Laboratorio per Utenti di Scienza dei Materiali Funzionali e Nanoscienza
L'aspettativa scientifica ed economica legata allo sviluppo della ricerca sulla materia a scala nanometrica, e delle tecnologie che ne possono derivare, ha portato ad indivduare, negli USA ed in Europa, l'obiettivo strategico di realizzare laboratori multidisciplinari attrezzati per sostenere programmi di ricerca che integrino la modellizzazione atomica, la sintesi del materiale, la funzionalizzazione e la nanofabbricazione di oggetti capaci di svolgere funzioni, disponendo dei più appropriati strumenti analitici e di manipolazione atomica.
Questa è, per esempio la strada seguita dal programma del Department of Energy (USA) con la creazione di cinque"Nanoscale Science Research Centers" situati in prossimità dei grandi strumenti per l'Analisi Fine della Materia, FAM, (Berkeley, Oak Ridge, Sandia, Brookheaven, Argonne), dell'Advanced Materials and Process Engineering Laboratory (AMPEL) legato all'Università of British Columbia ed al B.C. Synchrotron Institure (CANADA).
In Europa, dopo l'esempio dell'EMBL (sedi presso i grandi struemtni di Hamburg, e Grenoble), si stanno sviluppando le "Partnerships" di Grenoble per lo svilupo della ricerca sulla biologia strutturale (PSB) sulla materia soffice e sulla scienza dei materiali, con laboratori dedicati che hanno anche accesso diretto alle sorgenti di neutroni (ILL) e di raggi-X (ESRF).
In Europa la inziativa GENNESYS (www.gennesys.net) sta progettando le road-maps per lo sviluppo della nanoscienza e della scienza dei materiali nei prossimo decenni, con particolare attenzione al ruolo chiave che, per vari aspetti, svolgeranno le tecniche di indagine, funzionalizzazione e fabbricazione basate sulla luce di sincrotrone, sulla radiazione neutronica, sulla radiazione elettromagnetica pulsata al femptosecondo dai nuovi Free Electron Lasers.
L'Officina Molecolare
è un progetto volto a realizzare un laboratorio di
scienza dei materiali funzionali e nanoscienza aperto agli
utenti nazionali (ricercatori, accademici, industriali,
dei servizi), internazionali e con particolare missione
di apertura ai ricercatori dei paesi di più recente sviluppo,
tale da proporsi come risorsa per una vasta comunità scientifica,
tecnologica ed economica e da potrer svolgere un ruolo di primo piano
nella strutturazione dell'European Research Area. L'OM
comprenderà e svilupperà le sinergie delle già importanti
realtà di ricerca in scienza della materia presenti in FVG, e realizzerà
un offerta di progettazione e sperimentazione avanzata unica nell'area
euro-regionale, ed unica nel rivolgersi alle attività di nanoscienza
dei paesi di recente sviluppo.
L' Officina Molecolare di Trieste (OM) sarà una risorsa per la progettazione, la sintesi, la caratterizzazione, la modellizzazione e la simulazione dei materiali nanostrutturati, e per lo sviluppo delle loro applicazioni.
L'OM implementerà metodi e strumenti per la sintesi e l'analisi ad alto flusso di nuovi materiali inorganici ed ibridi (organici/inorganici o biologici/inorganici) La OM sarà una infrastruttura per la ricerca multi-disciplinare sulla materia alla scala nanometrica nelle adiacenze del laboratorio di luce di sincrotrone ELETTRA e del free electron laser FERMI@ELETTRA.
Lo schema dell'OM è mutuato da quello dei Nanoscale Science Research Centers del Department of Energy negli Stati Uniti presso i grandi strumenti per l'Analisi Fine della Materia, FAM, (Berkeley, Oak Ridge, Sandia, Brookheaven, Argonne) e dell'AMPEL in British Columbia (CAN).
L'OM si sviluppa sulla base di competenze ed infrastrutture di ricerca concentrate a Trieste dall'INFM (TASC e DEMOCRITOS) , dal CNR, da ELETTRA dalle Università e dall'Area Science Park. L'avvio del cantiere di costruzione del FEL FERMI @ELETTRA indica la tempestività di questo progetto la cui realizzazione garantirà il massimo ritorno scientifico e di svilupo tecnologico dagli investimenti del recente passato ed attuali in quanto estenderà l'utilizzo avanzato delle infrastrutture di ricerca da parte di una ampia comunità scientifica con caratteristiche nazionali e transnazionali. Il bacino di utenza della OM si estenderà ai paesi UE confinanti ed ai paesi di più recente sviluppo.
Il ruolo dell'OM è quello di struttura per gli scopi dell'utenza scientifica nazionale/euro-regionale/internazionale e di laboratorio di eccellenza nel campo della scienza della materia su scala nanometrica, realizzando le condizioni per il concorso efficace della teoria, della simulazione numerica e della sperimentazione con approccio integrato di metodi fisici, chimici, biologici e ingegneristici.
L'OM sosterrà attività di ricerca fondamentale e finalizzata, di sviluppo di metodi e strumentazione avanzata per l'analisi fine e la manipolazione atomica e molecolare, sviluppo di metodi per la sperimentazione e la simulazione numerica.
L'OM sarà in grado di svolgere ricerca avanzata su più aspetti cruciali della nanoscienza realizzando una struttura di sostegno alla ricerca interdisciplinare e di svolgere propri progetti di ricerca innovativi su:
- Nanostrutture Inorganiche e Ibride Organiche/Inorganiche
- Nanofabbricazione
- Sintesi e Funzionalizzazione di nanomateriali
- Nanocatalisi, Nanomagnetismo
- Fotochimica di nanostrutture e Fotosintesi Biologica in campi ottici di alta intensità.
- Teoria di Materiali Nanostrutturati, Simulazione
- Visualizzazione atomica e Manipolazione di nano-oggetti
- Ingegneria delle applicazioni Biomediche delle nanotecnologie
L'OM sarà attrezzata sia per ospitare ricercatori e gruppi di ricercatori che avranno accesso diretto alle strutture di ricerca hardware e software, sia per avviare la sperimentazione remota da parte di gruppi che saranno messi in grado di gestire fasi rilevanti della loro ricerca, presso l'OM, senza necessità di accedervi fisicamente.
La partecipazione remota agli esperimenti si è sviluppata nelle osservazioni astrofisiche o negli esperimenti sui Grandi Strumenti per la fisica delle alte energie, ma ha avuto applicazione, per esempio, anche in scienza della materia, in particolare in microscopia elettronica, o in biologia con le inizative di cristallografia delle proteine ove la manipolazione dei campioni e la acquisizione dei dati sono altamente automatizzati e non richiedono la presenza fisica del "principal investigator".
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