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La storia ricorda la scoperta del Grafene, prodotto per la prima volta una quindicina di anni fa utilizzando del comune nastro adesivo, che gli scienziati utilizzarono per “strappare” sottilissimi fogli di Grafene da pezzi di comune grafite. Una specie di “depilazione”, o di esfoliazione a livello atomico. Ora un gruppo di ricercatori dell’Università di Hong Kong è riuscita a fare qualcosa di analogo con il diamante, ottenendo sottilissimi fogli di diamante che potrebbero trovare impiego come substrato di base per dar vita a circuiti elettronici più efficienti e capaci di lavorare ad altissima temperatura: l’elettronica al diamante, appunto. Ma la strada da percorrere è ancora lunga. Ce ne parla Camilla Coletti, Coordinatrice del Centro per l’innovazione in nanotecnologia dell’IIT di Pisa.

In gergo viene chiamato Idrogeno turchese. Se ne parla poco, ma molti ritegono che rappresenti la strada maestra per rendere disponibile sul mercato idrogeno decarbonizzato a un costo accessibile: non così economico come l’idrogeno grigio (prodotto da combustibili fossili con forti emissioni di CO2), ma ben più economico dell’idrogeno verde (prodotto da energia elettrica rinnovabile a partire dall’acqua). La produzione di idrogeno turchese si basa sulla separazione di idrogeno e carbonio negli idrocarburi. Ma anziché utilizzare il solito processo steam reforming, che genera come sottoprodotto moltissima CO2, in questo caso il carbonio prodotto sarebbe solido, evitando quindi di andare in atmosfera e trovando altre applicazioni come materia prima. Ne parliamo con Pere Margalèf, Director of Decarbonization Technologies di Snam.

Torniamo al centro ricerche dell’ENEA di Brasimone, per parlare di un importante risultato del progetto europeo PATRICIA (25 istituzioni di ricerca di 11 paesi, tra cui il Cern di Ginevra e tre partner italiani: ENEA, Politecnico di Milano e Università di Pisa). 

Come abbiamo sentito nella puntata precedente, a Brasimone c’è la più grande facility d’Europa dedicata a sperimentare l’uso dei metalli liquidi pesanti come fluidi per lo scambio di calore, soprattutto nel campo dell’energia nucleare, dove si punta a utilizzarli come liquidi refrigeranti. Lì ha appena visto la luce un nuovo scambiatore di calore. Si tratta di un componente chiave di ogni reattore nucleare: permette di trasportare il calore prodotto dal nocciolo nucleare fino alle turbine che producono l’energia elettrica. Concettualmente non è diverso da un radiatore o dalla serpentina di un boiler, ma in grado di lavorare in condizioni estreme. Ne parliamo con Daniele Martelli, ricercatore dell’ENEA del Laboratorio Impianti e Tecnologie dei Metalli Liquidi.

Arriva a Bologna PRECURSOR: sarà tra i più evoluti simulatori di reattori nucleari al mondo, ma senza materiali radioattivi all’interno. Chiunque tenga un occhio aperto sul mondo nucleare, ha sentito parlare della Start-Up Newcleo e del reattore al piombo che sta tentando di realizzare. I reattori raffreddati al promo, o LFR, sono stati sperimentatati a lungo in ambito militare - per esempio nei sottomarini sovietici - e ora, per la loro sicurezza intrinseca e la capacità di utilizzare come combustibile una parte delle scorie nucleari, riducendone la pericolosità, rappresentano una delle più promettenti tecnologie nucleari di IV generazione. Un passo cruciale del programma di sviluppo di Newcleo è la costruzione di un simulatore fisico, che permetta di sperimentare tutti gli aspetti collegati alla regolazione e al controllo del nocciolo di una centrale nucleare, ma senza combustibile nucleare all’interno. Ce ne parla Mariano Tarantino, responsabile Divisione Sistemi Nucleari per l’Energia dell’ENEA.

L'ENEA sta mettendo a punto un metamateriale capace, grazie a speciali proprietà ottiche, di mantenere spontaneamente una temperatura fino a 5 o 6 gradi al di sotto di quella circostante, senza consumare energia e senza trasferire calore all’ambiente immediatamente circostante, ma irraggiandolo direttamente nello spazio. Materiali di questo tipo potrebbero dare un bel contributo ad affrontare diversi problemi connessi agli eccessi di calura: si va da tenere fresco un indumento, alla lotta al fenomeno dell’isola di calore. Parola chiave per comprenderne il principio di base è “raffreddamento radiativo”, lo stesso fenomeno che permette ai satelliti artificiali di disperdere calore nello spazio e per cui, nelle notti d’inverno, le superfici esposte al cielo brinano mentre quelle che non lo vedono invece no. Ne parliamo con Anna Castaldo, ricercatrice del Dipartimento Tecnologie Energetiche e Fonti Rinnovabili dell’ENEA.

Trasmettere dati attraverso impulsi luminosi, come si fa con le fibre ottiche, ma attraverso l’atmosfera. C’è un filone di ricerca che punta in questa direzione, detta delle comunicazioni ottiche wireless, per dar corpo alle quali serve mettere a punto molti componenti ad hoc: dalle fonti di luce, ai sistemi per modularne l’intensità o altre proprietà a una velocità stratosferica; fino ai dispositivi per ricevere gli impulsi luminosi, ripulirli dal rumore e riconvertirli in segnali elettrici digitali. A tal proposito, un gruppo internazionale di ricercatori, guidati dal Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, ha sviluppato una “meta-superficie attiva” capace di dare vita a “vortici di luce" ideali per la trasmissione di dati in ambienti disturbati come l’atmosfera. Ce ne parla Giuseppe Della Valle, professore di Meta-Fotonica al Politecnico di Milano.

Arrivano le nano-particelle d’oro che aprono la strada alla terapia genica. Riparare il DNA, cancellando mutazioni dannose o correggendo difetti del codice genetico, è una capacità acquisita, ma resta in molti casi una sfida da superare: il cosiddetto targeting, cioè fare in modo che i principi attivi capaci di manipolare il DNA arrivino a destinazione nel nucleo delle cellule da riparare. Oggi parliamo di una scoperta premiata dall'European Innovation Council, frutto del progetto I-Gene coordinato dall’Università di Pisa, che ha sviluppato delle nano-particelle d’oro capaci non solo di aprire la strada del nucleo delle cellule umane ai principi attivi dell’editing genetico, ma anche di attivarli a comando, illuminandoli con la luce. Ce ne parla Vittoria Raffa, Professoressa di Biologia Molecolare del Dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa e coordinatrice del progetto.

Lo scorso novembre, sulla pista dell’Aeroporto dell’Aeronautica Militare di Piacenza San Damiano, una Maserati MC20 Coupé, guidata da un sistema di IA sviluppato dal team AIDA (Artificial Intelligence Driving Autonomous) del Politecnico di Milano, ha raggiunto la velocità record di 285 km/h. Il team detiene anche l’attuale record assoluto di velocità per auto a guida autonoma, ottenuto con una vettura da gara che ha raggiunto i 309 km/h al Kennedy Space Center nell'aprile 2022. Ma a cosa serve sperimentare dei “robo-driver da corsa”? Questi test a velocità elevate permettono di valutare robustezza, stabilità e velocità di reazione dell’AI-driver in situazioni limite, con l’obiettivo di aumentarne la sicurezza nelle situazioni a bassa velocità, tipiche dello scenario di mobilità urbana. Ce lo racconta Sergio Savaresi, Professore di Controllo Automatico presso il Dipartimento DEIB del Politecnico di Milano.

Dopo aver parlato nelle scorse settimane del rapporto tra industria e Big Science in settori quali i grandi telescopi, gli acceleratori di particelle e i laser a Raggi X, e la fusione nucleare, completiamo il cerchio con l’esplorazione dello Spazio. Nonostante il settore spaziale sia in rapidissima evoluzione con l’avvento della cosiddetta Space Economy, progetti scientifici quali le sonde planetarie e i satelliti per lo studio del cosmo rimangono la punta di diamante del processo di “conquista dello Spazio”; una fucina di tecnologie sviluppate in tandem da industria e ricerca, per esperimenti oggi unici nel loro genere, ma che un domani potrebbero trovare applicazione in attività più quotidiane e a fini di lucro: dalla logistica alla robotica, dalle telecomunicazioni al turismo spaziali. Ne parliamo con Barbara Negri, Responsabile Volo Umano e Sperimentazioni Scientifiche dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI).

Questa sera parliamo di AUTOTRASPORTI. In particolare, essendo l’elettrificazione dei trasporti pesanti un traguardo ancora lontano, ci dedichiamo ad altre possibili soluzioni, certamente meno definitive ma più abbordabili, che aiutino a decarbonizzare il settore. Parliamo di tante piccole soluzioni, come l’utilizzo del metanolo ricavato da biomassa di materie prime sostenibili, i sistemi di cattura e stoccaggio di CO2 a bordo dei mezzi, i pannelli fotovoltaici e gli algoritmi per pianificare la transizione energetica dei mezzi pesanti. E ne parliamo con l'aiuto di: Matteo Romano, professore di Sistemi per l’Energia e l’Ambiente del Politecnico di Milano; Fabrizio Pirri, Direttore del Center for Sustainable Future Technologies dell’Istituto Italiano di Tecnologia; Marco Masoero, professore di Fisica Tecnica Industriale al Dipartimento di Energia del Politecnico di Torino; Marialisa Nigro, professoressa di Trasporti all’Università degli Studi Roma Tre.