Smart City

È andato al progetto europeo SWITCH l’Hydrogen TCP Award of Excellence 2024, il prestigioso premio della International Energy Agency. Coordinato dalla Fondazione Bruno Kessler, il progetto ha portato allo sviluppo di un particolare tipo di cella a combustibile capace di operare secondo due modalità distinte: come un elettrolizzatore, producendo idrogeno dall’acqua, e come una cella a combustibile, producendo calore, elettricità e idrogeno a partire da idrocarburi quali il metano, meglio se bio, naturalmente. Così facendo, è possibile garantire a chi adotti questa tecnologia una fornitura di idrogeno a basso tenore di CO2, indipendentemente dalla discontinuità di fonti come il sole e il vento. Ne parliamo con Matteo Testi, coordinatore del progetto e responsabile dell’unità HyRES presso il centro Sustainable Energy di Fondazione Bruno Kessler.

Le cifre del mercato delle opere contraffatte sono da capogiro: si parla di 150-200 milioni di euro l’anno per un paese come l’Italia, anche se le stime variano come spesso accade coi mercati illegali. Ma a segnalare che si tratti di un business di peso, lo testimonia l’ingresso in grande stile delle mafie nel settore. Per certificare gli originali delle opere contemporanee, il NanoLab del Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano ha sviluppato una famiglia di additivi per inchiostri che, grazie ad alcune peculiari proprietà ottiche ed elettroniche, permettono all’artista di apporre all’opera una firma, anche utilizzando una comune penna a sfera, garantendone di fatto l’originalità. Ne parliamo con Carlo Spartaco Casari, professore di Fisica della Materia del Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano e coordinatore del progetto PYPAINT.

Tra le nuove frontiere della ricerca c’è lo sviluppo di sensori miniaturizzati, capaci di rilevare la presenza di gas a concentrazioni bassissime. Le tecnologie che oggi permettono di fare questo tipo di analisi sono costose e ingombranti e ciò ne limita il campo di applicazione, che potenzialmente sarebbe molto vasto: si va dalla citizen science al monitoraggio ambientale, alla sicurezza, alla medicina. Di recente, Michele Penza, ricercatore ENEA della Divisione Tecnologie e Materiali per l’Industria Manifatturiera Sostenibile, e Anna Maria Laera del Laboratorio Componenti e Sistemi Intelligenti per la Manifattura Sostenibile, hanno guadagnato la copertina della rivista scientifica Chemosensors grazie a un articolo di review che ha fatto il punto della situazione in questo settore di ricerca.

La Terra ospita riserve di idrogeno geologico, detto anche idrogeno bianco o naturale. Le prime evidenze sono emerse negli anni ’80, ma solo ora tali riserve hanno iniziato ad attirare in modo significativo l’attenzione della comunità scientifica e delle imprese. Ne parliamo prendendo spunto dalla spedizione di questa estate, ai piedi della calotta glaciale della Groenlandia. La spedizione è stata svolta da un gruppo di ricercatori dell’Istituto di Geoscienze e Georisorse del Cnr (Cnr-Igg) e del Deep Carbon Lab della Università di Bologna, impegnati a capire meglio i processi di formazione e circolazione dell’idrogeno naturale che, secondo alcuni, oltre a offrire una possibile fonte di energia alternativa a zero emissioni di CO2, potrebbe trovarsi alla base dello sviluppo delle prime forme di vita. Ne parliamo con Alberto Vitale Brovarone, professore di Geologia dell’Università di Bologna e coordinatore del progetto ERC Deep Seep e della missione

Competizione biologica: è questa la parola chiave per comprendere molte ricerche e studi che vanno nella direzione di ridurre l’uso di pesticidi e antiparassitari in agricoltura. L’idea è quella di cercare alleati tra i concorrenti naturali dei parassiti e delle erbe infestanti. C'è infatti una tecnica che consiste nell'inoculare dei funghi simbiotici sui semi delle cover crops, cioè le colture - dette anche intercalari - usate per proteggere i terreni dall’erosione tra una coltivazione principale e l’altra e per aumentare la sostanza organica. A tal fine, ricercatori e ricercatrici dei laboratori di Microbiologia dell’Università di Pisa hanno imparato a coltivare una settantina di diversi funghi simbiotici e li hanno utilizzati per la “concia” dei semi di alcune colture intercalari, che ora saranno distribuiti in via sperimentale ad agricoltori di mezza Europa. Ce lo racconta Alessandra Turrini, professoressa di Microbiologi

In Dari, una delle lingue ufficiali dell'Afghanistan, AMANAT significa "custodia" o “fiducia”. Ma è anche il nome di un progetto di Emergency, che proprio in Afghanistan ha iniziato a sperimentare l’applicazione dell'Intelligenza Artificiale alle cartelle cliniche (rese disponibili in forma digitale negli ultimi anni) dei pazienti ammessi negli ospedali dell’organizzazione umanitaria. L’obiettivo è che milioni di cartelle cliniche di milioni di pazienti, compilate a mano in condizioni spesso precarie in oltre 20 anni di attività, possano finalmente parlare, raccontando la realtà della guerra in modo ancora più preciso. Ce ne parla Emanuele Macario, Direttore IT di Emergency.

I test eseguiti in Cina sul primo reattore nucleare commerciale a letto di sfere - un particolare tipo di reattore di terza generazione avanzata - dimostrano che nemmeno nel peggiore dei casi può verificarsi il più devastante scenario di incidente (il meltdown). Questo segna definitivamente il ritorno dell’industria nucleare al concetto di sicurezza passiva. Anche se può sembrare sorprendente, è possibile realizzare reattori nucleari in cui i meccanismi di salvaguardia che impediscono il verificarsi di incidenti sono affidati a fenomeni naturali, come per esempio la circolazione naturale dei fluidi caldi: fenomeni spontanei che non dipendono quindi dall’attivazione di meccanismi attivi, come pompe o valvole. Concetti noti sin dagli albori dell’industria nucleare che tuttavia, storicamente, è andata nella direzione opposta. Una tendenza che si è ormai quasi del tutto invertita nei nuovi design di reattore nucleare. Ne parliamo con Marco Ricotti, profe

Lo scenario più catastrofico che può verificarsi in caso di incidente nucleare è il meltdown, cioè la liquefazione del combustibile a causa della perdita di controllo del reattore, come è accaduto negli incidenti di Chernobyl e Fukushima. Siamo nello Shandong, una delle più popolose province della Cina, affacciata sul Mar Giallo, ed è lì che nei mesi scorsi nel primo rettore commerciale a letto di sfere - un design concepito negli anni ‘60 del ‘900, ma messo a terra solo ora - è stato eseguito un test, privando il reattore dell’energia elettrica e fermando le pompe del fluido di raffreddamento. Sono state cioè ricreate le condizioni per causare un meltdown, che come previsto, non si è verificato. Test simili sono stati fatti in passato, ma mai su reattori commerciali e mai di queste dimensioni. Commentiamo la notizia con l'aiuto di Marco Ricotti, professore di Ingegneria Nucleare al Politecnico di Milano.

Per capire di cosa parliamo stasera, immaginiamo un barile trasparente, pieno di un particolare liquido che, quando viene illuminato dalla luce del sole, spara un fascio di luce dal coperchio. Questo è l’obiettivo del progetto APACE, finanziato con circa 4 mln di euro dal programma Horizon Europe e coordinato dall’Università di Firenze. Come dice il nome, i laser solari sono dispositivi laser alimentati dalla luce del sole e fino a oggi sono stati realizzati grazie a specchi che concentrano la luce su un materiale attivo, in grado di generare un fascio laser, ma con grandi difficoltà. L’Università di Firenze punta in una direzione completamente diversa, verso cioè un laser molecolare, prendendo spunto dal funzionamento delle antenne fotosintetiche presenti in alcuni particolari batteri. Ne parliamo con Giuseppe Luca Celardo, professore di Fisica teorica al Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Firenze.

JOINRS è una start-up che all’ultimo Web Summit di Lisbona si è classificata tra le 10 più promettenti al mondo. Fa uso dell’intelligenza artificiale per aiutare, soprattutto i neo-laureati, a trovare lavoro, e le imprese che vi aderiscono a trovare nuovo personale. Il sistema - chiamato JOINRS-AI e basato su una versione “fine tuned” del motore di intelligenza artificiale di OpenAI - scansiona il web alla ricerca di annunci di lavoro e, sulla base delle preferenze dei candidati, ne estrae delle short list in cui le inserzioni sono rielaborate secondo una formula di lettura più facile e veloce. Ne parliamo con Gabriele Giugliano, CEO e Cofounder di JOINRS.

È possibile catturare la CO2 direttamente a bordo dei mezzi di trasporto? Questa strada, finora poco battuta, potrebbe avere senso per il trasporto pesante, che ancora non dispone di tecnologie carbon neutral mature. A sostenerlo è uno studio pubblicato su Energy, nel quale un gruppo di ricercatori dell’Università di Saragozza ha analizzato l’occupazione di volume e il bilancio energetico di un nuovo tipo di sistema per la cattura e lo stoccaggio di CO2, che potrebbe trovare spazio a bordo di mezzi pesanti. Un aspetto interessante di questo scenario è che l’anidride carbonica catturata potrebbe essere impiegata per produrre metano sintetico e ricominciare il ciclo. Ma si tratta di uno scenario ancora del tutto teorico e la strada da percorrere resta ancora lunga. Ne parliamo con Fabrizio Pirri, direttore del Center for Sustainable Future Technologies dell’Istituto Italiano di Tecnologia.

Un solo biglietto integrato per prendere tutti i mezzi pubblici: l’obiettivo è da molti anni sul tavolo di chiunque si cimenti nel tentativo di rendere più attraenti i trasporti pubblici e il ricorso alla multimodalità. Il problema di carattere generale rimane comunque aperto: realizzare una piattaforma digitale che permetta di interconnettere i servizi di tutti gli operatori di mobilità, resta infatti un problema irrisolto. Ma un gruppo di esperti dell’Università di Birmingham ritiene di aver trovato la soluzione, grazie alla fusione di due tecnologie: la blockchain e le ontologie. Il nuovo sistema è stato chiamato STUB (System for Ticketing Ubiquity within Blockchains) e ce lo spiega Valeria Portale, direttore dell'Osservatorio Blockchain e Web3 del Politecnico di Milano.

Dalle acque di scarto di alcuni pozzi petroliferi della Pennsylvania, potrebbe arrivare fino al 40% dell’attuale domanda di litio degli Stati Uniti. Lo afferma un gruppo di ricercatori del National Energy Technology Laboratory, che ha potuto accertare una presenza significativa di litio nelle acque reflue dell’estrazione petrolifera, grazie a una norma che obbliga le compagnie oil&gas ad analizzarle e comunicare i risultati delle indagini. La notizia rafforza lo scenario del litio geotermico, che in alcune zone del mondo si trova disciolto in concentrazioni elevate nelle acque saline presenti nel sottosuolo. Scenario presente anche in Italia, dove il litio potrebbe essere associato all’energia geotermica anziché all’estrazione petrolifera. Ce ne parla Andrea Dini, ricercatore dell'Istituto di Geoscienze e Georisorse del CNR.

Gli scienziati non sono mai contenti: per quanto precisa sia una misura, salta sempre fuori un motivo per cui ne servirebbe una ancora più precisa. Così per esempio, se parliamo di misurare il tempo, la sbalorditiva precisione e stabilità dei più sofisticati orologi atomici oggi esistenti (che perdono un secondo ogni 30 miliardi di anni) sembra ancora non bastare. Per questo ha suscitato grande entusiasmo uno studio pubblicato su Physical Review Letters, in cui un gruppo di ricercatori tedeschi e austriaci ha posto le basi per un orologio atomico ancora più preciso, che potrebbe aiutarci a risolvere alcuni dei più grandi enigmi della fisica moderna. E sebbene del lavoro resti ancora da fare, sembra ci siano pochi dubbi sulla possibilità di arrivare al primo prototipo funzionante nei prossimi anni. Ce lo racconta Davide Calonico, responsabile della divisione di Metrologia Quantistica all’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM).

Unire la resistenza meccanica della fibra di carbonio con la tolleranza al calore dei materiali ceramici, per dar vita a un super materiale con cui realizzare i velivoli spaziali del futuro: è questa la scommessa del progetto AMACA, coordinato dal politecnico di Milano. Il futuro dell’industria spaziale è indissolubilmente legato allo sviluppo di velivoli spaziali riutilizzabili, dove la sfida principale è tollerare le enormi sollecitazioni termiche e meccaniche del rientro in atmosfera, quando si raggiungono temperature fino a 2000°C. L'azienda SpaceX ha adottato un approccio tradizionale, basato su una struttura d’acciaio ricoperta da piastrelle di ceramica che agiscono da scudo termico. Un compromesso tra peso, effettiva riutilizzabilità e resistenza, che in prospettiva si vorrebbe superare grazie a nuovi materiali. Ne parliamo con Alessandro Airoldi, professore di Strutture Aerospaziali al Politecnico di Milano.

Solo 28 metri quadri, la superficie di una stanza: è così che per la prima volta dopo vent’anni, in Italia, si torna a sperimentare in campo aperto una specie agricola ingegnerizzata. Si tratta di una nuova varietà di riso Arborio in cui sono stati disattivati tre geni che lo rendono suscettibile al Brusone, una malattia causata da un fungo che rappresenta il principale patogeno del riso in tutto il mondo. È la prima sperimentazione di riso ottenuto con le cosiddette TEA - Tecniche di Evoluzione Assistita - con cui si inducono nel patrimonio genetico delle piante delle modifiche puntuali del tutto simili a quelle che si verificano spontaneamente in natura, senza l’inserimento di materiale genetico estraneo come avviene coi cosiddetti OGM, che rimangono vietati. Ce ne parla Vittoria Brambilla, professoressa di Botanica Generale presso il Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali dell’Università Statale di Milano.

L’arsenico è noto fin dall’antichità per essere un veleno potentissimo. Il motivo di tanta pericolosità è dovuto alla sua somiglianza chimica col fosforo, un elemento chiave della vita, col quale è in grado di confondersi e di prenderne il posto, causando tumori o, in dosi elevate, sindromi ancora più acute e letali. Tra le possibili fonti di avvelenamento c’è anche l’acqua. Infatti l’arsenico può contaminare le acque di falde, fiumi e laghi, sia per cause antropiche che per cause naturali. Dunque è di grande interesse lo studio dell’Università di Pisa, in collaborazione con l’Università della Calabria e l’Istituto per la Tecnologia delle Membrane del CNR, che è stato pubblicato sulla rivista Nature Water: lo studio descrive infatti un nuovo tipo di membrana capace di eliminare selettivamente l’arsenico dall’acqua, senza privarla di altri sali fondamentali. Ce lo racc

Continuiamo a parlare di borofene. Infatti, la forma bidimensionale dell’atomo di boro è una delle grandi speranze del mondo dei materiali; perfino in grado di insidiare il grafene, il primo materiale bidimensionale mai scoperto, al centro di una infinità di ricerche e applicazioni. Caratteristica distintiva del borofene è avere numerosi varianti con proprietà chimiche e fisiche diverse. Per esempio, in uno studio pubblicato su ASC Nano, ricercatori della Pennsylvania State University hanno dimostrato che al borofene può essere impartita una precisa chiralità, una caratteristica presente in tutte le molecole appartenenti agli organismi viventi, che gli permetterebbe di interagire in modo mirato con elementi biologici. Ne parliamo ancora con Camilla Coletti, coordinatrice del centro IIT di Pisa e dei Graphene Lab dell’IIT di Genova.

Il Grafene, la versione bidimensionale del carbonio che da anni si è guadagnato l’attenzione dei ricercatori grazie alle sue straordinarie proprietà, ha ora un temibile concorrente: il borofene. Sintetizzato per la prima volta nel 2015, il borofene è ancora più conduttivo, più leggero, più sottile, più resistente e più flessibile. Inoltre, mentre il grafene è un foglio di atomi di carbonio disposti a nido d’ape e non può avere altre strutture, il borofene può formare fogli di spessore mono-atomico con strutture differenti. Così come un pavimento può essere ricoperto con piastrelle di forma diversa, l’atomo di boro può dare origine a reticoli composti da triangoli, esagoni e combinazioni dei due, ognuna delle quali con proprietà fisiche e chimiche diverse. Ciò spiega alcune delle sue proprietà straordinarie, ma è anche il motivo per cui è molto più diffic

Che cosa sono le potature del verde pubblico? Sottoprodotti o rifiuti? E i materiali da demolizione? Spesso lo sviluppo di intere filiere dell’economia circolare si infrange contro un singolo sostantivo; una parola che fa la differenza tra la possibilità concreta di valorizzare un materiale all’interno di un ciclo produttivo e il suo smaltimento come rifiuto. A stabilire cosa sia sottoprodotto o rifiuto è la legge, che però non sempre è chiara, e soprattutto è ondivaga. Infatti, le risposte del MASE a due interpelli, riguardanti sfalci e potature del verde pubblico, e i successivi chiarimenti chiesti a Bruxelles prospettano un regresso di 15 anni nell’interpretazione della legge sui sottoprodotti che rischiano di mettere in crisi interi pezzi di filiere dell’economia circolare, come quella del biogas e del teleriscaldamento a biomassa. Ma anche delle demolizioni, del lavanolo, e altri settori. Ne parliamo con Vanessa Gallo, Segretario Generale di FIPE