, sulla base di una valutazione anche con i ricercatori, la riorganizzazione dei gruppi di ricerca ha portato alla eliminazione di alcune commesse e la rimodulazione delle a partire dal 2011 è diventata la seguente: SP.03.002 Sistemi Sensoriali per il Controllo di Qualità e Diagnostica (Confermata e rinominata, Bari, Referente dott. E. Stella); SP.03.003 Sistemi robotici

autonomi e controllo (Confermata, Genova, Referente Ing.M. Caccia); SP.03.011 Conversione intelligente dell'energia negli azionamenti elettrici e nella generazione elettrica da fonti rinnovabili (Confermata, Palermo, Nuovo Referente Ing. Giampaolo VITALE); SP.P06.010 Monitoraggio, Controllo e ottimizzazione di impianti e sistemi complessi (nuova commessa, Genova, nuovo Referente Ing. Cristiano CERVELLERA); SP.P06.009 Sistemi Intelligenti Multisensoriali per il monitoraggio, la sicurezza ed il controllo nei contesti industriali, civili e sociali (nuova commessa, Bari, nuovo referente Dott. Gianni ATTOLICO). Analogamente è avvenuta la rimodulazione per le commesse afferenti alle attività del dipartimento Terra e Ambiente. Le commesse sono diventate due: TA.P06.024 Studio e Sviluppo di metodologie osservative da piattaforme in situ, aeree e satellitari per il monitoraggio ambientale (Bari, Nuovo Referente, dott. Guido Pasquariello) e TA.P06.025 Sviluppo di metodologie dell'ambiente marino da piattaforme in situ e natanti (Genova, Referente confermato Ing. Roberto Bozzano). Si evidenzia che ai nuovi referenti si è arrivati attraverso una consultazione del direttore con il Gruppo di ricercatori afferenti alla commessa.

Pur con profili culturali differenziati (fisici, informatici, ingegneri elettronici, meccanici ed elettrici), i ricercatori dell'ISSIA hanno sviluppato negli anni competenze che, nella loro sostanziale afferenza al settore ICT, presentano tuttavia una caratteristica di trasversalità strategica per diversi settori delle aree dipartimentali del nuovo CNR. La vocazione dell'Istituto si conferma con risultati positivi per cercare soluzioni efficaci a problematiche reali nel campo dell'automazione industriale, della gestione e monitoraggio del territorio, e nel miglioramento della qualità della vita. Ciò ha motivato la scelta di afferenza al Dipartimento Sistemi di Produzione e la partecipazione ai Dipartimenti TA e ICT. In queste aree dipartimentali, infatti, sono fortemente trasversali e strategiche le ricadute delle competenze ICT acquisite dall'ISSIA, utili sia per lo sviluppo della nuova fabbrica digitale (tema strategico per diversi progetti del dipartimento SP) che per lo sviluppo di nuove tecnologie abilitanti per l'Osservazione della Terra (progetto strategico del dipartimento TA).

Nella partecipazione alla definizione dei progetti dei Dipartimenti citati, i ricercatori delle tre sedi dell'ISSIA hanno avuto facilità nel coordinarsi con i colleghi degli altri Istituti di afferenza/partecipazione, per la definizione puntuale delle attività e dei prodotti da realizzare nell'ambito delle varie Commesse previsti dai progetti dipartimentali approvati dall'Ente. Attraverso i Dipartimenti e gli Istituti, l'Ente si presenta ora all'esterno con una consistenza formale e sostanziale più adeguata per competere nel mercato della ricerca nazionale ed internazionale. Questo consente di proporre e pianificare progetti di ricerca (dipartimentali e inter-dipartimentali) di una certa consistenza, sfruttando l'interdisciplinarietà e la complementarietà delle competenze esistenti nei vari Istituti. Si realizza, di fatto, una strutturazione dell'organizzazione in grado di produrre l'auspicata sinergia tra le risorse delle varie strutture. In definitiva, allo stato attuale si considera ragionevole che, a meno di situazioni macroscopicamente distorsive, si punti a consolidare la collaborazione sinergica negli Istituti e tra gli Istituti, con la raccomandazione di mantenere adeguatamente alta la produttività scientifica e di valorizzare la sinergia delle risorse, a vantaggio della progettualità e del trasferimento tecnologico. Per le ragioni esposte, non si ritiene utile modificare la configurazione attuale dell'aggregazione, stante la capacità dimostrata dall'ISSIA di autovalorizzarsi sulle tematiche di ricerca proposte dal Dipartimento di afferenza e con gli altri Dipartimenti, e soprattutto nel competere sul mercato scientifico nazionale ed internazionale. L'Istituto, infatti, dimostra una notevole vivacità nell'acquisizione di fondi esterni di ricerca, in settori strategici dell'ICT..D'altra parte, gli Istituti mantengono e consolidano una propria capacità di autodeterminazione e competizione scientifica in relazione alla propria consistenza in termini di risorse umane e strumentali, garantendo nel contempo quella flessibilità nella gestione delle risorse stesse, che appare essenziale in un sistema potenzialmente dinamico quale potrebbe essere l'organizzazione per Gruppi di ricerca (meglio identificabili con Linee di Ricerca in accordo alle richieste dei ricercatori). Queste ultime, attraverso il coordinamento tra strutture diverse dell'Ente, possono rendere sinergiche soprattutto quelle competenze multidisciplinari che costituiscono il Valore Aggiunto del CNR nel panorama nazionale, fondamentale per impostare progetti innovativi di grande

interesse pubblico per il Paese.Nel sistema informativo SIGLA è visibile in dettaglio la progettualità dell'Istituto, che si sta affermando sempre più nello sviluppo di tecnologie abilitanti innovative per i settori sopra esposti con diversi partner industriali ed Enti sia a livello locale che nazionale. Sono ulteriormente vivaci le collaborazioni con Enti ed organismi internazionali. Nel sistema Informativo Gestione Istituti sono riportati i risultati pluriennali delle ricerche dell'Istituto che ragionevolmente fluttuano in relazione ai vincoli di progettualità ed alla dinamica dell'offerta nel mercato della ricerca nazionale ed internazionale. Altro aspetto da considerare la scarsa dinamica delle procedure di riconoscimento del merito dei ricercatori negli ultimi tempi particolarmente sofferente.

Istituto di tecnologie industriali e automazione

Direttore: Prof. TULLIO ANTONIO MARIA TOLIOSede principale: Via Bassini, 15 - 20133 Milano (MI)Articolazione territoriale:

Bari, Roma Tor Vergata, Vigevano, Roma Montelibretti

Sito web dell'Istituto: www.itia.cnr.it


Missione"ITIA-CNR, motore di innovazione industriale, svolge attività di Ricerca Scientifica e Sviluppo Tecnologico finalizzate alla Competitività e Sostenibilità del Manifatturiero in Italia ed Europa. L'Istituto, in collaborazione con Imprese, Università, Centri di Ricerca ed Istituzioni nell'ambito di Programmi, Progetti e Contratti Industriali Nazionali, Europei ed Internazionali, investiga, studia e sviluppa nuove configurazioni di: prodotti, processi, sistemi, paradigmi strategici, produttivi, organizzativi, e gestionali, ed i relativi strumenti e metodologie di progettazione, produzione e gestione, per la competitività e sostenibilità delle imprese."

L'Istituto di Tecnologie Industriali ed Automazione nasce per rispondere alla necessità per il Paese, in un quadro Europeo e globale, di disporre di un "presidio" scientifico, tecnologico e culturale - per contribuire alla competitività e sostenibilità del manifatturiero - in sintonia con quelli di Paesi avanzati quale la Germania.L'Istituto è finalizzato alla R & ST per l'innovazione strategica nelle Imprese in termini di prodotti, processi ed organizzazione, come recita la missione originaria.Di conseguenza, l'Istituto negli ultimi anni ha svolto attività di ricerca per la concezione, sviluppo e verifica sperimentale di nuove macchine, robot e sistemi di produzione - nei settori tradizionali (cuoio, legno, plastica), in quelli science based (biomedicale), nei settori specialized suppliers (beni strumentali) ed in quelli della produzione di massa (bianco e automotive). Le attività di ricerca hanno interessato nello specifico: strumenti di progettazione, macchine operatrici, sistemi e relativi servizi; metodologie e strumenti virtuali di simulazione 3D di prodotto processo e impresa; strumenti di configurazione, simulazione ed ottimizzazione di processi logistici aziendali (sia interni che esterni); tecnologie e piattaforme per il controllo, la supervisione, il monitoraggio e l'integrazione dei processi produttivi (pianificazione e gestione della produzione) ed organizzativi aziendali; studi strategici sul futuro del Manifatturiero ad Alto Valore Aggiunto e delle relative Tecnologie Abilitanti, a supporto della Piattaforma Europea Manufuture e di quella Italiana.


Commesse

• Metodologie e strumenti per lo sviluppo di macchine avanzate• Studi strategici per l'applicazione industriale di modelli di produzione nella logica ManuFuture• Tecnologie abilitanti e sistemi di automazione adattativi per fabbriche orientate alla

produzione personalizzata• Metodologie e strumenti per i processi produttivi e logistici nel manifatturiero• Filiera Ricerca-Industria: Modelli e metodologie per l'Innovazione Industriale Knowledge-

based, gestione della conoscenza e formazione in ricerca industriale• Micro e Nano Misurazioni Industriali• Ambienti Virtuali di progettazione integrata• Macchine, robot e servizi innovativi customer oriented• Soluzioni innovative per la meccanica strumentale• Nuove applicazioni di microsistemi in componentistica avanzata• Applicazioni in dispositivi industriali

Moduli

• Turismo: sistema produttivo aperto• modulo gestionale-CdS103-SP• Metodologie e strumenti per lo sviluppo di macchine avanzate• Intesa di Programma MIUR/CNR• Studi strategici per l'applicazione industriale di modelli di produzione nella logica ManuFuture• Product service systems and new business models• Tecnologie abilitanti e sistemi di automazione adattativi per fabbriche orientate alla

produzione personalizzata• Metodologie e strumenti per i processi produttivi e logistici nel manifatturiero• Ambienti e strumenti per la formazione research based• Tecniche e strumenti di knowledge management basati su tecnologie web• Modelli e metodologie per l'Innovazione Industriale Knowledge-based• Micro e Nano Misurazioni Industriali• Ambienti Virtuali di progettazione integrata• Macchine, robot e servizi innovativi customer oriented• Soluzioni innovative per la meccanica strumentale• Nuove applicazioni di microsistemi in componentistica avanzata• Applicazioni in dispositivi industriali

RSTL

• La presente commessa racchiude tutte le proposte di ricerca spontanea a tema libero dei ricercatori di ITIA-CNR - Il presente modulo di attività rappresenta il link tra la commessa Direzione Generale SP-P00-C01 e le proposte di ricerca spontanea a tema l

• Controllo Intelligente di Micro e Nano Dispositivi• Logistica della ricerca industriale• Autonomous Microrobot for manufacturing• Metodi innovativi di supporto alla gestione del ciclo di vita del prodotto nel settore

manifatturiero• Proposta per lo sviluppo di strategie di reazione e navigazione sensorbased per la

condivisione dello spazio operativo tra robot industriale e operatore umano

Attività Commesse

Metodologie e strumenti per lo sviluppo di macchine avanzate


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: BIANCHI GIACOMO

Risultati conseguiti *Piattaforma di modellazione di macchine utensili. Sono stati sviluppati i seguenti elementi:- Sviluppo di strumenti a supporto della modellazione FEM: macro cuscinetti non lineari generale e indipendente dal sistema di riferimento; macro di linearizzazione automatica dei cuscinetti non lineari

per eseguire le analisi in frequenza sul modello; macro pattini a ricircolo non lineari; macro di linearizzazione dei pattini non lineari automatica; macro di precarico dei cuscinetti non lineari; modello parametrico per simulare il montaggio corretto dei cuscinetti non lineari per calcolare la rigidezza in base al tipo di montaggio e precarico.E' stata condotta, inoltre, una caratterizzazione sperimentale dei componenti della macchina in sviluppo nel contratto MUSP/Mandelli con i seguenti risultati:- validazione del modello numerico dei cuscinetti non lineari; validazione del modello di precarico dei cuscinetti non lineari;- validazione del modello dei cuscinetti linearizzato.E' stato condotto uno studio sull'ottimizzazione della taratura di un asse rotativo della testa di una macchina utensile a portale volta alla massimizzazione, in ottica meccatronica, della capacità di asportazione.

*Analisi sperimentale di una rettifica in piano. Sono state eseguite delle prove di qualificazione sperimentale a supporto dello sviluppo di una rettificatrice in piano: in particolare, si è studiata l'origine di una difettosità sulla superficie lavorata, elaborando un modello preliminare innovativo di chatter dovuto ad instabilità da campo di forza posizionale e di velocità. Infine, si sono delineati dei criteri progettuali finalizzati all'ottenimento della dinamica strutturale ottima.

*Modellazione energetica di macchinari. Nell'ambito del progetto ESTOMAD, si è proseguita l'attività di modellazione di una macchina utensile dal punto di vista energetico. Specificatamente si sono svolte le seguenti attività:- individuazione degli aspetti critici (da un punto di vista energetico) di una macchina utensile: confronto con dati sperimentali (in collaborazione con il laboratorio MUSP), individuazione dei moduli energetici e formazione di una lista di priorità a guida della modellazione;- sviluppo di un primo modello energetico riguardante un elettromandrino per fresatrice con annesso sistema di raffreddamento. A supporto sono stati eseguiti test di validazione.

*Analisi e modellazione dei processi ad asportazione di truciolo. Messa a punto di un modello predittivo per il fenomeno del process damping in fresatura. Prove sperimentali a supporto dello sviluppo di una metodologia per l'ottimizzazione dei parametri della tecnica di Sinusoidal Spindle Speed Variation per la soppressione del chatter rigenerativo in operazioni di fresatura. (Attività svolte in collaborazione con il laboratorio MUSP).

*Supporto della progettazione di dispositivi elettromeccanici a scala dimensionale meso-micro. E' stato condotto, in collaborazione con l'Università della Florida, uno studio volto all'ottimizzazione di sistemi di fissaggio del pezzo a rigidezza variabile in operazioni di micro-fresatura, al fine di controllare l'insorgenza del chatter rigenerativo. E' in fase di sviluppo uno studio sulla fattibilità/opportunità di sviluppare un dimostratore di una macchina di misura coordinate di piccole dimensioni ed alta precisione.

*Analisi teorica di cinematismi. E' stata dimostrata l'irriducibilità del luogo di impuntamento di un cinematismo complesso al semplice luogo delle singolarità cinematiche.


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Principali collaborazioniFATRONIK, ES (Privato UE)Capellini SpA, IT (Privato)Ermando Rosa, IT (Privato)

Mandelli spa, IT (Privato)Jobs SpA, IT (Privato)Gildemester Italiana, IT (Privato)CRF - Centro Ricerche Fiat, IT (Privato)Katholieke Universiteit Leuven – Department of Mechanical Engineering, Division PMA BE (Università Straniera, UE)CE.S.I - Centro Studi Industriali, IT (Privato)Manufacturing Automation Laboratory The University of British Columbia, CA (Università Straniera)Flanders' MECHATRONICS Technology Centre (FMTC), BE (Privato UE)POLITECNICO di Milano, IT (Privato)MUSP - Macchine Utensili e Sistemi di Produzione, IT (Privato)CSMT, IT (Privato)




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Principali risorse strumentali utilizzatePC: portatili di medie prestazioni, Dell Precision T7500 con 2 processori Intel Xeon e 12 GB di RAM, portatile dedicato a calcoli onerosi per attività fuori sede Dell Precision 6500E processore Intel Core i7 Q820 e 8GB di RAM SW: calcolo strutturale (ANSYS), calcolo numerico (Matlab, Maple), calcolo capacità di asportazione (Cutpro), modellazione sistemi multi corpo (Adams), software di simulazione multi dominio causale 1D (Amesim)HW: pacchetti analisi strutturale sperimentale: sistema di acquisizione segnali, accelerometri, martello strumentato.

Studi strategici per l'applicazione industriale di modelli di produzione nella logica ManuFuture


Dipartimento: Sistemi di Produzione

Responsabile: PACI AUGUSTA MARIA

Risultati conseguiti Il responsabile della commessa, SP.P01.014 Studi strategici per l'applicazione industriale di modelli di produzione nella logica ManuFuture, dott ssa Augusta Maria Paci e la dott.ssa Cecilia Lalle dal 15 febbraio 2010 afferiscono al Dipartimento Progettazione Molecolare del Consiglio Nazionale delle Ricerche . Il trasferimento è avvenuto in seguito alla pubblicazione della nota CNR prot. n. 0078453 relativa alla richiesta di due unità di personale presso il Dipartimento Progettazione Molecolare.Lo stato di avanzamento ed i risultati conseguiti si riferiscono quindi al periodo 1 gennaio - 14 febbraio 2010.

*Studi strategici e contributi per roadmaps pubblico-privato con riferimento alla sostenibilità- Progetto "IMS2020: Supporting Global Research for IMS2020 Vision" ° Compilazione del Questionario MTP.° Organizzazione e partecipazione alla Riunione di Progetto, Roma 12-13 Gennaio 2010° Contributo all'organizzazione della Summer School- Articolo scientifico con referee: A.M. Paci, C. Lalle, M.S. Chiacchio: "Knowledge Management for Open Innovation: Collaborative Mapping of Needs and Competencies" in Journal of Knowledge Management Practice, ISSN 1705-9232, accepted for publication, Juanuary 2010 - Augusta Maria Paci Reviewer della rivista International Journal of Advanced Manufacturing Technology. Mail del 3 febbraio 2010- partecipazione al Doctoral Spring School of Industrial Product Service System at Ecole nationale supérieure de genie industriel, Grenoble Institute of Technology – Génie industriel, 1st – 5th February 2010- Contratto tra Il Sole 24 ORE Business Media srl e ITIA CNR per la Collaborazione con la rivista Automazione Industriale. Rubrica "Da EPPLab" con i seguenti 2 contributi mensili:-A.M. Paci, C. Lalle: Il Manifatturiero avanzato, Automazione Industriale rivista de Il Sole 24 ORE Business Media srl, n. 176, Gennaio 2010, pp.26-29. -A.M. Paci: Presente e futuro del manifatturiero, Automazione Industriale rivista de Il Sole 24 ORE Business Media srl, n. 177, Febbraio 2010, pp.30-31.

*Contributi a studi di impatto con specializzazione settoriale (settore aerospazio)- Contributo a Convegno con referee: A.M. Paci, M.S. Chiacchio, P. Bellofiore, Development of an innovative IPS2 model. in 2nd CIRP Industrial Product Service Systems (IPS2) Conference 2010, Linköping, Sweden, 14th – 15th April 2010, accepted paper-Iniziativa Finmeccanica "MindShare" nell'ambito della collaborazione ITIA-Telespazio, per il Focus Group Infologistic della Comunità Logistica e Servizi. ° Partecipazione alla Riunione 20-21 gennaio 2010, Firenze, per la finalizzazione del WP1 e l'impostazione del WP2.° Partecipazione alla Call conference del 11 Feb 2010 ore 14.00;- Progetto di Dottorato di Ricerca "Analisi di impatto tecnologico in produzioni innovative" nel corso in Ingegneria Economico Gestionale presso l'Università di Roma "Tor Vergata" A.A. 2007/2010° Avanzamento della ricerca S-CBA.


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Principali collaborazioniFraunhofer-Gesellschaft, Fraunhofer Production Alliance (VP), DE (Ente di Ricerca Straniero)Fundación FATRONIK, ES(Ente di Ricerca Straniero)INESC-Porto – Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores do Porto, PT (Ente di Ricerca

Straniero)Institut de Recherche en Communications et Cybernétique –IRCCyN- del Centre National de la Recherche Scientifique di Nantes, FR (Ente di Ricerca Straniero)MIUR, IT (MIUR)AGORIA, BE (Privato)CETIM - Centre Technique des Industries Mécanique, FR (Privato)Daimler Chrysler, DE (Privato)FESTO, DE (Privato)FINMECCANICA , IT (Privato)Fondazione Rosselli, IT (Privato)VDMA Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V., DE (Privato)CECIMO- European Committee for Co-operation of the Machine Tool Industries, BE (Privato)European Commission, BE (UE)Università Tor Vergata, IT (Università italiana)Loughborough University, UK (Università Straniera)Wroclaw University of Technology – CAMT, PL (Università Straniera)




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Principali risorse strumentali utilizzate- Personal computer- Infrastrutture web corredate di server e stazioni di lavoro.

Tecnologie abilitanti e sistemi di automazione adattativi per fabbriche orientate alla produzione personalizzata


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: CARPANZANO EMANUELE

Risultati conseguiti Avvio e sviluppo attività nei seguenti progetti europei:

a - Corenet: avvio di attività inerenti lo sviluppo di soluzioni integrate per la gestione delle filiere tessile e calzaturiera per la produzione di prodotti altamente personalizzati per categorie di consumatori quali diabetici e obesi. b - IdeaFoot: avvio di attività inerenti lo sviluppo di nuove metodologie integrate di design e produzione di calzature con particolare attenzione alla standardizzazione dei componenti e al trasferimento automatico digitalizzato delle informazioni geometriche dalla progettazione alla produzione.c - Robofoot: studio di soluzioni per l'impiego di celle robotizzate ad alto contenuto di intelligenza all'interno del processo di produzione di calzature per operazioni complesse di assemblaggio, montaggio, cardatura e packaging.

Sviluppo di attività nei seguenti progetti europei:

a - FIT4U e SShoes: soluzioni innovative per il design e la produzione di prodotti orientati al consumatore nel settore calzaturiero ed accessori, con particolare riferimento alla progettazione di una macchina per la fresatura (FIT4U) ed al coordinamento e sviluppo di software per la creazione di un engeneering framework (SSHOES).b - VFF: sviluppo di attività per lo studio di soluzioni innovative per la progettazione di sistemi di automazione di fabbrica integrati.c - NetChallenge: supporto allo sviluppo di soluzioni ICT innovative per la integrazione di filiera.d - IMS2020: attività dedicate alla definizione di roadmap di ricerca a livello internazionale.

Sviluppo di attività nei seguenti progetti nazionali e regionali:a - Nell'ambito del progetto Nazionale PNR Firb Tecnologie per il Made in Italy, sviluppo di soluzioni innovative per l'automazione e la integrazione di sistemi di produzione complessi; il progetto si è concluso nel mese di luglio del corrente anno.b- Nell'ambito del progetto Nazionale PNR Firb Smartreflex, sviluppo di tool e soluzioni innovative per la configurazione ed ottimizzazione di linee di produzione nel settore automotive; il progetto si è concluso nel mese di Luglio del corrente anno.c - Nell'ambito del progetto regionale metadistretti Lombardia Teknowfashion shoes, sviluppo di soluzioni innovative (metodologie, tool e materiali) per produrre calzature orientate alla salute del consumatore.d – Nell'ambito dell'APQ CNR-Regione Lombardia Progetto 3: Processi High Tech e prodotti orientati al consumatore per la competitività del manifatturiero lombardo, attività di innovazione di processo e prodotto nell'ambito del manifatturiero con particolare riferimento a metodi e strumenti per lo studio, la concezione e la realizzazione di sistemi avanzati di automazione e gestione di fabbrica, ivi inclusi gli aspetti di filiera collegati.

Sviluppo attività di ricerca interne su: a - Metodologie e tool per la configurazione ed ottimizzazione dei processi dal punto di vista energetico e dell'impatto di sostenibilità;b - Sviluppo di soluzioni LCA per analisi di sostenibilità di processi e prodotti manifatturieri; c - Sviluppo di soluzioni innovative basate su internet per integrare gli attori della filiera distrettuale quali piattaforme ERP, sistemi ICT dedicati e tool software per la specifica di prodotti personalizzati.

Attività di divulgazione tramite pubblicazioni scientifiche.


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Principali collaborazioniLe attività di ricerca della presente commessa vengono svolte collaborando con centri di eccellenza italiani e stranieri del settore presenti presso università, centri di ricerca e dipartimenti R&D industriali, oltre che con le istituzioni di interesse regionale (DG Ricerca e DG Industria Regione Lombardia), nazionale (MUR) ed internazionale (EU, IMS) di riferimento per il settore.

Di seguito alcune della principali collaborazioni :Instituto Tecnológico del Calzado y Conexas – INESCOP (Ente Privato di Ricerca Straniero)INESC PORTO – Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores do Porto (Ente Pubblico di Ricerca Straniero) Instituto de Biomecànica de Valencia (Ente Pubblico di Ricerca Straniero)DITF (Ente Privato di Ricerca Straniero)VLF (Ente Privato di Ricerca Straniero)Fraunhofer - Gesellschaft (Ente Privato di Ricerca Straniero)Tecnalia Corporación Tecnológica (Ente Privato di Ricerca Straniero) Base Protection (Privato) Strategies (Privato) Vibram (Privato)Italian Converter (Privato)Treviso tecnologie (Privato)Prometeo (Privato)ICS Triplex (Privato) COMAU (Privato) SCM Group (Privato)Eurosuole (Privato)CEC (Conferederazione Europea per la Calzatura) (Privato)ANCI (Associazione Nazionale Calzaturieri Italiani) (Privato)Euratex (Confederazione Europea per l'Abbigliamento e il Tessile) (Privato)FESI (Federazione Europea per la Industria dello Sport) (Privato)




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Associato e




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Principali risorse strumentali utilizzateImpianto pilota calzature presso sede Vigevano:- sala controlli con scanner 3D e stazioni CAD 3D, CAM, PDM, MES ed ERP- reparti taglio e giunteria, magazzini e linea assemblaggio flessibile ad alta automazione con due celle robotizzate e diverse macchine operatrici avanzate (e.g. pre-monta, monta fianchi, giostra ad iniezione)

Lab Controlli presso sede Vigevano:Hardware:- controllori da laboratorio con sistema operativo real-time ed ambiente National Instruments;- PLC industriali che supportano la programmazione standardizzata IEC 61131;- PC per il controllo pc-based di macchine utensili e linee produttive;- testa galvo per la realizzazione di un sistema prototipale di marcatura laser 2D ridondante a 4 assi interpolati; - pc industriale Beckhoff e unità di I/O remotate Ethercat per l'esecuzione dell'applicazione di controllo della testa galvo.Software:- Ambiente National Instruments per l'acquisizione ed il controllo di macchine prototipali;- Ambiente Matlab/Simulink/Stateflow per la simulazione hardware-in-the-loop di algoritmi di controllo avanzati per impianti manifatturieri;- Sistema operativo hard real-time Linux RTAI per l'esecuzione di algoritmi di controllo PC-based per macchine utensili;- Dymola per la simulazione dinamica di sistemi meccanici multibody da controllare con controlli industriali PC-based;- Adams per la simulazione di sistemi meccanici complessi;- Isagraf per la realizzazione di applicazioni di controllo logico secondo gli standard IEC61131 e IEC61499;- Beckhoff Twincat per il controllo della testa galvo integrata nel sistema cartesiano (sistema ridondante a 4 assi interpolati)- Flexsim per la realizzazione di modelli di simulazione di scenari produttivi per la progettazione, configurazione e gestione di impianti di produzione automatizzati.

Metodologie e strumenti per i processi produttivi e logistici nel manifatturiero


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: CONFESSORE GIUSEPPE

Risultati conseguiti Le attività hanno riguardato l'analisi di contesti produttivi e logistici a livello nazionale ed internazionale. Sono stati definiti modelli concettuali e quantitativi e realizzati dei dimostratori atti a valutare i modelli concepiti. I modelli hanno consentito di progettare processi produttivi e logistici anche in contesto di reti estese e collaborative. I risultati hanno consentito di affrontare problematiche di carattere strategico, tattico ed operativo a livello organizzativo, di gestione del ciclo di vita prodotto/processo, di pianificazione e controllo di processi e sistemi. Sono state utilizzate metodologie di ottimizzazione, simulazione, modelli di riferimento e multiagente. Modelli e

dimostratori sono stati volti al rinnovamento tecnologico di prodotti e processi maturi ed al miglioramento delle condizioni operative dei decisori in contesti complessi di globalizzazione.


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Principali collaborazioniACT Solutions SrlATM Messina Media Plus SrlTelespazio SpaVitrociset SpaElsag Datamat SpaTXT e-solutions SpaRFI SpaCNR – Dip.to ICTUniversità degli Studi di Roma Tor Vergata (Università Italiana)Università degli Studi dell'Aquila (Università Italiana)Arizona State University, USA (Università Straniera)Kobe University, Giappone (Università Straniera)




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Principali risorse strumentali utilizzateLaboratorio informatico per lo sviluppo di sistemi di supporto alle decisioni.

Filiera Ricerca-Industria: Modelli e metodologie per l'Innovazione Industriale Knowledge-based, gestione della conoscenza e formazione in ricerca industriale


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: MARTANA ROBERTO



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Micro e Nano Misurazioni Industriali


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: REBAGLIA BRUNO IPPOLITO



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Ambienti Virtuali di progettazione integrata


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: SACCO MARCO

Risultati conseguiti I risultati conseguiti nel 2010 sono:R1) Nuova versione delle librerie GIOVE per la realizzazione di ambienti virtuali collaborativi, introduzione delle funzionalità per l'integrazione di nuovi moduli e per lo sviluppo di GUI avanzate.R2) Concept Foot Glove per la prova della calzatura (Comfort).R3) Ambiente di configurazione di prodotto per la calzatura personalizzata (lato negozio): SCM (Shoe Customisation Module).R4) Framework per la fabbrica virtuale. Prototipo del Factory Manager che ne dimostra la fattibilità.


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Principali collaborazioniFhG-IPA (EPRS), LMS Unversity of-Patras (US), CIMSI-SUPSI (US), ETHZ (US), EUVE (EPRS), INESC Porto (EPRS), RWTH-WZL (US), Fatronik-Tecnalia (EPRS), SZTAKI (EPRS), ECN-IRCCyN Ecole Centrale de Nantes (US), Homag AG (P), Volkswagen Auto Europa (P), Compa SA (P), Comau SpA (P), Frigoglass S.A.I.C. (P), Alenia-Aereonautica SpA (P), Audi Hungaria Motors Kft. (P), Ficep SpA.(P), Hugo Boss AG (P), Technology Transfer System srl. (P), Decathlon (P), Alpina, d.d., Žiri (P)




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Principali risorse strumentali utilizzate- Laboratorio di Realtà Virtuale/Aumentata dotato di proiettore stereoscopico, occhialini per la visione 3D, tracciatori di posizione (magnetici e IR), Datagloves e HMD.- Workstation Grafiche e PC- MagicMirror

Macchine, robot e servizi innovativi customer oriented


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: MOLINARI TOSATTI LORENZO


Avvio e sviluppo attività progetti EU:-a- ROBOFOOT "Smart robotics for high added value footwear industry" – Itia costs K€565. In tale ambito, oltre alla reingegnerizzazione dei processi di fabbricazione, sono state svolte attività nell'ambito del sensor based programming and control. In tale progetto verranno sviluppate, nell'ambito della commessa SP.P01.015 (per un impegno pari a circa il 15% dell'impegno totale), attività inerenti l'analisi degli scenari produttivi-b- DEMAT "Dematerialised Manufacturing Systems: A new way to design, build, use and sell European Machine Tools (DEMAT)" – Itia costs K€520. In tale progetto alcune attività saranno sviluppate nell'ambito delle commesse SP.P01.015 e SP.P01.013

Sviluppo attività nell'ambito del progetto EU:-a- Trans-IND "New Industrialized Construction Process for transport Infrastructures based on polymer composite components" – Itia costs K€375 con particolare focus sui processi produttivi e di assemblaggio robotizzati.

Sono stati acquisiti i seguenti progetti EU che inizieranno nel 2011:-a- ACTIVE "Active Constraints Technologies for Ill-defined or Volatile Environments" – Itia costs K€1.150-b- Echord-EasyPro "Accurate Manual Guided robot programming" – Itia costs K€134

Avvio e sviluppo attività del progetto regionale Lombardo di Cooperazione Scientifica e Tecnologica Internazionale: -a-HYFLEXAIS "Hyperflexible and Autonomous Industrial robots" – Itia costs K€460 in cooperazione con il Technion di Haifa Israele

Sviluppo attività nell'ambito dell'APQ CNR-Regione Lombardia Progetto 3: Processi High Tech e prodotti orientati al consumatore per la competitività del manifatturiero lombardo, attività di innovazione di processo e prodotto nell'ambito del manifatturiero con particolare riferimento a metodi e strumenti per lo studio, la concezione e la realizzazione di celle robotizzate innovative per applicazioni nelle PMI lombarde e a metodi, strumenti e dispositivi innovativi per la riabilitazione robotizzata. Tali attività hanno portato al deposito di 2 domande di brevetto nazionale e allo sviluppo di diversi prototipi innovativi.

Avvio, sviluppo e conclusione attività del contratto di ricerca industriale e sviluppo precompetitivo "Controllo dello sfondamento nel taglio tubi mediante laser in fibra con logica TOC [TOCMP]" commissionato dalla società ADIGE S.p.A. e del valore di k€43,875 + IVA.

Sviluppo e conclusione attività dei contratti di ricerca industriale e sviluppo precompetitivo "Studio e realizzazione di automazioni robotizzate interfacciate con sensori e sistemi di visione per adeguare le lavorazioni alle caratteristiche del pezzo", "Studio e realizzazione di automazioni robotizzate per lavorazioni complesse, con gestione della regolazione automatica del processo", "Studio e realizzazione di automazioni robotizzate per lavorazioni di piccole, medie e grandi dimensioni, con prestazioni innovative, interfaccia CAD CAM, acquisizione automatica dimensione prodotti, sensori per il calcolo e la regolazione delle traiettorie" commissionati dalla società C.I.A. srl e del valore di k€380 + IVA. Tali attività hanno portato al deposito di 2 domande di brevetto nazionale e allo sviluppo di diversi prototipi innovativi.

Acquisizione del contratto di ricerca industriale e sviluppo precompetitivo "Sensorics Integrated System (SENSiS)" commissionato dalla società ADIGE S.p.A. e del valore di k€91,125 + IVA.

Sviluppo attività di ricerca interne su: -a- Sviluppo di metodologie e strumenti per la definizione intuitiva del task e del moto senza ricorrere a una programmazione esplicita -b- Concezione, progettazione e prototipazione di robot caratterizzati da strutture meccaniche intrinsecamente sicure e a basso costo per applicazioni industriali e di riabilitazione robotizzata

(esoscheletri e device esterni)-c- Concezione progettazione e prototipazione di soluzioni di controllo di interazione tramite tecniche di simulazione in anello chiuso-d- Concezione e sviluppo di metodologie e strumenti per la condivisione sicura dello spazio operativo tra robot e operatore-e- Concezione e sviluppo di metodologie e strumenti per la generazione automatica del robot task a partire da dati di prodotto/processo-f- Concezione, progettazione e prototipazione di strumenti (3D laser scanner e sistemi di visione stereoscopica) e sensori per la percezione autonoma dello spazio operativo-g- Concezione, progettazione e prototipazione su sistemi embedded real time interfacciati con sistemi di controllo industriali di strategie per l'implementazione di logiche di controllo sensor based

Attività di divulgazione tramite:-a- organizzazione di conferenze/convegni (Italian-Israeli Conference on "High-Tech and Recovery of Function: New Technologies for Rehabilitation Medicine", October 17-18, 2010, Technion, Haifa, Israel. Sponsored by the Embassy of Italy in Israel)-b- partecipazione a fiere/eventi (stand CNR-ITIA durante BiMU 2010)-c- pubblicazioni scientifiche


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Per ciò che riguarda le collaborazioni nell'ambito dei progetti Europei Robofoot, Trans-IND e Echord si può far riferimento ai seguenti siti:http://www.trans-ind.eu/http://www.robofoot.eu/http://www.echord.info/

Il progetto Active che avrà inizio nella primavera del 2011 vede coinvolti 15 partner europei (Politecnico di Milano, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Imperial College of Science Technology and Medicine, Karlsruher Institut fuer Technologie, Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia, TECHNION - Israel Institute of Technology, Technische Universität München, Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz, Dipartimento Tecnico Scientifico Interaziendale Milanese di Diagnostica Epilettologica Pre-chirurgica, The Foundation for Medical Research Infrastructural Development and Health Services next to the Medical Center Tel Aviv, Force Dimension s.a.r.l., Renishaw Ltd, MediMaton Ltd, CF Consulting S.r.l , KUKA Roboter GmbH)

Ai partner dei dianzi menzionati progetti è necessario aggiungere il Technion Israel Institute of Technology con cui nel corso del 2010 è stato siglato un Cooperation Agreement e lanciato il progetto di cooperazione Scientifica Internazionale HyFlexAis finanziato dalla Regione Lombardia.E' inoltre importante menzionare tra i vari partner/committenti industriali anche:- Comau Robotica- ABB Robotica- Kuka- Adige

- C.I.A- BTS- Villa Beretta, Ospedale Valduce




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Principali risorse strumentali utilizzateLaboratorio di Robotica Industriale - MilanoIl laboratorio all'interno del quale si sviluppano sia attività di ricerca e sviluppo che attività di trasferimento tecnologico in cooperazione con aziende leader del settore della robotica e automazione quali COMAU, KUKA, ABB, Adige è attrezzato con tutti gli strumenti necessari alla progettazione e sviluppo di componenti SW e HW per la robotica industriale con particolare focus su sistemi embedded basati su Linux Real Time Patch Xenomai. Le attività principali riguardano lo sviluppo di sistemi di scansione 3D laser, dispositivi per il controllo in forza di robot industriali, dispositivi per la programmazione intuitiva dei robot (MGD - manual guidance device), sistemi embedded per il controllo del moto di manipolatori e per il controllo e monitoraggio dei processi di taglio laser, In tutti tali ambiti il laboratorio ha la capacità autonoma di giungere fino allo sviluppo di prototipi industriali. Da un punto di vista delle infrastrutture sperimentali il laboratorio è dotato di: Robot IRB 1400 di ABB; Robot Smart NS16 di Comau Robotica con sistema di controllo c4g open, wireless TP e manual guidance device; PKM Morpheum e relativo sistema di controllo pc based di nostra concezione equipaggiato con sistema operativo QNX 4; diversi sistemi di scansione laser 3D; sistema Cluster multicore per applicazioni di calcolo intensivo basato su tecnologia Linux; stazione per la calibrazione dei sistemi di scansione laser 3D; oscilloscopio ed analizzatore di stati logici Tektronix MSO4054 a 500MHz; generatore di funzione Gw Instek SFG-2020; piattaforma di sviluppo su schede-pc embedded tra le quali: 1) AAEON AEC-6911 e MSI Industrial MS-9830 Atom Mini-ITX MainBoard: entrambe schede Fanless con processore Intel Atom a basso consumo; Processore Intel Atom N270 a 1.6 GHz. Memoria 2 GB DDR2 SODIMM. Gigabit Ethernet. 2) FOX Board LX832: Sistema Linux completo su processore RISC ETRAX 100LX microprocessor 3) VIA EPIA CL 10000: basata su processore C3 con frequenza di clock a 1GHz e bus di sistema a 133MHz.

Laboratorio di Robotica Medica - Milano

Il laboratorio all'interno del quale si sviluppano principalmente attività di ricerca e sviluppo nel settore della riabilitazione robotizzata è attrezzato con tutti gli strumenti necessari alla progettazione e sviluppo di prototipi – sia in termini di strutture meccaniche che di sistemi di controllo - per la riabilitazione neuromotoria dell'arto inferiore e dell'arto superiore. Il Laboratorio lavora in stretta collaborazione con il Presidio dell'Ospedale Valduce "Villa Beretta" di Costa Masnaga (Lecco) - primaria struttura dedicata al recupero del miglior livello di funzione possibile delle persone con problematiche derivanti da disabilità euro motorie determinate da malattie congenite o acquisite e con il Neuroengineering and medical robotics Laboratory del Dipartimento di Bioingegneria del Politecnico di Milano. Il laboratorio è dotato di: un manipolatore industriale KUKA LWR 4+; Mitsubishi PA10-7CE controllato mediante un PC-embedded AAEON fanless Box PC TF-AEC-6915-A1-1010 che comunica con i driver del robot attraverso una scheda Arcnet Contemporary Control(R) PCI20U con HYC4000 tranceiver; sensore di forza/coppia ATI Mini45 con sistema di condizionamento segnale FT06090-ATI; scheda PCI di acquisizione analogica PowerDaq della United Eclectronics Industries a 16 canali analogici; due PLC Beckhoff X20CP1484 e un safe PLC Beckhoff SL8000. X20SI4100 X20SC2432; un sistema SmartD(tm) di BTS s.p.a, per il tracking di marker passivi, il sistema è costituito da 4 telecamere nell'infrarosso e un pc di elaborazione dati; un sensore di Forza ATI DELTA SI-660-60 con sistema di condizionamento segnale 9105-PS-1; un sensore di Forza ATI DELTA 06668 con sistema di condizionamento 9105-PS-1; due schede di acquisizione analogica National Instrument NI-PCI-6221; una Inertial Measurement Unit (IMU) IG500A di SBG System

Laboratorio di Robotica Chirurgica - MilanoNell'ambito di una convenzione stipulata tra il Politecnico di Milano, Dipartimento di Bioingegneria, e il Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Tecnologie Industriali e Automazione, è stato istituito presso CNR-ITIA un laboratorio congiunto per la Robotica Chirurgica che attualmente ospita il dimostratore del progetto FP7-ICT-2007-215190 Robocast e che ospiterà il dimostratore del progetto ACTIVE FP7 270460 - Active Constraints Technologies for Ill-defined or Volatile Environments (ACTIVE) - Challenge 2.1 ICT Call 6.

Soluzioni innovative per la meccanica strumentale


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: COVELLI LUIGI



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Nuove applicazioni di microsistemi in componentistica avanzata


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: FASSI IRENE

Risultati conseguiti Sono proseguite le attività relative alla concezione, sviluppo e prototipazione di dispositivi per la micro-manipolazione, in particolare organi di presa e posizionamento, che sfruttino anche principi fisici non tradizionali (forze di capillarità, elettrostatiche, polimeri elettroattivi). È stato sviluppato -e realizzato tramite mEDM- un prototipo di nozzle per la manipolazione a vuoto di polveri e componenti con dimensioni sub millimetriche, attualmente in fase di test funzionale. È stata effettuata una review dello stato dell'arte sulle metodologie di calibrazione, con particolare attenzione all'approccio basato su sistemi di visione, per la cella prototipale per il micro-assemblaggio con parametri ambientali controllati, in fase di sviluppo.

Sono stati studiati e caratterizzati i processi produttivi di m-EDM e micro-iniezione, affrontando da un lato le problematiche tecnologiche di lavorazione tramite EDM di materiali duri (acciai per stampi e materiali ceramici conduttivi) per la realizzazione di superfici sculturate (ie: micro-stampi), e dall'altro la micro-iniezione di materiali polimerici innovativi. Sono state approfondite le metodologie di progettazione di micro-stampi.


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Principali collaborazioniUniversity of Florida US Università di Brescia UIUniversità di Bergamo UIPolitecnico di Milano UIFEMTO-ST EPRSUniversity of Texas Arlington USUniversity of France Comptè USUniversity of Nottingham USC.S.M.T. P Proplast srl PICMA San Giorgio P




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Principali risorse strumentali utilizzatePostazioni di calcolo, strumentazione per la caratterizzazione funzionale di micro-dispositivi, officina meccanica e lab robotica. Lab. MicroProd equipaggiato con macchina microEDM SARIX-SX200 e DesmaTec Formica 1K per microiniezione, microscopio Zeiss Discovery V20. Alcune attività di caratterizzazione sono state svolte presso strutture esterne nell'ambito delle collaborazioni instaurate.

Applicazioni in dispositivi industriali


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: PAOLUCCI FRANCESCO

Risultati conseguiti La commessa ha raggiunto la FASE 3- Costruzione e Validazione del dimostratore in un ambiente produttivo reale, ed è stata completata la costruzione e il collaudo di un sistema di acquisizione dati ( WiMMoS ) basato su tecnologia wireless ( Zig Bee 802.15.4) utilizzabile per l'integrazione in strutture di macchine utensili per asportazione di truciolo (centri di lavorazione ad alta velocità di volume medio-piccolo ) L'applicazione industriale di tale sistema, che è iniziata a metà dell'anno in corso (2010), riguarda il monitoraggio del processo di rettifica di cilindri d'acciaio per laminatoi.Per lo studio preliminare è stato acquisito e messo a punto anche un sistema commerciale, sempre wireless (Radio 916MHz), con quattro moduli, alimentati con batteria, equipaggiati ognuno con accelerometro triassiale e memoria locale .Inoltre è stato messo a punto un banco prova per la qualificazione di pezzi aventi superfici lavorate con operazioni di rettifica .E' infine in via di studio l'applicazione di un sistema wireless su un mandrino di un centro di lavorazione, per lo studio del comportamento termico durante la rotazione.


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Principali collaborazioniDitta TENOVA-POMINI di Castellanza (VA) ( Privato)Ditta MANDELLI di Piacenza (Privato)Ditta JOB'S di Piacenza (Privato)




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- Sistema wireless WiMMoS con sensori e PC- Sistema wireless Microstrain mod. G-Link 3.6.6

Attività Moduli

Turismo: sistema produttivo aperto

Commessa: Turismo: sistema produttivo apertoProgetto: Turismo: sistema produttivo apertoDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: SACCO MARCO



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Commessa: Commessa gestionale per istituti SP

Progetto: Progetto per CDS 508 Dipartimento Sistemi di ProduzioneDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: TOLIO TULLIO ANTONIO MARIA



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Metodologie e strumenti per lo sviluppo di macchine avanzate

Commessa: Metodologie e strumenti per lo sviluppo di macchine avanzateProgetto: Processi , Sistemi di produzione industriali, Prodotti High tech e materiali

avanzatiDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: BIANCHI GIACOMO

Risultati conseguiti *Piattaforma di modellazione di macchine utensili. Sono stati sviluppati i seguenti elementi:- Sviluppo di strumenti a supporto della modellazione FEM: macro cuscinetti non lineari generale e indipendente dal sistema di riferimento; macro di linearizzazione automatica dei cuscinetti non lineari per eseguire le analisi in frequenza sul modello; macro pattini a ricircolo non lineari; macro di

linearizzazione dei pattini non lineari automatica; macro di precarico dei cuscinetti non lineari; modello parametrico per simulare il montaggio corretto dei cuscinetti non lineari per calcolare la rigidezza in base al tipo di montaggio e precarico.E' stata condotta, inoltre, una caratterizzazione sperimentale dei componenti della macchina in sviluppo nel contratto MUSP/Mandelli con i seguenti risultati:- validazione del modello numerico dei cuscinetti non lineari; validazione del modello di precarico dei cuscinetti non lineari;- validazione del modello dei cuscinetti linearizzato.E' stato condotto uno studio sull'ottimizzazione della taratura di un asse rotativo della testa di una macchina utensile a portale volta alla massimizzazione, in ottica meccatronica, della capacità di asportazione.

*Analisi sperimentale di una rettifica in piano. Sono state eseguite delle prove di qualificazione sperimentale a supporto dello sviluppo di una rettificatrice in piano: in particolare, si è studiata l'origine di una difettosità sulla superficie lavorata, elaborando un modello preliminare innovativo di chatter dovuto ad instabilità da campo di forza posizionale e di velocità. Infine, si sono delineati dei criteri progettuali finalizzati all'ottenimento della dinamica strutturale ottima.*Modellazione energetica di macchinari. Nell'ambito del progetto ESTOMAD, si è proseguita l'attività di modellazione di una macchina utensile dal punto di vista energetico. Specificatamente si sono svolte le seguenti attività:- individuazione degli aspetti critici (da un punto di vista energetico) di una macchina utensile: confronto con dati sperimentali (in collaborazione con il laboratorio MUSP), individuazione dei moduli energetici e formazione di una lista di priorità a guida della modellazione;- sviluppo di un primo modello energetico riguardante un elettromandrino per fresatrice con annesso sistema di raffreddamento. A supporto sono stati eseguiti test di validazione.

*Analisi e modellazione dei processi ad asportazione di truciolo. Messa a punto di un modello predittivo per il fenomeno del process damping in fresatura. Prove sperimentali a supporto dello sviluppo di una metodologia per l'ottimizzazione dei parametri della tecnica di Sinusoidal Spindle Speed Variation per la soppressione del chatter rigenerativo in operazioni di fresatura. (Attività svolte in collaborazione con il laboratorio MUSP).

*Supporto della progettazione di dispositivi elettromeccanici a scala dimensionale meso-micro. E' stato condotto, in collaborazione con l'Università della Florida, uno studio volto all'ottimizzazione di sistemi di fissaggio del pezzo a rigidezza variabile in operazioni di micro-fresatura, al fine di controllare l'insorgenza del chatter rigenerativo. E' in fase di sviluppo uno studio sulla fattibilità/opportunità di sviluppare un dimostratore di una macchina di misura coordinate di piccole dimensioni ed alta precisione.

*Analisi teorica di cinematismi. E' stata dimostrata l'irriducibilità del luogo di impuntamento di un cinematismo complesso al semplice luogo delle singolarità cinematiche.


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Principali collaborazioniFATRONIK, ES (Privato UE)Capellini SpA, IT (Privato)Ermando Rosa, IT (Privato)Mandelli spa, IT (Privato)Jobs SpA, IT (Privato)

Gildemester Italiana, IT (Privato)CRF - Centro Ricerche Fiat, IT (Privato)Katholieke Universiteit Leuven – Department of Mechanical Engineering, Division PMA BE (Università Straniera, UE)CE.S.I - Centro Studi Industriali, IT (Privato)Manufacturing Automation Laboratory The University of British Columbia, CA (Università Straniera)Flanders' MECHATRONICS Technology Centre (FMTC), BE (Privato UE)POLITECNICO di Milano, IT (Privato)MUSP - Macchine Utensili e Sistemi di Produzione, IT (Privato)CSMT, IT (Privato)




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Commessa: Metodologie e strumenti per lo sviluppo di macchine avanzateProgetto: Processi , Sistemi di produzione industriali, Prodotti High tech e materiali

avanzatiDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: TOLIO TULLIO ANTONIO



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Studi strategici per l'applicazione industriale di modelli di produzione nella logica ManuFuture

Commessa: Studi strategici per l'applicazione industriale di modelli di produzione nella logica ManuFuture


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: PACI AUGUSTA MARIA

Risultati conseguiti modulo chiuso in febbraio 2010


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Principali collaborazionimodulo chiuso in febbraio 2010




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Product service systems and new business models

Commessa: Studi strategici per l'applicazione industriale di modelli di produzione nella logica ManuFuture


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: COPANI GIACOMO

Risultati conseguiti • Si sono meglio compresi i meccanismi di innovazione del business model nel settore delle macchine utensili, contribuendo alla generalizzazione di alcuni risultati e alla generazione di nuove ipotesi di ricerca• Si è realizzato uno schema metodologico integrato per la progettazione di nuovi modelli di business insieme alla progettazione di sistemi produttivi riconfigurabili• Si è ottenuta l'approvazione del finanziamento del progetto europeo "KTRM"• Sono state realizzate le seguenti pubblicazioni scientifiche:o "Relevance of Services in European Manufacturing Industry", Lay G., Biege S., Copani G., Jager A, Special Issue on Service Business in Manufacturing Industries, Journal of Service Management, Vol. 21 No. 5, 2010 pp. 715-72o "Business Model innovation paths and success in the machine tool industry", G. Copani, Silvia Marvulli, G. Lay, S. Biege, D. Buschak, CIRP IPS2 Conference 2010, 14-15 April 2010, Linköping, Swedeno "Business model life cycle evaluation: two successful case studies in the machine tool sector", G. Copani, S. Marvulli, 17th CIRP International Conference on Life Cycle Engineering, 19-21 May 2010, Hefei, Chinao "Early stage assessment of service-based business concepts", Lay G., Biege S., Buschak D., Copani G., Marvulli S., CIRP IPS2 Conference 2010, 14-15 April 2010, Linköping, Swedeno "Sustainable ICT-based Services for Healthcare", Copani G., Molinari Tosatti L., Marvulli S., Bosani R., Marchetti F.M., APMS 2010 International Conference on Competitive and Sustainable Manufacturing, Products and Services, 11-13 October 2010, Cernobbio, Como, Italyo "La ricerca per il manifatturiero al centro della strategia", Tolio T., Copani G., Valente A., Tecnologie Meccaniche, ottobre 2010, n.10• ITIA-CNR è entrato ufficialmente nella partnership della "European Manufacturing Survey" ed è

stato nominato leader della parte italiana della survey


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Principali collaborazioniL'ingresso nella "European Manufacturing Survey" ha aperto a collaborazioni e scambi scientifici con le seguenti organizzazioni: Fraunhofer Institute ISI (DE), Austrian Institute of Technology (A), Chinese Institute of Policy and Management (China), University of Southern Denmark (DK), VTT Technical Research Centre of Finland (FIN), Université Louis Pasteur Strasbourg (FR), Cranfield University (UK), Russian State University - Higher School of Economics, Institute for Statistical Studies and Economics of Knowledge (RUS), University of Girona (ES), Sabanci University Istanbul (TR).Il successo del progetto "KTRM" ha aperto a collaborazioni e scambi scientifici con le seguenti organizzazioni: Fundacio ASCAMM Centre Tecnologic (ES), Asociación Española de Rapid Manufacturing ASERM (ES), SIRRIS (BE), Smithers Rapra Technology Limited (UK), Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ES), Materialise NV (BE).Inoltre, sono stati presi contatti con Brunel University, Unicredit ed Intesa San Paolo per future collaborazioni.




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Tecnologie abilitanti e sistemi di automazione adattativi per fabbriche orientate alla produzione personalizzata

Commessa: Tecnologie abilitanti e sistemi di automazione adattativi per fabbriche orientate alla produzione personalizzata


Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: CARPANZANO EMANUELE

Risultati conseguiti I risultati conseguiti in linea con quelli attesi sono nel seguito elencati.

Risultati derivanti da progetti europei:a – Nell'ambito del progetto Corenet sono state avviate attività inerenti lo sviluppo di soluzioni integrate per la gestione delle filiere tessile e calzaturiera per la produzione di prodotti altamente personalizzati per categorie di consumatori quali diabetici e obesi.b - Nell'ambito del progetto IdeaFoot sono state avviate attività inerenti lo sviluppo di nuove metodologie integrate di design e produzione di calzature con particolare attenzione alla standardizzazione dei componenti e al trasferimento automatico digitalizzato delle informazioni geometriche dalla progettazione alla produzione.c - Contestualmente al progetto Robofoot sono stati realizzati studi di soluzioni per l'impiego di celle robotizzate ad alto contenuto di intelligenza all'interno del processo di produzione di calzature per operazioni complesse di assemblaggio, montaggio, cardatura e packaging.

d - All'interno delle attività inerenti ai progetti FIT4U e SShoes: sono state sviluppate soluzioni innovative per il design e la produzione di prodotti orientati al consumatore nel settore calzaturiero ed accessori, con particolare riferimento alla progettazione di una macchina per la fresatura di forme personalizzate (FIT4U) ed al coordinamento e sviluppo di software per la creazione di un engineering framework (SSHOES);e - In riferimento al progetto VFF sono state realizzate attività per lo studio di soluzioni innovative per la progettazione di sistemi di automazione di fabbrica integrati;f - Nell'ambito del progetto NetChallenge sono state condotte attività di supporto allo sviluppo di soluzioni ICT innovative per la integrazione di filiera;g - Contestualmente al progetto IMS2020 sono state definite roadmap di ricerca a livello internazionale.

Risultati di progetti nazionali e regionali:a - Nell'ambito del progetto Nazionale PNR Firb Tecnologie per il Made in Italy, sviluppo di soluzioni innovative per l'automazione e la integrazione di sistemi di produzione complessi;b- Nell'ambito del progetto Nazionale PNR Firb Smartreflex, sviluppo di tool e soluzioni innovative per la configurazione ed ottimizzazione di linee di produzione nel settore automotive;c - Nell'ambito del progetto regionale metadistretti Lombardia Teknowfashion shoes, sviluppo di soluzioni innovative (metodologie, tool e materiali) per produrre calzature orientate alla salute del consumatore.d – Nell'ambito dell'Accordo di Programma Quadro CNR-Regione Lombardia, Progetto 3: Processi High Tech e prodotti orientati al consumatore per la competitività del manifatturiero lombardo. Sono state condotte attività di innovazione di processo e prodotto nell'ambito del settore manifatturiero e sono stati sviluppati metodi e strumenti per lo studio, la concezione e la realizzazione di sistemi avanzati di automazione e di gestione di fabbrica, inclusa la filiera produttiva.

Attività di divulgazione tramite pubblicazioni scientifiche.


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Di seguito alcune della principali collaborazioni :Instituto Tecnológico del Calzado y Conexas – INESCOP (Ente Privato di Ricerca Straniero)INESC PORTO – Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores do Porto (Ente Pubblico di Ricerca Straniero) Instituto de Biomecànica de Valencia (Ente Pubblico di Ricerca Straniero)DITF (Ente Privato di Ricerca Straniero)VLF (Ente Privato di Ricerca Straniero)Fraunhofer - Gesellschaft (Ente Privato di Ricerca Straniero)Tecnalia Corporación Tecnológica (Ente Privato di Ricerca Straniero) Base Protection (Privato) Strategies (Privato) Vibram (Privato)Italian Converter (Privato)Treviso tecnologie (Privato)Prometeo (Privato)ICS Triplex (Privato) COMAU (Privato) SCM Group (Privato)Eurosuole (Privato)CEC (Conferederazione Europea per la Calzatura) (Privato)ANCI (Associazione Nazionale Calzaturieri Italiani) (Privato)Euratex (Confederazione Europea per l'Abbigliamento e il Tessile) (Privato)FESI (Federazione Europea per la Industria dello Sport) (Privato)




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Metodologie e strumenti per i processi produttivi e logistici nel manifatturiero

Commessa: Metodologie e strumenti per i processi produttivi e logistici nel manifatturieroProgetto: Processi , Sistemi di produzione industriali, Prodotti High tech e materiali

avanzatiDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: CONFESSORE GIUSEPPE

Risultati conseguiti I risultati hanno consentito di affrontare problematiche di carattere strategico, tattico ed operativo a livello organizzativo, di gestione del ciclo di vita prodotto/processo, di pianificazione e controllo di processi e sistemi. Sono state utilizzate metodologie di ottimizzazione, simulazione, modelli di riferimento e multiagente. Modelli e dimostratori sono stati volti al rinnovamento tecnologico di prodotti e processi maturi ed al miglioramento delle condizioni operative dei decisori in contesti complessi di globalizzazione.


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Principali collaborazioniACT Solutions SrlATM MessinaMedia Plus SrlTelespazio SpaElsag Datamat SpaVitrociset SpaTXT e-solutions SpaRFI SpaCNR – Dip.to ICTUniversità degli Studi di Roma Tor Vergata (Università Italiana)Università degli Studi dell'Aquila (Università Italiana)Arizona State University, USA (Università Straniera)Kobe University, Giappone (Università Straniera)




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Ambienti e strumenti per la formazione research based

Commessa: Filiera Ricerca-Industria: Modelli e metodologie per l'Innovazione Industriale Knowledge-based, gestione della conoscenza e formazione in ricerca industriale





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Tecniche e strumenti di knowledge management basati su tecnologie web



Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: DALMIGLIO DANIELE



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Modelli e metodologie per l'Innovazione Industriale Knowledge-based






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Micro e Nano Misurazioni Industriali

Commessa: Micro e Nano Misurazioni IndustrialiProgetto: Processi , Sistemi di produzione industriali, Prodotti High tech e materiali

avanzatiDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: REBAGLIA BRUNO IPPOLITO



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Ambienti Virtuali di progettazione integrata

Commessa: Ambienti Virtuali di progettazione integrataProgetto: Processi , Sistemi di produzione industriali, Prodotti High tech e materiali

avanzatiDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: SACCO MARCO

Risultati conseguiti I risultati conseguiti nel 2010 sono:R1) Nuova versione delle librerie GIOVE per la realizzazione di ambienti virtuali collaborativi, introduzione delle funzionalità per l'integrazione di nuovi moduli e per lo sviluppo di GUI avanzate.R2) Concept Foot Glove per la prova della calzatura (Comfort).R3) Ambiente di configurazione di prodotto per la calzatura personalizzata (lato negozio): SCM (Shoe Customisation Module).R4) Framework per la fabbrica virtuale. Prototipo del Factory Manager che ne dimostra la fattibilità.Le tecnologie abilitanti investigate sono la Realtà Virtuale e la Realtà Aumentata, la Simulazione 3D, la Simulazione ad Eventi Discreti, i Sistemi Basati sulla Conoscenza, I sistemi ad agenti e le tecniche di modellazione SW. Tutti i risultati attesi sono stati conseguiti.


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Principali collaborazioniFhG-IPA (EPRS), LMS Unversity of-Patras (US), CIMSI-SUPSI (US), ETHZ (US), EUVE (EPRS), INESC Porto (EPRS), RWTH-WZL (US), Fatronik-Tecnalia (EPRS), SZTAKI (EPRS), ECN-IRCCyN Ecole Centrale de Nantes (US), Homag AG (P), Volkswagen Auto Europa (P), Compa SA (P), Comau SpA (P), Frigoglass S.A.I.C. (P), Alenia-Aereonautica SpA (P), Audi Hungaria Motors Kft. (P), Ficep SpA.(P), Hugo Boss AG (P), Technology Transfer System srl. (P), Decathlon (P), Alpina, d.d., Žiri (P)




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Macchine, robot e servizi innovativi customer oriented

Commessa: Macchine, robot e servizi innovativi customer orientedProgetto: Robotica, sistemi di produzione e sistemi di movimentazione in ambienti

poco strutturatiDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: MOLINARI TOSATTI LORENZO

Risultati conseguiti I risultati conseguiti in linea con quelli attesi sono nel seguito elencati.

Risultati derivanti da progetti europei:a – Nell'ambito del progetto Trans-IND sono state avviate attività inerenti lo sviluppo di sistemi per la caratterizzazione geometrica e morfologica di componenti strutturali in materiale composito. Sempre nell'ambito di tale progetto sono state avviate attività inerenti lo sviluppo di sistemi robotizzati di assemblaggio.

b - Nell'ambito del progetto Demat sono state avviate attività inerenti lo sviluppo di nuove metodologie di process planning.c – Nell'ambito del progetto Robofoot sono state avviate le attività inerenti l'impiego di celle robotizzate all'interno del processo di produzione di calzature per operazioni complesse. In particolare, partendo dall'analisi degli scenari produttivi e dalla definizione delle specifiche sviluppate nell'ambito della commessa SP.001.015, sono state avviate le attività inerenti l'interazione sicura uomo/robot, la programmazione intuitiva, la modifica automatica a livello shop floor – basandosi su informazioni sensoriali (scansione e/o vision e 3D) di part program generati off-line e la ripianificazione in tempo reale delle traiettorie del manipolatore in base a informazioni sensoriali (principalmente forze di interazione tra robot e ambiente)

Risultati di progetti regionali:-a- Nell'ambito dell'Accordo di Programma Quadro CNR-Regione Lombardia, Progetto 3 sono stati sviluppati metodi e strumenti per lo studio, la concezione e la realizzazione di celle robotizzate innovative e metodi, strumenti e dispositivi innovativi per la riabilitazione robotizzata. Tali attività hanno portato al deposito di 2 domande di brevetto nazionale e allo sviluppo di diversi prototipi innovativi. Per ciò che riguarda le domande di brevetto nazionale la prima è relativa a un metodo per la verifica di sicurezza in tempo reale delle grandezze di stato cinematiche di un robot in un ambiente generico in interazione con altri dispositivi e utenti umani per mezzo di una piattaforma inerziale; la seconda è invece relativa a un innovativo esoscheletro per la riabilitazione neuromotoria dell'arto superiore.-b- nell'ambito del progetto regionale Lombardo di Cooperazione Scientifica e Tecnologica Internazionale HYFLEXAIS "Hyperflexible and Autonomous Industrial robots" (sviluppato in cooperazione con il Technion di Haifa Israele) sono state avviate attività inerenti l'identificazione semiautomatica ed automatica di profili ed entità geometriche all'interno dell'area di lavoro del robot, lo sviluppo di un metodo di localizzazione e calibrazione di pezzi all'interno dell'area di lavoro di un robot della cella robotizzata, l'estrazione di superfici complesse e generazione di part-program per prototipazione rapida e infine lo sviluppo di logiche di controllo intelligenti, avanzate ed adattative basate sull'integrazione di segnali provenienti da sensori esterni.

Risultati di commesse industriali:-a- Nell'ambito del contratto "Controllo dello sfondamento nel taglio tubi mediante laser in fibra con logica TOC [TOCMP]" commissionato dalla società ADIGE S.p.A. è stato sviluppato in cooperazione con il laboratorio Sitec del Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milan un sistema per il controllo e l'ottimizzazione del piercing durante il taglio laser 2D e 3D.-b- Nell'ambito dei contratti "Studio e realizzazione di automazioni robotizzate interfacciate con sensori e sistemi di visione per adeguare le lavorazioni alle caratteristiche del pezzo", "Studio e realizzazione di automazioni robotizzate per lavorazioni complesse, con gestione della regolazione automatica del processo", "Studio e realizzazione di automazioni robotizzate per lavorazioni di piccole, medie e grandi dimensioni, con prestazioni innovative, interfaccia CAD CAM, acquisizione automatica dimensione prodotti, sensori per il calcolo e la regolazione delle traiettorie" commissionati dalla società C.I.A. srl sono stati sviluppati una cella robotizzata per la digitalizzazione e ricostruzione automatica di statue basata su tecniche di 3D laser scanning e di un sistema per la programmazione intuitiva basato sull'utilizzo di visione 3D. Tali attività hanno portato al deposito di 1 domanda di brevetto nazionale relativa a un sistema e metodo per la ricostruzione tridimensionale di oggetti.

Attività di divulgazione tramite:-a- organizzazione di conferenze/convegni (Italian-Israeli Conference on "High-Tech and Recovery of Function: New Technologies for Rehabilitation Medicine", October 17-18, 2010, Technion, Haifa, Israel. Sponsored by the Embassy of Italy in Israel)-b- partecipazione a fiere/eventi (stand CNR-ITIA durante BiMU 2010 all'interno del quale sono stati resentati i dimostratori realizzati per C.I.A. srl e dianzi illustrati e una piattaforma multisensoriale per la riabilitazione robotizzata dell'arto superiore)

-c- pubblicazioni scientifiche


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Per ciò che riguarda le collaborazioni nell'ambito dei progetti Europei Robofoot, Trans-IND e Echord si può far riferimento ai seguenti siti:http://www.trans-ind.eu/http://www.robofoot.eu/http://www.echord.info/

Il progetto Active che avrà inizio nella primavera del 2011 vede coinvolti 15 partner europei (Politecnico di Milano, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Imperial College of Science Technology and Medicine, Karlsruher Institut fuer Technologie, Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia, TECHNION - Israel Institute of Technology, Technische Universität München, Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz, Dipartimento Tecnico Scientifico Interaziendale Milanese di Diagnostica Epilettologica Pre-chirurgica, The Foundation for Medical Research Infrastructural Development and Health Services next to the Medical Center Tel Aviv, Force Dimension s.a.r.l., Renishaw Ltd, MediMaton Ltd, CF Consulting S.r.l , KUKA Roboter GmbH)

Ai partner dei dianzi menzionati progetti è necessario aggiungere il Technion Israel Institute of Technology con cui nel corso del 2010 è stato siglato un Cooperation Agreement e lanciato il progetto di cooperazione Scientifica Internazionale HyFlexAis finanziato dalla Regione Lombardia.E' inoltre importante menzionare tra i vari partner/committenti industriali anche:- Comau Robotica- ABB Robotica- Kuka- Adige- C.I.A- BTS- Villa Beretta, Ospedale Valduce




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Soluzioni innovative per la meccanica strumentale

Commessa: Soluzioni innovative per la meccanica strumentaleProgetto: Robotica, sistemi di produzione e sistemi di movimentazione in ambienti

poco strutturatiDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: COVELLI LUIGI



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Nuove applicazioni di microsistemi in componentistica avanzata

Commessa: Nuove applicazioni di microsistemi in componentistica avanzataProgetto: Robotica, sistemi di produzione e sistemi di movimentazione in ambienti

poco strutturatiDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: FASSI IRENE

Risultati conseguiti Concezione, progettazione e prototipazione di micro-nozzle e micro-posizionatori.Concept e design di micro-moulds.Campagna sperimentale di valutazione parametri di processo micro-injection e test su stampo campione.Sviluppo di metodologie di configurazione e analisi di pkm tendon driven per micro-factory.

Prodotti della ricerca:Articoli su rivista ISI 1Capitoli di libro: 1Articoli a conferenza con peer review: 6Organizzazione corsi/workshop:2 Invited talks: 2 Rapporti tecnici: 10


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Principali collaborazioniLe attività di ricerca vengono svolte collaborando con centri di eccellenza italiani e stranieri presso università, centri di ricerca pubblici e privati, oltre che con le istituzioni di interesse regionale, nazionale ed internazionale presenti nel settore.In particolare:University of Florida US Università di Brescia UIUniversità di Bergamo UIPolitecnico di Milano UIFEMTO-ST EPRSUniversity of Texas Arlington USUniversity of France Comptè USUniversity of Nottingham USC.S.M.T. P Proplast srl PICMA San Giorgio P




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Applicazioni in dispositivi industriali

Commessa: Applicazioni in dispositivi industrialiProgetto: Sistemi di monitoraggio, controllo e sicurezza nei contesti produttivi e d'uso;

materiali e sensoriDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: PAOLUCCI FRANCESCO

Risultati conseguiti Per lo studio preliminare è stato acquisito e messo a punto anche un sistema commerciale, sempre wireless (Radio 916MHz), con quattro moduli, alimentati con batteria, equipaggiati ognuno con accelerometro triassiale e memoria locale .Inoltre è stato messo a punto un banco prova per la qualificazione di pezzi aventi superfici lavorate con operazioni di rettifica .E' infine in via di studio l'applicazione di un sistema wireless su un mandrino di un centro di lavorazione, per lo studio del comportamento termico durante la rotazione.


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Principali collaborazioniDitta TENOVA-POMINI di Castellanza (VA) ( Privato)Ditta MANDELLI di Piacenza (Privato)Ditta JOB'S di Piacenza (Privato)




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Attività RSTL

La presente commessa racchiude tutte le proposte di ricerca spontanea a tema libero dei ricercatori di ITIA-CNR - Il presente modulo di attività rappresenta il link tra la commessa Direzione Generale SP-P00-C01 e le proposte di ricerca spontanea a tema l

Responsabile: IOVANE FRANCESCO



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Controllo Intelligente di Micro e Nano Dispositivi

Responsabile: CARPANZANO EMANUELE

Risultati conseguiti Progettazione elettronica e software di una soluzione di controllo dedicata per una macchina ridondante di marcatura laser ad elevate prestazioni, con testa galvanometrica ad alta risoluzione (ordine di grandezza dei 10 micro), e relative prove sperimentali.


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Principali collaborazioniL'attività è stata condotta internamente all'ITIA-CNR.




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Logistica della ricerca industriale

Responsabile: CONFESSORE GIUSEPPE

Risultati conseguiti Sono stati definiti approcci modellistici generali per alcuni processi, sistemi e relazioni di cui è stato possibile osservare criticità, dati e rapporti economici nel contesto territoriale. Ciò ha consentito di delineare approcci di misurazione delle prestazioni e di modellizzazione delle competenze in reti collaborative.


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Principali collaborazioniImprese del territorio e organizzazioni provinciali per lo sviluppo territoriale.




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Autonomous Microrobot for manufacturing

Responsabile: FASSI IRENE

Risultati conseguiti I risultati conseguiti sono in linea con i risultati attesi.


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Principali collaborazioniUniversity of Brescia, University of Florida.




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Metodi innovativi di supporto alla gestione del ciclo di vita del prodotto nel settore manifatturiero

Responsabile: FORNASIERO ROSANNA



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Proposta per lo sviluppo di strategie di reazione e navigazione sensorbased per la condivisione dello spazio operativo tra robot industriale e operatore umano

Responsabile: MOLINARI TOSATT LORENZO

Risultati conseguiti Deposito di un brevetto nazionale Titolo dell'invenzione: Metodo per la verifica di sicurezza in tempo reale delle grandezze di stato cinematiche di un robot in un ambiente generico in interazione con altri dispositivi e utenti umani per mezzo di una piattaforma inerzialeDescrizione dell'invenzione:

L'invenzione consiste nell'implementazione di un metodo di verifica di sicurezza delle grandezze cinematiche (posizione, velocità e accelerazione) di una macchina a catena cinematica nota (es. manipolatore seriale industriale). Il criterio di sicurezza è identificato nella identità, o disuguaglianza a meno di un errore noto e limitato, dei segnali relativi alle grandezze cinematiche misurate e/o elaborate da più sorgenti (sensori). Il criterio di ridondanza è ampiamente consolidato nell'ambito

della sicurezza industriale e dell'affidabilità delle macchine.L'invenzione prevede come prima sorgente la strumentazione della macchina (es. encoder ai giunti nei manipolatori industriali). Tale sorgente è prerequisito di base per le macchine di riferimento per l'applicazione del metodo.L'invenzione prevede come seconda sorgente una strumentazione aggiuntiva posizionata sulla macchina e basata su sensori inerziali (es. accelerometri, giroscopi, ecc). Tale sorgente fornisce le medesime grandezze cinematiche attraverso un differente algoritmo di calcolo.I segnali vengono confrontati allo scopo di determinare le condizioni di sicurezza (uguagliaza o disuguaglianza a meno di errore noto e limitato dei dati) della macchina.I vantaggi principali risiedono (i) nella possibilità di equipaggiamento dei sensori inerziali e di applicazione del metodo di calcolo a prescindere da modifiche sulla macchina obiettivo, (ii) nella misura di grandezze di interesse (es. velocità) direttamente e non per derivazione.


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Principali collaborazioniSono in corso collaborazioni con Comau, ABB, Kuka e Beckoff




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Principali risorse strumentali dellʼIstituto

Considerazioni generali ed elementi di autovalutazioneConsiderazioni generali

Elementi di autovalutazioneL'Istituto di Tecnologie Industriali ed Automazione nasce per rispondere alla necessità per il Paese, in un quadro Europeo e globale, di disporre di un "presidio" scientifico, tecnologico e culturale - per contribuire alla competitività e sostenibilità del manifatturiero - in sintonia con quelli di Paesi avanzati quali la Germania.La Commissione Europea ha identificato le priorità di ricerca e innovazione dei prossimi anni, con il documento "EU 2020 Strategy", le Grandi Sfide Sociali, quali il clima e il bisogno di energia pulita, il trasporto sostenibile, la produzione e il consumo sostenibile, la salute, la sicurezza di cibo e acqua, ecc. L'obiettivo di scienziati e ricercatori sarà quello di identificare le risposte alle grandi sfide sociali in termini di tecnologie innovative per trasformarle in nuovi prodotti e servizi capaci di raggiungere il mercato e fare quella Innovazione Sociale che l'Europa auspica.In questo contesto l'Istituto svolge attività di Ricerca Scientifica e Sviluppo Tecnologico finalizzate all'innovazione strategica nelle Imprese. Il focus delle attività è la co-evoluzione di Prodotti/Servizi, Processi e Sistemi di Produzione.

ITIA negli ultimi anni ha svolto attività di ricerca per la concezione, sviluppo e verifica sperimentale di nuove macchine, robot e sistemi di produzione - nei settori tradizionali (cuoio, legno, plastica), in quelli science based e specialized suppliers (beni strumentali, biomedicale) ed in quelli della produzione di massa (bianco e automotive).Le attività di ricerca hanno interessato nello specifico: strumenti di progettazione, macchine operatrici e robot, sistemi di produzione e relativi servizi; microsistemi, sistemi di controllo, metodologie e strumenti virtuali di progettazione e simulazione 3D di prodotto, processo e impresa; strumenti di configurazione, simulazione ed ottimizzazione di processi logistici aziendali (Supply Chain Management); tecnologie e piattaforme per il controllo, la supervisione, il monitoraggio e l'integrazione dei processi produttivi (pianificazione e gestione della produzione) ed organizzativi aziendali.Attualmente le attività di ricerca si focalizzano sull'innovazione all'interno dei cicli di vita di prodotto/servizio, processo e sistema di produzione in una visione integrata. Ciò ha portato ad esempio ad interessarsi di nuove tecnologie quali il MicroManufacturing.Accanto a queste portanti di natura prevalentemente scientifica, l'Istituto ha inoltre agito - per l'innovazione industriale del contesto manifatturiero italiano ed europeo – su altre portanti di natura più strategica quali Studi di Foresight Tecnologico, Attività di Roadmapping e Nuovi modelli di business a supporto della Piattaforma Manufuture Europea e Italiana e dell'associazione EFFRA (European Factory of the Future Research Association) che gestisce il Recovery Plan, definito dalla UE, sul tema "Factories of the Future".ITIA, nella sua missione, ha identificato ulteriori nuovi settori industriali, come l'Agroalimentare e l'Aereonautico.

In quest'ultimo settore ad esempio l'Istituto, all'interno del progetto del 7 PQ "VFF - Virtual Factory Framework" di cui ITIA è coordinatore, opera in collaborazione con Alenia implementando uno scenario nel settore aereonautico. Lo scenario è incentrato sui processi della fabbrica Alenia di Grottaglie dove viene realizzata la parte centrale della fusoliera del nuovo Boing 787 Dreamliner.Per il progetto VFF si prevedono di realizzare i seguenti sistemi:• Ambiente di supporto alla progettazione della fabbrica in ambiente virtuale. Il sistema servirà durante la fase di ampliamento dell'impianto produttivo e come interfaccia evoluta per la fruizione delle informazioni di fabbrica• Ambiente di supporto al monitoraggio della fase finale di assemblaggio quasi completamente

manuale. Il sistema in realtà aumentata sarà inoltre in grado di supportare gli operatori nei loro compiti.

Di recente – nell'ambito della strategia Europea di Ricerca volta allo sviluppo di un Manifatturiero competitivo e sostenibile ad Alto Valore Aggiunto K-based - l'iniziativa Manufuture, le correlate European Technology Platforms e Piattaforma Europea Footwear hanno focalizzato l'attenzione sulla Customer Driven High Added Value Factory "as a product".L'Istituto, tramite la best practice rappresentata dal suo impianto pilota di Vigevano ad elevata automazione per produzioni di prodotti customizzati, ha contribuito a definire il suddetto paradigma.ITIA inoltre svolge, nei suoi laboratori di ricerca, attività di Alta Formazione per la Ricerca Industriale attraverso lo svolgimento di tesi e dottorati di ricerca incentrati sulle attività dei progetti di RTD&I nei quali ITIA è coinvolto.

Nell'ambito del Dipartimento Sistemi di Produzione, l'Istituto ha la responsabilità del Progetto 1: Processi, Sistemi di produzione industriali, Prodotti High Tech e materiali avanzati.Il progetto, in linea con la missione di ITIA, ha analizzato i processi che, nella correlazione che unisce filiere verticali di produzione, caratterizzano il ciclo di vita della Fabbrica ad Alto Valore Aggiunto - intesa come come un prodotto - nei suoi principali macrolivelli (macchina, cella/sistema ed impresa) ed ha individuato i processi più importanti (cioè, progettazione, gestione, riconfigurazione) ai fini del conseguimento di un effettivo vantaggio competitivo basato sulla conoscenza.Le attività di ricerca vengono svolte all'interno delle Commesse, e precisamente:• Metodologie e strumenti per lo sviluppo di macchine avanzate• Tecnologie abilitanti e sistemi di automazione adattativi per fabbriche orientate alla produzione personalizzata• Metodologie e strumenti per i processi produttivi e logistici nel manifatturiero• Ambienti Virtuali di progettazione integrata• Macchine, robot e servizi innovativi customer oriented• Nuove applicazioni di microsistemi in componentistica avanzata

Conseguentemente ha consolidato le proprie attività di Ricerca Scientifica e Tecnologica, sviluppo e trasferimento tecnologico, sulle seguenti tecnologie abilitanti transettoriali:a livello di sistema e/o di impresa• Sistemi di controllo ed integrazione di processi di pianificazione e gestione della produzione• Metodologie e strumenti di progettazione e ottimizzazione dei processi logistici di fabbrica sia interni che esterni (Supply Chain Management)• Ambienti virtuali di simulazione 3D• Nuovi Modelli Organizzativi Customer Orienteda livello di macchina, cella e/o sistema di produzione• Sistemi di controllo• Metodologie e strumenti di progettazione e verifica sperimentale di macchine operatrici• Ambienti virtuali di simulazione 3D• Robotica Industriale e di servizio (medicale) sia a livello macro che micro• Product service systems a nuovi modelli di business• Componenti di Macchine, tecnologie e strumenti di lavorazione

Accanto a queste tematiche, l'Istituto ora sta approfondendo altre aree scientifiche in quei settori in linea con le Grandi Sfide Sociali, quali la Robotica Medica e la Robotica Chirurgica, attività che vengono descritte in seguito nel capitolo sui laboratori e le attrezzature.

Durante l'anno sono stati intrapresi degli interventi organizzativi per rimodulare tale struttura principalmente dal punto di vista della distribuzione logistica delle unità operative con particolare riferimento alle sedi di Milano, Roma e Bari.Tali interventi, consolidati nel corso del 2010, si possono così sintetizzare:- sede di Milano: trasferimento dell'Istituto da V.le Lombardia e riunificazione presso la sede ITIA

nell'ARM1 di via Bassini con la realizzazione e riorganizzazione in loco degli uffici e dei vari laboratori sperimentali (Robotica, Realtà Virtuale, Meccatronica, Microsistemi, Elettronica, Officina Meccanica)- sede di Roma: trasferimento della sede unica U.O.S. di ITIA Roma nella nuova palazzina nell'Area di Montelibretti e riorganizzazione del laboratorio di Sviluppo di Sistemi di Supporto alle Decisioni per la Logistica Integrata- sede di Bari: a seguito dell'uscita del CNR dal Consorzio Sintesi, è avvenuto il trasferimento di ITIA Bari da Sintesi alla nuova sede c/o ITC di Bari con la la realizzazione e riorganizzazione in loco degli uffici e del laboratorio sperimentale di MicroManufacturing.

Nel corso dell'anno sono state inoltre acquisite nuove macchine e strumentazioni per i suddetti laboratori.

Proposta di interventi organizzativiI risultati delle attività di Ricerca Scientifica e Tecnologica - svolte in collaborazione con Università, Istituti di Ricerca e Imprese Italiane ed Europee e finanziate attraverso progetti nazionali, Europei ed internazionali, e contratti industriali - possono essere così sintetizzati:- evoluzione dell'impianto pilota ad alta flessibilità ed automazione per la produzione di calzature personalizzate- metodologie e tools di piattaforme di controllo a livello di macchina e di fabbrica- sistemi di controllo per macchine, robot industriali, celle e sistemi di produzione - ambienti e strumenti per il controllo dell'interazione uomo-robot (workspace sharing, programming by interaction, etc) in ambito robotica industriale e robotica medica- tools sw per la progettazione integrata – meccanica, controllo e processo di lavorazione - di macchine e sistemi- ambienti e strumenti di realtà virtuale a supporto della simulazione di Macchine Utensili e sistemi di produzione- contributi originali, in termini di Vision 2020, Strategic Research Agenda, Technology Roadmaps, alla Piattaforma Manufuture, all'associazione EFFRA ed al progetto internazionale IMS2020.

Le suddette attività scientifiche-tecnologiche e strategiche sono state sviluppate, nel corso del 2010, partecipando a numerosi progetti di RTD&I, ed in dettaglio:- 17 progetti di ricerca della CE (VI e VII PQ),- 14 progetti nazionali (MIUR),- 3 progetti regionali (Metadistretti e convenzione CNR-Regione Lombardia),- 8 contratti privati di ricerca e trasferimento tecnologico con imprese.

Tra questi progetti ITIA è coordinatore di 2 progetti europei del VII PQ (VFF e FIT4U) ed ha ricevuto 3 riconoscimenti a livello internazionale (IMS awards - Intelligent Manufacturing Systems Initiative) per i progetti europei Difac, IMS2020, Promise.

Gli obiettivi e le attività dell'ITIA sono, come dianzi evidenziato, finalizzate alla Competitività e Sostenibilità del Manifatturiero in Italia ed Europa attraverso la Ricerca Scientifica e Tecnologica orientata all'innovazione industriale.L'organizzazione dell'Istituto si è quindi fondata sulla necessità di fornire risposte specializzate ad una domanda rilevante di ricerca per l'innovazione industriale del paese.Tale configurazione si è configurata secondo una struttura network - con ruoli, compiti e finalità complementari - articolata in diversi laboratori, guidata da una programmazione unitaria e con progetti strategici convergenti.La distribuzione del personale nei laboratori e nelle commesse è stata governata secondo questa logica:1. Direzione strategica e scientifica presso la sede centrale.2. Laboratori prevalentemente focalizzati sulle Enabling Technologies.3. Laboratori a prevalente focalizzazione sui settori produttivi.

A livello territoriale i diversi laboratori si interfacciano con il tessuto pubblico e privato nell'ambito di iniziative di ricerca industriale rilevanti per il paese fungendo anche da elemento di collegamento tra iniziative europee multilaterali e l'ambito locale (regioni, distretti tecnologici, università).In questo quadro si ritiene strategico potenziare tale capacità di collegamento, indispensabile allo sviluppo di sistemi per l'innovazione basati sulla Ricerca Scientifica e Tecnologica.Inoltre viene ritenuto fondamentale potenziare le collaborazioni tra ITIA-CNR ed altre Istituzioni nazionali e internazionali tramite convenzioni che possano prevedere lo scambio di giovani ricercatori e di ricercatori senior per compiere ricerche congiunte.

Anche a valle del processo di valutazione posto in essere dall'Ente attraverso i Panel di Valutazione (L1 Ing. Industriale e L2 Ing. dell'Informazione), si è dato inizio ad una attività di analisi e ripensamento della strategia scientifica e della relativa struttura organizzativa in commesse e moduli, al fine di garantire la sintonia con la continua evoluzione delle attività di ricerca dell'istituto.Tale intervento proseguirà nel prossimo anno.

L'attività di valutazione del Panel Generale ha mostrato che in media gli Istituti CNR si trovano in buona salute, sia dal punto di vista dei risultati scientifici ottenuti sia da quello della capacità di attrazione di finanziamenti esterni.La valutazione numerica media degli Istituti effettuata dai Panel per le varie aree scientifiche, tecnologiche e culturali è risultata molto buona, evidenziando un punteggio medio di circa 73/100 per gli Istituti della Sezione afferenti ai dipartimenti delle Aree "Science, Medicine, Engineering, and Economics". La capacità attrattiva per fondi di provenienza esterna al CNR è stata inoltre riscontrata come buona. Il relativo "fattore di attrazione", definito per ciascun Istituto come rapporto tra fondi esterni e fondi totali (inclusi i costi del personale), è risultato pari al 30% per gli Istituti di tali aree . In tale contesto, ITIA si è collocata molto positivamente secondo entrambe le metriche di valutazione, denotandosi in particolare per una valutazione numerica media di 79/100 abbinata ad un fattore di attrazione del 49%.

SISTEMI DI PRODUZIONE - CNR · 2011-08-04 · Istituto per le macchine agricole e movimento terra...

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