auto 1newslettergiugno07

N e w s l e t t e rN u m e r o 8 G I u G N o 2 0 0 7

editoriale............................................................................................................................................. 3

R I C E R C A & S V I L U P P O

.Quantum.devices.for.voltage.metrology.and.photon.counting............................................................ 4

sub-nanoradian.angle.measurements.................................................................................................. 8

shape.Memory.Actuators.for.Automotive.Applications...................................................................... 12

An.overview.of.the.Integrated.Project.Nanoker.“structural.ceramic.nanocomposites.for.top-end.

functional.applications”..................................................................................................................... 17

Design.and.Development.of.Advanced.Nanosensors.and.Nanochips.for.Human.Health.and.Food.

safety*.............................................................................................................................................. 21

Nanoscopic.polyelectrolyte.multilayers.as.tool.for.medicine................................................................ 25

the.technology.Cluster.in.Molecular.Biomedicine.of.region.Friuli.Venezia.Giulia................................ 27

le.implicazioni.giuridiche.della.nanomedicina.................................................................................... 28

trasferimento.tecnologico:.le.nanotecnologie.dal.laboratorio.al.mercato............................................ 30

N O t I z I E I N b R E V E

Master..in.tecnologie.per.la.Micro.e.Nanoelettronica.Università.di.roma.“la.sapienza”..................... 35

Consorzio.Nazionale.Interuniversitario.per.la.Nanoelettronica............................................................. 35

Primo.Certificato.di.valutazione.su.prodotti.nanotecnologici.............................................................. 36

rapporto.del.Parlamento.europeo.sui.nanomateriali.......................................................................... 36

Governance.delle.nanotecnologie.in.UK............................................................................................. 36

S E m I N A R I & C O N V E g N I

eVeNtI.PAssAtI

Nanotech.2007.NstI.International.Conference................................................................................... 37

Convegno-scuola.Materiali.Polimerici.Ibridi.e.Nanostrutturati.e.l’Associazione.Italiana.scienza..

e.tecnologia.delle.Macromolecole...................................................................................................... 39

1st.Italian.workshop.on.carbon.nanotubes.for.electronic.applications.(ICNte2007)............................ 40

workshop.ePIsteP............................................................................................................................. 40

Nanoforum.2006:.l’ultrapiccolo.diventa.grande................................................................................. 41

eVeNtI.FUtUrI

IV.simposio.segredifesa..................................................................................................................... 41

Nanochallenge.2007.e..Polymerchallenge.......................................................................................... 41

NanoItaltex.2007............................................................................................................................... 42

A Lt R I E V E N t I

Periodico di informazione sulle nanotecnologiegiugno 2007

Supplemento a Notizie Airin. 155 marzo-aprile 2007Anno XXII - 2007BimestraleAbbonamento annuo• Soci Euro 49,00• Non soci Euro 70,00

Spedizione in abb. postale comma 20 lett. B art. 2 L. 23.12.96 n. 662 Roma/RomaninaPubblicità 45%Autorizzazione Tribunale di Roma n. 216 del 29 aprile 1986

Redazione AIRI: 00198 RomaViale Gorizia, 25/ctel. 06.8848831, 06.8546662fax 06.8552949e-mail: [email protected] - www.nanotec.it

• Nanofabrication, top-down techniques, nanoelectronics, quantum devices• Surfaces, layers and atomic scale metrology• Nanostructured materials, nanocomposites, particles analysis• Interdisciplinary techniques

Workshop

NanoMetrology 2007Metrology for NanotechnologyJune 14-15, 2007 - Torino (Italy) National Institute of Metrological Research - INRIM

AIRI / Nanotec IT Roma | Tel. +39 068848831 - 068546662 | [email protected] | www.nanotec.itNational Insitute for Metrological Research Torino | Tel: +39 011 3977 469 | www.inrim.it

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N e w s l e t t e r . N A N o t e C . I t

P r I M o . P I A N o

teditoriale

le. nanotecnologie. stanno. progressivamente. passando. dai. la-boratori. di. ricerca. al. mercato. ed. il. numero. dei. cosiddetti. “na-notechnology-related.products”.continua.a.crescere. in.maniera.costante.e.con.velocità.crescente..secondo.un’indagine.fatta.dal.woodrow. wilson. International. Center. for. scholars. americano,.dal.marzo.2006.al.marzo.2007,.il.numero.di.tali.prodotti.censiti.è.passato.da.212.a.475,.vale.a.dire.un.incremento.del.124%.da.un.anno.all’altro!.I.settori.ai.quali.questi.prodotti.fanno.riferimento.sono.i.più.disparati.e.vanno.dai.dispositivi.elettronici.ai.cosmetici,.dal.tessile.e.abbigliamento,.al.biomedicale.e.all’alimentare,.dal-l’automotive.e.aerospazio.agli.articoli. sportivi.. Insomma,.anche.se.la.piena.realizzazione.delle.attese.poste.nelle.nanotecnologie.è.collocata.su.un.orizzonte.ancora.abbastanza.lontano,.la.progres-sione.è.costante,.sta.accelerando.e.molti.prodotti.che.incorpora-no.le.nanotecnologie.sono.ormai.già.nelle.mani.dei.consumatori..Anzi,.le.nanotecnologie.sono.utilizzate.come.strumento,.talvolta.decisivo,.di.vantaggio.competitivo.

Questo.mercato,.quello.cioè.di.prodotti.che. incorporano.nano-tecnologie,.è.ormai.dell’ordine.di.50.miliardi.di.dollari.e,.secondo.alcune.stime,.nell’arco.di.10-15.anni.questo.dovrebbe.raggiun-gere. dimensioni. superiori. ai. mille. di. miliardi. e. rappresentare. il.10-15%.della.produzione.mondiale.

Come.indicato.dagli.esempi.appena.citati,.anche.settori.cosiddet-ti.maturi.se.ne.possono.avvantaggiare.ed.il.convegno.organizzato.da.AIrI/Nanotec.It.sull’impatto.delle.nanotecnologie.sul.Made.in.Italy.vuole.appunto.mettere.in.evidenza.come.queste.tecnologie.emergenti.già.trovano.spazio.in.questo.ambito.ed.un.loro.impie-go. più. ampio. può. costituire. un’arma. vincente. per. sostenere. e.rilanciare.settori.nei.quali.la.caratteristiche.distintive.che.li.hanno.resi.vincenti.non.sono.piu’.talvolta.del.tutto.sufficienti.per.respin-gere.un.concorrenza.sempre.piu’.globale.ed.aggressiva.

la.valenza.strategica.delle.nanotecnologie.è.ormai.ampiamente.accettata.ed.è.aumentata.dal.fatto.che.a.queste.tecnologie.viene.anche.riconosciuta.la.capacità.di.facilitare.la.messa.a.punto.delle.cosiddette.“clean.technologies”.cosi’.che,.praticamente.in.tutti.i.paesi.piu’.avanzati,.ma.anche.in.quelli.emergenti,.l’attenzione.e.l’impegno.per.promuovere.lo.sviluppo.di.nanoscienze.e.nanotec-nologie.e.delle.loro.applicazioni.è.forte.e.crescente.ed.è.spesso.una.vera.e.propria.priorità.nazionale.

Ancorché.il.contributo.economico.dei.privati.per.l’attività.di.r&s.in.questo.campo.sia.ormai.in.alcuni.paesi,.UsA.in.prima.fila,.su-periore.a.quello.pubblico,.quest’ultimo.è.infatti.ancora.essenziale.per.sostenere.adeguatamente.la.crescita.e.l’impegno.ed.in.una.gran.parte.di.questi.paesi.ciò.avviene.nell’ambito.di.iniziative.na-zionali.specifiche.attraverso.le.quali.sono.assicurati.finanziamenti.adeguati,.viene.creata.una.visione.comune,.è. favorita. la. indivi-duazione.di.priorità,.sono.facilitati.networking.e.collaborazione.Nel. nostro. Paese,. ancorché. l’impegno.nelle.nanotecnologie. sia.notevole.e.qualificato,.come.dimostrato.dal.Censimento.Nanotec.It.ed.anche.dai.contributi.presenti.in.questo.numero.della.new-sletter,.ciò.ancora.non.avviene.

AIrI/Nanotec. It,. fin. dalla. costituzione,. ha. auspicato,. anche. su.queste.pagine,.e.si.è.adoperata,.perché.anche.in.Italia.fosse.atti-vata.una.iniziativa.nazionale.per.le.nanotecnologie.ed.ancora.una.volta.vogliamo.ribadire. l’urgenza.di.tale. iniziativa..la.diffusione.crescente.di.“nano-prodotti”.rende.sempre.più.necessario.un.im-pegno.forte,.la.messa.a.punto.di.norme.e.strumenti.specifici.(la.metrologia.è.uno.di.questi,.e.proprio.alla.nanometrologia.è.dedi-cato.il.convegno.organizzato.insieme.ad.INrIM.e.due.degli.articoli.presenti.in.questo.numero).e,.più.in.generale,.di.adoperarsi.per.favorire.uno.sviluppo.responsabile.di.questo.settore..Una.iniziati-va.nazionale.per.le.nanotecnologie.faciliterebbe.tutto.questo.

elvio mantovaniDirettore Nanotec IT

tr I C e r C A . & . s V I l U P P o


Quantum devices for voltage metrology and photon countingV. Lacquaniti, A. Sosso, D. Andreone, S. maggi, N. DeLeo, m. Fretto, C. Portesi, S. Borini, m. rajteri, r. rocci, e. monticone Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica, INRIM

Introductionthe. activity. on. quantum. micro. and. nanodevices. for. metrolo-gy.developed.at. INrIM.has. contributed. to. the.development.of.Josephson.junctions.for.new.voltage.standards.and.of.high.qua-lity.detectors.for.photon.counting.In.the.following.we.report.on.some.properties.of.Nb/Al-Alox/Nb.overdamped. junctions. which. can. be. useful. to. overcome. some.basic.problems.of.state.of.the.art.Josephson.array.circuits.and.of.MgB2.devices.for.mid.superconducting.electronics.In.particular.the.high.values.of.critical.current.density.and.cha-racteristic. voltage,. together. with. the. temperature. dependence.of. the.overdamped. jucntions. look.promising.for. the.realization.of.improved.devices.for.programmable.and.AC.voltage.standard,.where.a.simple.fabrication.process,.a.moderate.number.of.jun-ctions.and.the.possible.use.of.cryocoolers.with. reduced.power.dissipation.can.open. the.employ.of. these. standards. to.a.more.widespread.employ.than.for.primary.metrological.institute.on.the.other.hand.the.discovery.of.superconductivity.at.39.K°.in.MgB2.offers.the.possibility.of.a.new.class.of.high-speed.super-conducting.electronic.devices.due.to.their.favorable.combination.of.higher.critical.temperature.than.conventional.BCs.supercon-ductors.and.a.symmetric.order.parameter.with.a.large.supercon-ducting.gap.

1. Josephson junctions for improved AC voltage standard As. known,. nowadays. the. most. precise. voltage. measuremen-ts.and.calibrations.are.based.on. the. Josephson.effect..when.a..Josephson.junction.is.phase-locked.to.a.stable.external.oscillator,.very.accurate.DC.voltages.are.generated..at..discrete.values.Vn.=.nfΦ0.,.f.being.the.frequency.of.the.external.oscillator,.Φ0.the.flux.quantum.and.n.=.1,.2,.3,…...In.primary.DC.voltage.calibrations,.reproducibility.in.the.range.of.10-10.has.been.reached.1..even.if.conventional.Josephson.voltage.standard.arrays.of.highly.hysteretic.tunnel.junctions.operated.at.4.2.K.generate.maximum.DC.voltages.of.10V,.it.is.very.difficult.to.rapidly.adjust.a.certain.voltage.in.order.to.synthesize.precise.AC.voltages.with.sufficient.output. level.. therefore. special. Josephson. arrays. junctions. with.non-hysteretic.current.voltage.characteristicare.are.used.to.reali-ze.programmable.quantum.voltmeters.and.standards..Practically,.these.devices. allow. to.make.use.of. the.first. voltage. step.only..since. the. operating. frequency. is. limited. for. technical. reasons,.even. for. a.maximum. output. voltage.of. only. 1.V,. a. large. junc-

tion.number.with.an.extended.microwave.distribution.circuit. is.needed.2..In.order.to.realize.circuits.involving.a.large.number.of.junctions,.several.requirements.should.be.fulfilled,.like.ruggedness.and.uni-formity.of.materials,.as.well.as.the.reproducibility.of.fabrication.process..A. relevant.parameter. to.be.evaluated. in. such.applica-tions.is.the.value.of.the.critical.current.density,.since.it.has.impli-cations.on.the.maximum.allowable.current.and.on.the.junction.size,.whose.value.sets.the.circuit.dimensions..the.characteristic.voltage,.Vc.=.Ic.rn.,.(critical.current.per.normal.state.resistance),.is.also.to.be.considered,.since.it.determines,.through.the.Josephson.relation.V.=.n(h/2e)f.the.operating.frequency.and.number.of.jun-ctions.needed.to.achieve.a.voltage.suited.to.metrological.appli-cations.. An. important. aspect. is. the. dependence. of. the. critical.current.Ic.on.temperature..this.parameter.is.indeed.relevant.whe-re.large.superconducting.circuits.are.used,.to.prevent.unwanted.transitions,. and. becomes. crucial. in. experimental. setups. with. a.cryocooler,.to.know.how.the.junction.properties.degrade.by.in-creasing.the.temperature.above.liquid.helium.Concerning.the.materials,.the.possibility.of.using.large.arrays.of.a.High.temperature.superconductor.or.MgB2..is.not.yet.available,.since.the.technology.of.these.junctions.do.not.allow.to.achieve.the.required.integration.level,.and.therefore.they.do.not.satisfy.the.mentioned.requirements.the.best.examples.of. large.circuits.for.Voltage.standards.so.far.are.made.of.niobium.and.niobium.nitride.based. junctions,. the.last.one.requiring.some.further.development.respect.to.the.Nb.process3..At. INriM. we. have. developed. Nb/Al-Alox/Nb. junctions,. where.a.thick.aluminum.layer.actually.shunts.a.thin.oxide.barrier..the.transition.from.an.hysteretic.to.a.non-hysteretic.I-V.characteristic.is.achieved.starting.from.the.well.established.fabrication.process.of. the. conventional. sIs. junctions,. by. varying. a. few. fabrication.parameters,. namely. the. aluminum. thickness. and. the.oxidation.exposure..the.deposition.of.niobium.base.and.top.electrodes.fil-ms.and.that.of.the.wiring.layer..were.performed.in.a.rF.sputte-ring.system,.while.the.patterning.of.the.electrodes.was.achieved.by.lift-off,.rIe.and.liquid.anodization..while.the.typical.junctions.dimensions.were.5.µm.wide,.the.junc-tions..had.an.aluminum.thickness.ranging.from.50.to.100.nm,.far.thicker.than.the.equivalent.sIs.hysteretic.junctions,.whose.alumi-

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t


num.layer.is.no.more.than.10.nm.thick..the. oxide. insulating. barrier,. which. in. the. sIs. junctions. produ-ce. the.hysteretic.behaviour,. is. correspondingly. thinned,.by.em-ploying.oxidation.exposures.(defined.as.the.product.of.the.oxigen.pressure.in.Pascal.for.the.oxidation.time.in.seconds).ranging.from.50.to.400.Pa·s.4

the.combination.of.a.thickened.aluminum.film.and.a.thinned.oxi-de.layer.results.in.the.shunting.of.the.junction.capacitance,.origi-nating.a.monotonic.I-V.characteristic.similar.to.the.intrinsically.or.extrinsically.overdamped.junctions,.like.the.metallic.barrier.sNs.or.the.double.barrier.sINIs..However.these.junctions.show.definite.advantages.compared.to.both.these.well.assessed.technologies,.in.fact,.the.data.reported.in.the.literature..for.the.various.type.of.Josephson.junctions.experimented.so.far,.indicate.that.they.har-dly.satisfy.the.requirements.cited.in.the.introduction..while.sINIs.do.not.provide.adequate.values.of.Jc.,.requiring.a.size.as.large.as.100.µm2..sNs,. if.have.high.enough.Jc,.do.not.attain.Vc.values.compatible.with.radiating.frequency.of.70.GHz,.the.most.suitable.for.a.reasonable.circuit.integration.In.comparison.our.overdamped.Nb/Al-Alox/Nb. junctions,. show.both.high.enough.Ic.values.more.than.10.kA,.and.Vc.values,.also.above.0.5.mV.at.4.2.K.these.parameters.have.proven.to.be.reproducible,.stable.in.time.and.homogeneous.on.a.2.5.cm.side.chip..An. interesting. feature. of. these. junctions. is. their. temperature.behaviour,.since.the.dependence.of.the.critical.current.and.the.characteristic.voltage.is.a.relevant.feature.for.the.application.to.measurement.circuits.operating.in.cryocooler.set-up.As. a. matter. of. fact,. apart. niobium. nitride. based. junctions,. no.other. overdamped. junctions. fabricate. with. niobium. electrodes.can.be.satisfactorily.used.above.4.2.K,.since.neither.sINIs.nor.sNs.junctions.have.adequate.values.of.Jc,(sINIs).or.Vc,.(sNs).at.t.>4.2.K.and.for.the.sharp.dIc(t)./dt.behaviour.the. Ic(t).dependence.meaured.on.our.overdamped. junctions. is.somewhat.intermediate.between.the.sIs-like.and.the.pure.sNs-like.behaviour,.showing.a.moderate.reduction.of.Ic.as.of..Vc,.since.there.is.no.change.of.rn.in.this.temperature.range..the.critical.cur-rent.measured.with.an.overdamped.junction,.in.the.same.range.of.(normalized).temperatures.three.distinct.temperature.ranges.have.been.found,.and.in.par-ticular,.Jc.and.Vc.values.at.temperatures.above.liquid.helium.still.compatible.with.an.employ.in.voltage.standard.circuits.and.sui-table. for. the. realization.of.compact.and. less.expensive.measu-rement.systems.involving.cryocooler.setup.have.been.measured.(figure.1)..As.a.matter.of.fact,.a.major.problem.when.thinking.of.using.se-ries.arrays.circuits.for.programmable.voltage.standards.or.for.AC.synthesis.is..the.necessity.of.both.the.maximization.of.the.quan-tized.step.amplitude.and.minimization.of.the.power.dissipated.in.the.helium.bath.the.analysis.carried.out.by.Kautz.states.that.these.conditions.are.

achieved.when. the.characteristic. junction. frequency.of. the.de-vice,.related.to.the.characteristic.voltage.by.the.Josephson.rela-tionship.Fc.=.2e/h.Vc.,.has.about.the.same.value.as.the.rF.drive.frequency.F.of.the.signal.radiating.the.array..F/Fc.=.1.For. F/Fc.<.1. the. step.amplitudes. is. reduced,.while. for. F/Fc.>.1.there.is.a.considerable.increment.in.the.dissipated.rF.power.First.experiments.carried.out.on.INrIM.junctions.with.a.characte-ristic.voltage.of.250-.400.µV.at.4.2.K,.have.shown.that..ample.and. stable. voltage. stesp. can.be.obtained.up. to.a. temperature.corresponding.to.0.8.t/tc.In. figure.2. the.profile. of. the.n=1. step.measured.with. sub-mi-crovolt.accuracy.at.5.4.K. is. compared. to. the. same.step.at.4.2.K..Despite.the.reduction,.due.to.the.decrement.of.Ic,.the.step.is.about.1.5.mA.wide.at.the.higher.temperature.

Figure 1 Temperature dependence of Nb/Al-AlOx/Nb overdamped junctions from 2 K to the transition to the normal state.

Figure 2 Comparison of the amplitude of the step n = 1 (153 µV) at 4.2 K and 5.4 K for a single junction radiated at 75 GHz, step voltages (x axis) are slightly shifted for clarity.

By.fabricating.these.junctions.with.a.combination.of.niobium.and.aluminum.films. thickness.able. to.give.a. transition. temperature.near. the.bulk.value.of.9.1.K,. it. is.possible. to. realize. standards.operating.at..temperatures.as.high.as.6-7.K,.allowing.an.advan-tageous.cryocooler.operation.



2. MgB2 nanodevicesPart.of. the.work.carried.out.at. INriM. is.devoted.to.fabrication.and.characterization.of.superconducting.nanostructures.and.su-perconducting.device.including.nanobridges.for.application.in.su-perconducting.electronics...since.2001,.nice.results.in.this.fields.have.been.obtained.by. fabrication. and. structuring.magnesium.diboride.thin.films..superconducting.properties.have.been.disco-vered.in.MgB2.in.Janaury.2001.and.quite.soon.it.became.clear.that.its.electrical.and.transport.properties.make.it. interesting.in.perspective.of.fabrication.of.superconducting.electronic.devices..Actually,. MgB2. shows. a. relatively. high. tc. among. intermetallics.compounds.(40.K),.simple.structure,.low.anisotropy,.large.cohe-rence.lengths,.transparency.of.the.grains.boundaries.to.current.flow5,6,7.In. collaboration. with. the. low. temperature. Division. at. the.University.of.twente,..we.obtained.nice.results.in.the.fabrication.and.characterization.of.an.MgB2..sQUID.magnetometer.with.a.directly.coupled.pick-up.loop..sQUID,.or. superconducting.Quantum. Interference.Devices,. are.used.to.measure.extremely.small.magnetic.fields..they.are.one.of. the.most. sensitive.magnetometer. known.and. their. extreme.sensitivity.make.them.for.studies.in.biology.(e.g..in.magnetoen-cephalography.analysis)..For.fabricating.the.MgB2.films,.we.used.an.all-in-situ.technique,.consisting.in.the.co-evaporation.by.elec-tron.gun.of.B.and.Mg,.then.followed.by.in-situ.annealing..then,.we.realized.the.superconducting.device,.which.incorporates.two.nanobridges.as.weak.links.in.the.superconducting.loop...In.figure.3. the. design. of. the. magnetometer. is. shown.. Five. sQUIDs. are.coupled.to.the.same.inductance.shunt..two.240.nm.wide.nano-bridges.were.fabricated.in.the.5.µm wide predefined striplines ofµm wide predefined striplines ofm.wide.predefined.striplines.of.each.sQUID.by.Focused.Ion.Beam..(FIB).milling..the.width,.height.and.length.of.the.nanobridges.were.240.nm.(FwHM),.100.nm.and. 150.nm,. respectively,. as. determined. from. the. known.film.thickness,.beam.profile.and.FIB.etching.parameters..the.magnetometer.was.characterized.at.different.temperatures.and.also.measurements.of.the.noise.levels.have.been.performed..the.device.showed.Josephson.quantum.interference.up.to.20.K.and.the.calculated.effective.area.at.low.temperatures.was.0.36.mm2.Beside.FIB,.other.techniques.are.suitable.for.fabrication.of.nano-structures.based.on.thin.films..one.of.the.most.popular.and.con-venient.is.the.electron.Beam.lithography.(eBl).technique,.which.uses.a.beam.of.electrons.to.generate.patterns.on.a.surface.and.its.primary.advantage. is. that. it. is.one.of. the.ways. to.beat. the.diffraction.limit.of.light.and.make.features.in.the.sub-micrometer.

regime..Moreover,. if.compared.to.eBl,.the.FIB.milling,.presents.some.limits,.as.the.limited.flexibility.in.terms.of.geometry.defini-tion,.and.the.possible.implantation.of.Ga+.ions.in.the.material,.which.can.be.detrimental.to.the.superconducting.properties.By. an. electron. Beam. lithography. (eBl)-based. method,. we. de-fined. MgB2. superconducting. nanostructures. and. meanders..the. fabrication. of. superconducting. nanobridges. or. meander.is. an. essential. step. in. perspective. of. fabricating. superconduc-ting. devices. such. as. superconducting. Nanotransistor. (sNt). or.superconducting. single. Photon. Detectors. (ssPDs).. . Films. were.fabricated.by.all-in.situ.technique.and.the.process.steps.that.form.the.nanogeometry.including.the.nanowires.were.the.following:.electron.beam.lithography,. removal.of. the.uncovered.MgB2.by.Ar.milling.(fabrication.of.the.nanostructures),.optical.lithography,.and.second.Ar.milling.to.define.the.microstrip.

.............Figure The design of the magnetometer with directly coupled pick-up loop, with a magnification of the 5 µm wide striplines in which the nanoconstrictions are etched.

Figure Voltage modulation of the magnetometer with directly coupled pick-up loop versus applied magnetic field at 14 K for different values of the bias current.

In.figure.5..seM.and.AFM.images.of.MgB2.nanobridges.ad.mean-derlines.are.reported,.together.with.the.resistance.vd.tempera-ture.measurement.both.of.a.450.nm.wide.nanostrip.and.of.the.sample.before.nanostructuration.


t

N e w s l e t t e r . N A N o t e C . I t 7

(a)

(b)

(c)

(d)Figure (a) and (b) SEM and AFM images respectively of MgB2 nanobridges. (c) SEM images of MgB2 meander lines. In all cases, the nanometric structures have been defined by EBL-based method. In (d), the R(T) measurements of a 450 nm wide nanowire (straight line) and of the as-grown film (dashed line).

electrical. and. surface. analysis. of. the.nanobridges. showed. that.the.structuring.process.by.eBl-based.method.doesn’t.affect.the.superconducting.and.morphological.properties.of.the.material8..In.this.work,.we.demonstrated.that.the.nanopatterning.techni-que.is.quite.flexible,.and.various.nanostructures.of.different.sha-pes.may.be.obtained.by.this.method..Furthermore,.the.electrical.characterization. shows. that. the.whole.nanostructuring.process.does.not.damage.the.material,.and.the.superconducting.proper-ties.are.preserved..these.results.open.the.possibility.of.fabricating.new.MgB2.nanodevices.

Conclusionswe.have.described.quantum.devices.for.precision.measurement.which.are.being.developed.at.INrIM.A.type.of.overdamped.Josephson.junctions.suitable.for.the.reali-zation.of.programmable.and.AC.voltage.standard.operating.at.temperatures.above.liquid.helium.in.cryocooler.setup.have.been.tested.showing.quantized.voltage.steps.of. sufficient.amplitude.and.stability.up.to.7.K.MgB2. nanodevices. fabricated. with. different. nanopatterning.techniques.have.shown.electrical.properties.useful.for.the.reali-zation.of.several.quantum.sensors..

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ContactsVincenzo LacquanitiINRIM Strada delle Cacce 91 10138 TorinoTel. 0113919434email [email protected]


N e w s l e t t e r . N A N o t e C . I t8

Sub-nanoradian angle measurementsmarco Pisani and milena Astrua Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica, INRIM

Introduction we.present.a.simple.method.to.measure.the.rotation.of.a.mirror.with.a.sensitivity.of.fractions.of.nanoradian..the.method.makes.use.of. a. standard.autocollimator. and.an.arrangement.of. . two.quasi.parallel.mirrors..Applications.in.high.precision.actuators.are.foreseen.small. angle. measurements. in. the. scale. of. thousandths. of. arc-seconds.or.nanoradians.are.often.needed.in.metrological.appli-cations. as. the. calibration. of. angle. measuring. instruments. like.precision.autocollimators.and.electronic.levels,.the.calibration.of.angle.artefacts.and.for..planarity.measurements..Very.small.an-gle.measurements.are.also.needed.in.many.science.fields,.as.for.example.to.control.the.straightness.of.the.translation.stages.of.X.ray. interferometers1,. to.control. the.angle.between.mirrors. in.interferometric.telescopes.used.for.astrometry2,.to.measure.the.rotation.of.a.torsion.balance.used.to.measure.the.gravitational.constant.G3-4.or.the.Casimir.force5,.to.measure.the.cantilever.de-flection.in.atomic.force.microscopes.(AFM)6,.to.measure.angular.accelerations.etcetera..the.most.popular.instruments.for.angular.measurement.are.the.autocollimator7.and.the.differential.interferometer8..the.autocol-limator.(AC).projects.a.beam.of.collimated.light.on.the.mirrored.surface.to.be.monitored.and.measures.the.angle.with.which.the.beam.is.reflected.back..It.is.simple.and.easy.to.use,.but.its.sen-sitivity.hardly.exceeds.1/100’’. (50.nrad),. this.because. its.ampli-fication.factor.is.given.by.the.ratio.between.the.focal.length.of.the.optical.system.and.the.spatial.resolution.of.the.light.sensitive.detector..Hence,.a.high.sensitivity.means.a.very.long.focal.length,.which.in.turn.means.increased.mechanical.stability..As.an.exam-ple,.an.autocollimator.having.a.focal.length.of.50.cm.in.order.to.resolve.1/1000’’.(5.nrad),.should.have.a.detector.resolution.and.a.mechanical.stability.of.2,5.nm.Interferometric.angular.measurements.are.based.on.the.measu-rement.of.the.optical.path.difference.d.between.the.two.parallel.arms.of.a.Michelson.interferometer.placed.at.a.given.distance.D:.α.=.d/D.(rad)..the.technique.needs.a.rather.complicated.set-up.to.be.implemented.and.is.not.easy.to.use.on.a.flat.mirror.(indeed.it.usually.makes.use.of.retroreflectors)..Further,.due.to.its.intrin-sically.limited.resolution,.in.order.to.measure.small.angles.a.large.distance.between.the.measuring.beams.must.be.used.(e..g..with.a.typical.resolution.of.1.nm,.to.measure.1/1000’’.a.20.cm.diame-ter.mirror.is.needed)..

other.techniques.as.the.Fizeau.phase.shifting.interferometer,.the.critical angle.method,. .or. the total internal reflection. interfero-meter9-10. can. achieve. excellent. results. but.with. rather. complex.instruments..In.this.paper.we.describe.an.angle.amplification.te-chnique.which.converts.a.very.little.tilt.in.an.angle.large.enough.to.be.easily.measured.with.standard.techniques.

Angle amplification principleto.see.how.the.angle.multiplication.works,.let.us.start.from.the.basic. laws.of. the.geometrical.optics. (known.by.Archimedes.al-most.2300.years.ago)..Consider.a.light.ray.impinging.on.a.mirror.with.an. incidence.angle.α.and. reflected.back.with.a. reflection.angle.α..If.we.rotate.the.mirror.by.an.angle.γ,.the.reflected.ray.is.rotated.by.an.angle.2γ,.i..e.:.the rotation of the reflected ray is equal to the rotation of the mirror multiplied by a factor two..let.us.now.consider.two.faced.parallel.mirrors.A.and.B.and.a.ray.hitting.mirror.A.with.an.incidence.angle.α..the.ray.will.bounce.a.number.of.times.between.the.two.mirrors.and.eventually.will.come.out.with.the.same.angle.α..If.we.rotate.the.mirror.A.by.a.small.angle.γ.(where.γ.<<.α),.any.reflection.on.mirror.A.has.the.effect.to.add.a.rotation.2γ.to.the.ray..Consequently,.at.the.output,.the.ray.is.rotated.in.the.same.direction.by.an.angle.2NΑγ.where.NA.is.the.number.of.reflections.on.mirror.A.(the.same.happens.when.mirror.B.is.rotated,.but.now.the.effect.has.opposite.sign:.the.rotation.is.-.2NΒγ)...let.us.consider.again.a.light.ray.impinging.on.mirror.A.with.an.angle.α,.but.now.with.mirror.B.placed.at.an.angle.β.with.respect.to.A..By.simple.geometrical.considera-tions,. . is.easy.to.see.that. if. the.ratio.α/β. is.an. integer.number,.after.α/β +.1.reflections.the.ray.will.hit.the.mirror.orthogonally.being. reflected.back.on. itself,. so,.after.other α/β. reflections,. it.will.come.out.in.the.same.direction.α..this.configuration.is.called.autocollimation..As.an.example,.in.fig..1.the.case.where.α.=.30°.and.β.=.10°.is.considered...looking.at.the.solid.line,.we.see.that.the. fourth. reflection.occurs.orthogonally. to.mirror.B..After. the.seventh.reflection.the.ray.is.reflected.back.on.itself..As.in.the.case.of.parallel.mirrors,.if.we.rotate.mirror.A.by.an.angle.γ,.(e.g..γ.=.1°,.dashed.mirror.and.ray).after.the.seventh.reflection.the.ray.is.rotated.by.8°.with.respect.to.the.input,.having.gained.a.rotation.equal.to.2γ..each.reflection.on.mirror.A..In.general.we.will.have:. GA.(gain.for.rotations.of.mirror.A).=.2.NA.=.2(1.+.α/β),.. GB.(gain.for.rotations.of.mirror.B).=.-2.NB.=.-2.α/β.


t


this.autocollimation.configuration.was.chosen.for.the.realization.of.the.experiment.because.the.input.and.the.output.of.the.laser.beam.occurs.at.the.same.side.of.the.mirrors.allowing.a.more.com-pact.set-up,.furthermore.the.maximum.number.of.reflections.is.about.four.times.larger.than.in.the.parallel mirrors.configuration;.this.can.be.understood.considering.that.the.spacing.between.the.reflection.points.on.the.mirror.decreases.constantly.down.to.zero.and.that.the.beam.runs.twice.along.the.mirrors..

Figure 1 Autocollimation angle amplifier: a rotation γ given to mirror A causes a rotation of the reflected beam equal to two times the number of reflections on the same mirror (here the “gain” is 8).

It. is. important.to.note.that,.although.the.previous.analysis.was.made.considering.angles.α,.β.and.γ.in.the.same.plane,.the.rota-tion.amplification.occurs.for.any.orientation.of.γ.. Indeed.in.our.experiment.angles.α.and.β.are.on.the.horizontal.plane.while.the.rotation.angle.γ.is.on.a.vertical.plane.

Practical realization of the angle amplifier (AA)In.fig.2.a.schematic.of.the.experimental.setup.is.presented..It.is.composed.by.a.laser.source,.the.angle.amplification.mirrors.and.an.angle.measuring.device..the.laser.emits.a.collimated.and.modulated.laser.beam.that.hits.mirror.A,.is.reflected.toward.mirror.B.and.bounces.a.number.of.times. before. coming. out. approximately. in. the. same. direction.(autocollimation).. In. the.present.experiment. the.number.of. re-flections.for.each.mirror.is.between.30.and.60..A.portion.of.the.emerging.beam.is.reflected.by.a.partially.reflecting.plate.toward.the.angle.measuring.device..the.latter.consists.in.a.positive.lens.and. a. position. sensitive. detector. placed. in. its. focal. plane.. the.modulated. signal. generated. on. the. detector. is. eventually. de-modulated.and.represents.the.desired.angle.measurement..the.experiment.is.placed.on.an.air.damped.optical.table.in.the.“angle.standard.laboratory”.at.INrIM..the.laboratory.is.thermally.stabi-lized.at.(20.±.0,5).°C.the.results.reported.in.this.paper.are.obtained.with.a.simple.laser.pointer.emitting.a.2×1.mm2.beam.having.2.mw.optical.power.at.λ.=.670.nm..the.modulation.of.the.laser.(needed.by.the.electro-nics.to.apply.the.lock-in.technique).was.obtained.by.periodically.

switching. the. power. supply.. Modulation. frequencies. between.100.Hz.and.10.kHz..have.been.tested..An.infrared.laser.(760.nm).was.also.used.obtaining.similar.results.

Figure 2 Practical realization of the AA.

two.dielectric.coated.5.cm.diameter.λ/10.mirrors.with.a.reflecti-vity.in.the.visible.region.exceeding.99%.have.been.used..A.high.reflectivity. is. preferable. in.order. to. limit. the.power. losses. thus.allowing.the.use.of.a.low.power.laser..the.“fixed.mirror.B”,.was.fixed.on.a.tilt.mount.where.the.horizontal.axis. (which.sets. the.gain). . is.controlled.by.a.motorized.micrometer.screw..the.“ro-tating.mirror.A”.was.fixed.to.a.“nano-angle.generator”.(NAG).which.delivers.an.electrically.controlled.calibrated.rotation.on.the.vertical.axis..to.find.the.correct.relative.position.of.the.key.optical.components.(the.laser.and.the.two.mirrors).the.following.method.was.used..thanks. to. the.minor. losses.occurring.at.each. reflection.due. to.imperfections.of.the.mirror.surface,.the.reflection.pattern.is.easily.visible.(when.using.the.infrared.laser,.a.miniaturized.CCD.camera.sensitive. to.near. infrared. radiation.was.used)..to.maximize. the.number.of.reflections.the.incidence.angle.on.mirror.A.must.be.as.small.as.possible:.the.laser.beam.must.pass.close.to.the.edge.of.mirror.B,.hit.mirror.A.close.to.its.edge.and.hit.mirror.B,..again.as.close.as.possible.to.its.edge..this.condition.must.be.reached.by.aligning.the.laser.with.respect.to.mirror.A..Now,.tilting.mirror.B.to.diminish.the.angle.between.A.and.B,.the.number.of.reflections.can.be.increased.until.the.last.reflections.reach.the.opposite.edge.of..one.of.the.two.mirrors..this.is.the.maximum.gain.condition..Actually,.in.the.experiment,.the.maximum.number.of.reflections.was.limited.by.the.divergence.of.the.beam.



eventually,.a.telescope.must.measure.the.angle.deviations.of.the.laser.beam.coming.out.from.the.amplifier,.with.respect.to.its.opti-cal.axis,.while.being.insensitive.to.lateral.translations..this.is.done.by.means.of.a.positive.lens.with..focal. length..f.=.80.mm.and.a. .position. sensitive.detector. (PsD).with.active.area. .2×2.mm2.

placed. in. its. focal. plane.. Any. beam. rotation. λ. causes. a. lateral.displacement.d.of.the.spot.of.light.in.the.focal.plane:.d.=.f.sin.λ..which.is.measured.by.the.PsD..An.electronic.circuit.measures.the.photocurrents.generated.by.the.PsD.and.delivers. three.voltage.outputs:.two.(X.and.Y).are.proportional.to.the.vertical.and.the.horizontal. angles. and. the. third. (P). is. proportional. to. the. light.power. hitting. the. detector.. the. circuit. makes. use. of. the. lock-in. technique. to. minimize. low. frequency. electronic. noises.. the.instrument.has.a.full.scale.angle.of.about.1°..this.angle,.divided.by.the.amplification.of.the.mirrors,.will.give.the.full.scale.of.the.complete.instrument..the.sensitivity.of.the.amplifier.is.obtained.by.the.sensitivity.of.the.telescope.(in.V/rad)..multiplied.by.the.number.of.reflections,.but.in.practice.is.not.possible.to.count.the.single.spots.since.they.are.superimposed.one.to.each.other..therefore,.to.count.the.number.of.reflections.the.following.method.has.been.adopted..starting.from.a.low.gain.configuration,.say.5.or.7.reflections.which.can.be.easily.counted,.mirror.B.is.rotated.(reducing.β).to.increase.the.number.of.reflections.while.looking,.with.an.oscilloscope,.at.the.power. signal. P.. . the.power. impinging.on. the.detector.will. go.alternatively.to.zero,.when.the.laser.beam.falls.outside.the.active.area,.and.to.a.more.or.less.constant.value.PN.when.the.beam.falls.on.the.active.area..Increasing.the.gain,.the.power.peaks.become.closer.and.closer.but.remain.well.separate..each.peak.correspond.to.an.increment..of.1.in.NA.and.NB,.so.the.number.of.reflections.can.be.determined.without.ambiguity.to.verify.the.validity.of.the.principle,.mirror.A.was.fixed.to.a.calibra-ted.“nano-angle.generator”.built.for.this.purpose.(NAG,.see.fig.3)..this.is.made.by.a.rotating.arm.pivoting.on.an.elastic.hinge.which.is.placed.in.rotation.by.a.calibrated.piezo-capacitive.transducer..the.generator.has.a..50.µrad.full.scale.angle.with.an.uncertainty.of.50.nrad.and.a.resolution.of.the.order.of.few.nradians..

Figure Top (A) and side (B) view of the NAG. In B is visible the fulcrum made with an elastic hinge and the piezo-capacitive transducer in contact with a ceramic sphere.

ResultsAs.described.above,.to.characterize.the.angle.amplifier.(AA),.one.of.the.two.mirrors.has.been.fixed.to.the.calibrated.nano-angle.generator.(NAG)..As.a.term.of.comparison,.a.precision.autocol-limator.developed.at.NIst.(ACNIst).is.placed.in.front.of.a.second.mirror. fixed. to. the. same.NAG.and. the. two.measurements. are.recorded.together..the.NAG.was.used.to.characterize.the.instru-ments.in.terms.of.full.scale.capability,.sensitivity.and.linearity..In.fig.4.the.sensitivity.curves.of.the.two.instruments.are.shown..It.is.evident.that.the.linear.region.of.the.AA.exceeds.±.10”.(approx..±.50.µrad).while.the.one.of.the.ACNIst.is.less.than.±.2”.(approx..±10.µrad).

Figure Calibration and comparison of the angle amplifier AA (thicker negative slope curve, right scale) and the ACNIST (oscillating curve, left scale) with the NAG.

to.characterize. the. instrument. in. terms.of. the.smallest.measu-rable.rotation.we.need.to.compare.the.sensitivity.and.the.noise...once.found.the.maximum.gain.configuration,. the.sensitivity.s,.expressed.in.V/rad,.is.obtained..by.measuring.the.ratio.between.the.output.voltage.variations.and.the.known.rotation..given.to.mirror.A.by.means.of.the.NAG,.i.e.:.the.derivative.of.the.central.part. of. the. curves. of. fig.. 4.. A. FFt. analyzer. has. been. used. to.measure. the.noise.density. spectrum.of. the.output. signals..the.noise. spectral. density. in. V/√Hz. units. is. eventually. divided. by. s.to.obtain.the.spectral.density. in.rad/√Hz..this. last.will.allow.to.


t


calculate.the.ultimate.measurable.angle.on.a.given.bandwidth..Fig. 5. shows. the. angular. noise. spectral. density. in. obtained. for.the.AA.and.for.the.ACNIst.(not.in.the.same.scale):.the.dashed.lines.indicate.for.both.measurements.a.noise.density.level.equi-valent.to.100.prad/√Hz..Although.the.system.is.placed.on.an.air.damped.optical.table.in.a.particularly.stable.laboratory,.for.both.instruments.the.residual.noise.spectral.density.is.limited.by.the.re-sidual.vibrations.and/or.acoustic.noise.of.the.environment....this.is.evident.by.looking.at.the.spectra.of.fig.6.where.are.shown.the.accelerations.and.the.acoustic.pressure.measured.in.proximity.of.the.two.instruments:.features.of.both.curves.can.be.recognized.in.the.spectra.of.fig.5....

Figure Angular noise spectral density of the ACNIST (upper curve) and of the

AA (lower curve) not in the same scale. The dashed line represent a noise density

reference level corresponding to 100 prad/√Hz.

Figure Acoustic noise (lower curve) and acceleration (upper curve) spectral densities measured in proximity of the device. The main peaks of both spectra are visible in the angular sensitivity spectra of the two instruments.

ConclusionsA.method.to.measure.very.small.rotations.based.on.the.angle.am-plification.experienced.by.a.ray.which.is.reflected.between.two.quasi-parallel.mirrors.has.been.presented..the.method.is.simple.and.allows.high.angular.sensitivities.to.be.obtained.without.the.need.of.ultrastable.mechanical.structures,.since.the.sensitive.area.is.very.compact..A.noise.limited.sensitivity.better.than.0,1.nrad.has.been.demonstrated..Besides.the.obvious.applications.in.the.field.of.angle.metrology,.it.is.expected.that.the.technique.can.find.applications. in. all. the. experiments. where. a. very. small. rotation.must.be.measured.and/or.controlled.

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ContactsMarco Pisani Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica, INRIMStrada delle Cacce, 73 10125 Torino Italy e-mail: [email protected]



Shape memory Actuators for Automotive ApplicationsFrancesco Butera, Alberto Coda, Giorgio Vergani SAES Getters S.p.A

IntroductionModern.cars.feature.an.increasingly.high.number.of.automatic.or.intelligent.functions.tied.to.vehicle.and.engine.control,.passenger.safety.and.comfort..For.this.reason,.the.vehicle.is.equipped.with.more.and.more.sensors,.actuators.and.microchips.which.account.for. a. major. part. of. the. weight. and. volume. of. vehicle. compo-nents..this.is.confirmed.by.the.fact.that.new.car.models.usually.weights.more.than.the.previous.ones.this. increasingly.market. trend. towards. ever. higher. “functional.density”.and.development.of.“smart.vehicles”.will.have.to.con-tend.with.restrictions.on.available.space.and.allowable.costs..For.this.reason,.research.must.be.concentrated.on.enabling.techno-logies. to. make. these. compatible. with. automotive. component.development.[1].Considerable.progress.has.been.made.in.this.direction.thanks.to.integration.and.miniaturization.of.sensors.and.control.electronics.and. implementation. of. intelligence. stemming. from. the. use. of.integrated.micro-controllers.and.specific.software..However,.de-velopment.of.actuators.and.transducers.for.control.of.mechanical.systems.is.lagging.behind..today,.the.more.than.sixty.actuators.on.a.vehicle.are.implemented.exclusively.with.conventional.electro-magnetic.motors.and,.in.many.cases,.are.certainly.not.optimized.for.weight,.volume.and.reliability..Use.of.“smart.materials”.for.actuation. represents. an. excellent. technological. opportunity. for.development.of.electro-mechanical.components.for.the.vehicle..In.particular,.the.typical.characteristic.of.“smart.materials”.pro-motes.development.of. simple,. very. compact,. reliable.actuators.that. can. be. integrated. in. the. components. or. in. the. structures.thus.transforming.these.from.static. to.dynamic.or,. in.some.ca-ses,.adaptive.as.they.can.react.directly.to.environmental.stimuli..Component.makers.can.therefore.use.smart.materials.to.simplify.products,.to.add.new.functions,.to.upgrade.performance,.to.im-prove.reliability.and.to.reduce.component.cost.accompanied.by.a.significant.reduction.in.mechanical.complexity.and.size.this.paper.investigates.the.possibility.of.using.shape.memory.ac-tuators.for.automotive.components..After.establishing.the.opera-ting.specifications.of.the.automotive.components,.certain.design.criteria.will.be.defined.for.the.construction.of.shape.memory.ac-tuators.for.the.vehicle..

Shape memory actuators towards vehicle applicationsAlthough.smart.materials.have.many.possible.applications,.those.that.improve.comfort.and.convenience.are.characterized.by.the.

best.short-term.prospects.[2]..one.of.the.main.areas.of.interest.is.that.of.actuators.the.actuators.present.on.a.car.can.be.divided.generally.into.three.categories:1).low.power.actuators.for.comfort.and.bodywork.functions2).high.power.vehicle.control.actuators3).high.frequency.engine.control.actuators.

Figure 1

representing.the.three.areas.corresponding.to.the.three.catego-ries.and.plotting.the.characteristics.of.the.main.smart.materials.on.these,.it.can.be.seen.that.some.of.these.can.be.considered.for.development. of. automotive. actuators.. In. particular. low. power.actuators. intersect. the. electro-magnetic. technology. area. but.most.of.this.is.also.covered.by.shape.memory.technology..therefore,. shape.memory.actuators. represent. an.alternative. to.electro-magnetic.actuators.in.the.area.of.comfort.and.bodywork.components..Figure.1.shows.the.main.actuators,.divided.accor-ding.to.category.of.use,.whose.characteristics.are.within.the.area.covered.by.sMA.As.they.react.to.heat.stimuli,.sMAs.are.by.definition.slow.actua-tors. (frequency. response. is.usually.below.2.Hz).and. the.move-


t


ments.that.can.be.obtained.are.typically.linear.or.angular..the.most. interesting.actuation. functions.are. those. referring. to.components.used.occasionally.with.non-rotary.movements,.such.as.for.example.rear-view.mirror.folding.or.movement.of.the.cli-mate.control.flaps.for.air.flow.adjustment.

Shape Memory Components Characterizationthe.equiatomic.system.Niti.has.over.the.years.established.as.a.standard.alloy.covering.a.wide.range.of.application.requirements.[3]. the majority of ca. 90% of all shape memory applications3]. the majority of ca. 90% of all shape memory applications]. the majority of ca. 90% of all shape memory applications.. the.majority.of. ca..90%.of.all. shape.memory.applications.make.use.of.Niti.pure.binary.alloy.system..Niti.shows.the.best.combination.of.properties,.especially.in.terms.of.the.amount.of.work.output.per.material.volume.and.the.large.amount.of.recoverable.strain..the.obvious.simplicity.of.mechani-cal. design. and. minimum. number. of. moving. parts. is. amazing.for.an.actuator...In.particular,.the.mechanically.stabilized.binary.Niti.smartflex.wire.actuator.shows.a.very.sophisticated.profile.of.properties.that.can.be.examined.in.depth,.in.order.to.design.the.actuator.so.that.the.functional.properties.of.the.material.can.be.optimized.and.fully.exploited..the.thermo-mechanical.properties.of.Niti.wire.are.investigated.and.measured.by.several.methods..the.most.common.and.useful.tests.will.be.described.here.below.for.a.commercially.available.wire.called.smartflex.76,.which.is.a.76.µm high temperature Niti shape memory wire.µm high temperature Niti shape memory wire.m.high.temperature.Niti.shape.memory.wire.

HysteresisIn.this.test,.the.wire.is.subjected.to.a.constant.load.and.its.defor-mation.is.measured.during.a.controlled.temperature.profile.in.an.environmental.cell..Figure.2.shows.the.test.output.for.smartflex.trained.wire.for.actuators.under.constant.stress.of.300.MPa...As.it.can.be.seen.from.the.graph,.some.important.information.can.be.gathered,.such.as.the.maximum.stroke.(difference.in.wire.length.between. the.cold.shape.and. the.hot. shape).and. the. transition.temperatures.(Ms–martensitic.start.and.As-austenitic.finish.of.the.direct.and.reverse.phase.transformation)..Most.often,.the.transi-tion.temperatures.are.determined.using.the.tangent.method.[4].[4].4].]...In.the.following.curve.the.maximum.stroke.of.the.wire.is.around.5%,.Mf.at.65.°C.and.As.at.96.°C.

Figure 2 Constant load test on Smartflex 76 shape memory wire.

the.applied.load.is.an.important.factor.affecting.wire.performan-ces.as.shown.in.Figure.3:.

Figure Transition temperatures under different loads.

the.Martensite.(M)-Austenite.(A).transformation.temperatures.in-crease.with.load.as.one.can.also.expect.from.a.modified.Clausius-Clapeyron.equation.[5]:[5]:5]:]::

In.actuators,.wire.deformation.is.kept.below.the.maximum.stroke,.since.it.is.well.known.that.the.smaller.the.application.strain.is,.the.longer.the.wire.lifetime;.so.showing.a.large.recoverable.strain.is.a.very.important.parameter.for.a.sMA.wire.wire.transformation.temperatures.are.of.course.fundamental.pa-rameters.to.measure,.know.and.control.[6]: in the case of wire[6]: in the case of wire6]: in the case of wire]: in the case of wire:. in.the.case.of.wire.actuated.by.Joule.effect,.reverse.transition.temperatures.concern.the.needed.actuation.current.and.time..Also.the.A-M.transition.temperatures.are.very.useful.to.determine.the.system.speed.for.recovering.the.cold.shape,.once.the.electrical.feeding.is.removed..A.limitation.for.usage.of.Niti.wire.is.the.relatively.low.transforma-tion.temperature,.which.makes.applications.with.environmental.temperatures.above.80.°C.fairly.critical:.if.the.environmental.tem-perature.increases.above.this.value,.the.sMA.wire.does.not.fully.recover.the.initial.shape,.so.that.a.certain.strain.deficit.accumu-lates.over.the.number.of.cycles..of.course.this.can.be.healed.by.just.one.cycle.at.lower.temperatures,.but.it.certainly.can.lead.to.functional.problems.during.application.transition.temperatures.could.be.obtained.also.from.DsC.or.re-sistivity.test;.DsC.has.the.advantage.of.a.high.sensitivity.for.the.detection.of.different.phases;.unfortunately.since.the.sample. is.analyzed.without.load,.it.does.not.provide.information.about.the.transition.temperatures.in.actuation.conditions.(i.e..under.an.ap-plied.stress).the.main.problem.related.with.the.hysteresis.test.is.the.duration.(a.single.cycle.between.15.and.150.°C.at.a.rate.of.1.°C/min.lasts.more.than.4.h)..Another.problem.is.the.maximum.usable.length:.



in.a.typical.hysteresis.system.only.samples.of.about.100-150.mm.can.be.analyzed..For.this.reason,.sAes.Getters.s.p.A..has.devel-oped.and.patented.[7] a new characterization method in which[7] a new characterization method in which7] a new characterization method in which] a new characterization method in which.a.new.characterization.method.in.which.the.quality. control.on. the. total. length.of. the.produced.wire. is.possible.. this. equipment.will. enable. an.on-line.100%.product.quality.control.to.measure.and.guarantee.Niti.wire.thermo-me-chanical.properties.

Fatigue life testAnother. very. important. feature. that. defines. the. wire. suitabili-ty.for.a.specific.application.is.the.shape.memory.effect.stability.during.cycling..thus,.a.fatigue.life.test,.in.which.the.wire.is.su-bjected.to.electrical.actuation.cycles.under.an.applied.constant.load,.is.fundamental.in.the.characterization.of.sMA.wires.to. do. this,. the. wire. is. hanged. with. a. weight. clamped. at. the.bottom.end. (Fig..4).and.thermally.cycled.by. Joule.effect.under.a.constant.load..In.this.test.the.heating.of.the.wire.can.be.very.fast.(typically.less.than.1.second).and.the.stroke.is.fixed.so.that.a.position.sensor.can.stop.the.current.passage.once.this.value.is.reached..this.gives.the.possibility.to.investigate.the.fatigue.wire.behavior.in.a.very.wide.range.of.operating.conditions,.being.the.lifetime.strongly.dependent.upon.the.heating.current,.actuation.time,.applied.load,.and.required.stroke.Different.configurations.and.conditions.can.be.set.for.the.analy-sis:.one.can.observe.the.largest.stroke.setting.a.constant.actua-tion.time.high.enough.to.assure.the.M-A.transition.to.comple-tely.take.place..otherwise,. it. is.possible.to.carry.out.the.test. in.constant.run.condition.(generally.closer.to.the.application.con-ditions)..one.can.also.control.actuation.by.the.electrical.feeding.conditions.(constant.I.or.V)..

Figure

Given.the.test.parameters.and.configuration,.the.total.number.of.thermal.cycles.is.a.customer’s.typical.specifications.(in.the.order.

of.104.–.105.cycles).that.must.be.respected.Investigations. about. the. wire. stability. during. cycling. mean. the.observation.of.how.can.change.the.previously.mentioned.quanti-ties.(like.stroke.and.actuation.time).during.the.wire.life..

For.example.smartflex.76µm.shape.memory.wires.have.been.te-sted.by.using.a.current.of.about.170.mA.under.a.constant.load.of.150.gr..(325.MPa).and.controlling.the.stroke.to.1%..Under.these.operating.conditions,.the.samples.have.survived.longer.than.106.cycles.

Functional characterizationBy.using.the.same.equipment.shown.in.Figure.4,.it.is.also.possible.to. carry. out. “one-shot”. cycles. to. assess. the. effect. of. current,.applied.load.or.fixed.stroke.to.the.actuation.profile:.this.enables.development.of.tailored.wire.actuation.conditions.Figure.4.shows.the.actuation.times.and.stroke.of.smartflex.76.as.a.function.of.the.feeding.current,.by.controlling.the.stroke.at.2%..For.current.lower.than.150.mA.the.wire.is.not.able.to.achieve.the.fixed.stroke..on.the.other.hand.above.180.mA,.the.actuation.is.so.fast.that.the.wire.acceleration.cannot.be.exactly.controlled.by.the.position.sensor,.due.to.its.slower.response.time..

Figure Actuation times and strokes of Smartflex 76 using different heating currents.

such.a.work.is.very.important.since.it.allows.exploitation.of.the.material.performances.at.best.and,.through.an.appropriate.desi-gn,.adapts.them.to.a.very.wide.range.of.industrial.and.automo-tive.applications.

Design process of a shape memory vehicle componentAccording. to. the. design. approach. described. in. the. paragraph.above,.the.first.step.in.developing.a.component.activated.by.sha-pe.memory.actuators.optimized. in. terms.of.performance,. size,.cost.and.reliability,.is.functional.analysis.and.definition.of.the.spe-cifications.as.a.function.of.the.system..After.defining.the.functional.specifications.of.the.system,.the.al-loy.is.selected.and.the.active.element.is.designed..According.to.force,.movement.and.number.of.cycles.required,.the.voltage.and.deformation.values.of.the.material.are.established.in.the.marten-


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sitic.and.austenitic.phase.and,.using.the.λ−λ.diagram.in.the.two.phases.of.the.alloy.considered,.the.load.history.of.the.actuator.is.reconstructed.and.any.preload.parts.are.scaled.Figure.6.shows.an.example.of.the.design.of.an.sMA.element.with.a.preload.spring..As.can.be.seen,.the.element.is.deformed.up.to.3.5%.by.the.spring.in.the.martensitic.phase.with.an.initial.stress.of.around.110.MPa..During.heating,.the.element.transforms.into.the. austenitic. phase. following. the. characteristic. of. the. spring.and.recovering.its.initial.deformation.(minus.a.small.fraction.due.to.the.elasticity.of.the.austenite)..once.transformation.has.been.completed,.final.stress.will.be.around.210.MPa..During.the.pha-se.change.from.martensite. to.austenite,. the.element. is.able. to.develop.a.maximum.force.corresponding.to.the.maximum.level.of.stress.reached.by.the.elastic.zone.of.the.material..this.is.the.maximum.available.force.during.actuation..In.the.cooling.phase,.the.element.is.deformed.again.by.the.action.of.the.spring.which.returns.to.its.initial.condition.ready.for.subsequent.actuation.In. this.way,. the.element. is.designed. safely. to. carry.out. a.high.number. of. cycles. before. reaching. yield. point. and. mechanical.breakage.

Figure Design example of a shape memory element with a bias spring.

once.the.material.has.been.selected.and.the.actuator.element.designed.the.Niti.component.is.characterized..this.phase.will.be.used. subsequently. to.design. the.control. electronics.of. the.ele-ment.the.next.step.in.integrating.the.sMA.element.in.the.component.is.perhaps.the.most.critical.in.the.process.of.developing.a.shape.memory.actuator..As. regards.mechanical. fastening,.alteration.of. the. thermal.and.mechanical.conditions.of. the.element.must.be.avoided.so.that.critical.conditions.do.not.occur,.such.as.the.presence.of.concen-trated.stress.or.inefficient.heat.exchange.between.the.sMA.ele-ment.and.the.environment..At.the.moment.the.best.method.of.fastening.is.still.mechanical.crimping.

Electronic driverto.obtain.the.performance.levels.required.and.to.guarantee.long.service.life.of.the.device,.drive.electronics.able.to.provide.the.right.levels.of.power. for.heating.of. the.shape.memory.element.and.to.control.actuation.of.this.must.be.developed..For.this.second.purpose,. normal. component. feedback. control. systems. which,.according.to.mechanical.output,.control.the.electric.power.provi-ded.in.feedback,.are.able.to.control.transformation.of.the.shape.memory.alloy,.avoiding.in.particular.overheating.of.the.material.which.could.be.fatal.for.the.actuator..As.regards.power.levels,.it.is.much.more.difficult.to.obtain.simple,.low.cost.stages.able.to.provide.current.to.sMA.elements.as.these..elements.usually.have.very.low.electrical.resistance.(from.a.few.mΩ.to.a.few.Ω).there. seem. to. be. two. more. interesting. solutions. to. solve. this.problem.in.the.case.of.application.on.the.vehicle:.1..Pulse. control. of. the. current. on. the. sMA. element. using. a.

MosFet2..Induction.heating.of.the.sMA.element.

Car components based on shape memory actuatorstoday,.a.fully-equipped.car.has.around.sixty.electro-magnetic.ac-tuators.. some. of. these. could. be. replaced. with. shape. memory.actuators. to. achieve. movement. optimization. and. reduction. of.size.and.cost..Figure.7.shows.potential.applications.of.sMA.ac-tuators.on.vehicles.these.prototypes.work.with.different. shape.memory.elements,.such.as.wires. in. tensile.or. in. torsion.modes,. strips. in.bending,.helical.springs.in.compression.or.in.extension.mode.

Figure 7 Potential vehicle application for shape memory components.

the. typical. requirements. of. automotive. components. are. very.demanding.for.performance.and.reliability. [9]..this.component.checking.process.is.very.stringent.and.often.makes.it.difficult.to.introduce.new.devices.in.the.car,.in.particular.in.the.case.of.new.emerging.technologies..However,.it.also.stimulates.development.of.new.materials.able.to.meet.the.specifications.required.

Table 1. Typical requirements of automotive components.

Typical automotive requirement for low power actuatorsOperating voltage 12 VDC +/- 4 VDCOperating temperature -40 ÷ +85 °CNumber of cycles 10k ÷ 100kRelative humidity 95 % @ +65 °C for 100 hoursVibration 50 ÷ 2000 Hz, 4 ÷ 10g RMS



table.1.indicates.the.main.specifications.that.an.automotive.com-ponent.must.comply.with..the.most.critical.points,.to.be.monito-red.for.development.of.new.actuators,.in.particular.those.based.on.shape.memory.materials,.are.the.following:•. operating.temperatures•. fatigue.and.number.of.cycles.•. long-term.stability.of.mechanical.characteristics.

As.far.as.temperature.is.concerned,.shape.memory.alloys.availa-ble.at.the.moment.on.the.market.show.a.maximum.Ap.of.100.°C.. However,. because. of. the. high. level. hysteresis. involved. the.reverse.temperature.(Mp.–.Martensite.peak),.which.permits.reco-very.of.the.actuator.after.completion.of.the.movement,.is.below.80°C.at.maximum..this.means.that.these.materials.can.be.used.in.actuators.that.normally.operate.below.80.°C..this.factor.limits.the.potential.field.of.application.of.sMA.alloys.in.automotive.ap-plications..sAes.already.started.experimental.activities.to.develop.high.temperature.shape.memory.alloys.with.the.transformation.cycle.above.100.°C.As.far.as. fatigue.and. long-term.stability.of.shape.memory.ma-terials. are. concerned,. an.appropriate.device.design. can.deliver.extended.lifetime.

In.the.case.of.shape.memory.actuators.or,.more.generally,.those.based.on. smart.materials,. considering.only. these. specifications.and.tests.is.restrictive.and.it.would.be.preferable.to.assess.func-tional.performance.at.system.level.

Electrically-controlled SMA actuatorstoday’s.vehicles.are.characterized.by.an.ever.increasing.number.of.electric.actuators.for.functions.tied.not.only.to.vehicle.and.en-gine.control.but.also.to.occupant.compartment.comfort.and.sa-fety..In.this.area,.research.is.focused.on.developing.miniaturized.systems.able.to.increase.functional.density.with.minimum.impact.on.component.size.and.weight..Considerable.progress.has.been.made.in.this.direction.both.by.electronics.and.sensors,.in.particu-lar.with.the.development.of.digital.systems.and.MeMs..However,.the.same.cannot.be.said.for.the.actuators.which.still.account.for.most.of.the.size,.weight.and.cost.of.the.components..this.sector.of.research.can.therefore.be.expected.to.play.a.strategic.role.in.the. next. few. years. and. shape. memory. materials. will. certainly.be.one.of.the.most.valid.alternatives.to.current.electro-magne-tic.motors. in.particular,.as. indicated.above,.as. regards.comfort.and.bodywork.functions..sMA.actuators.permit.linear.or.angular.movements.without.using.external.mechanisms,.assuring.silent.functioning.and.very.limited.size.

Summarytoday,.when.developing.a.vehicle,.digital.electronics.and.softwa-re.are.tending.to.replace.the.mechanics.and.hardware..there.are.however. certain. functions. that. need. to. translate. info. received.

from.the.“electronic.brain”.into.mechanical.action:.applications.can.be.in.vehicle.control.as.well.as.in.occupant.comfort.and.sa-fety..smart.materials.will.play.an.important.role.in.the.next.few.years.in.the.development.of.high.power.density.micro-actuators;.shape.memory.materials.are.one.of.the.most.promising..Future.evolution.can.be.described.according.to.progressive.pha-ses,.involving.different.levels.of.integration.and.therefore.compo-nent.redesign..the.first.step.involves.a.single.actuator.that.repla-ces. traditional.motors..subsequent.developments.are.based.on.sMA.elements.integrated.in.components,.with.partial.redesign,.up.to.and.including.new.disappearing.actuators.embedded.in.the.composite.matrix.which.involves.complete.redesign.of.the.com-ponents.without.any.external.mechanisms.or.moving.parts.the.last.solution.in.particular.represents.a.major.breakthrough.in.the.concept.and.design.of.automotive.components.saes.Getters.s.p.A..manufactures.shape.Memory.Alloy.componen-ts.(wire,.springs,.etc.).in.vertically.integrated.manufacturing.lines:.particular.emphasis.is.focused.on.quality.control,.mass.production.and.development.of.new.alloys.and.processes.sAes. Getters. s.p.A.. is. also. active. in. supporting. final. customer.development.of.shape.memory.alloy.based.device.for.industrial.application..

references[1] C. E. Borroni-Bird, Smarter vehicles, SPIE proceedings, (1997).[2] N. I. Gaston Festa, Smart materials technology map, SRI Consulting, (2000).[3] H. Funakubo, Shape Memory Alloys, Gordon and Breach Science Publisher,

(1987).[4] H. Luo et al., Proceedings of SPIE, Vol. 4934, (2002), 226-233.[5] M. Mertmann et al., Proceedings of ACTUATOR 2002, (2002).[6] K. Otsuka, C.M. Wayman, “Shape Memory Materials”, Cambridge University

Press, (1998), 149-177.[7] International Patent Application No. WO2005/106441.[8] G. Alacqua et al, Proceedings of ACTUATOR 2000, (2000).[9] D. J. Leo et al., Vehicular applications of smart material systems, SPIE

proceedings, (1998).

ContactsFrancesco ButeraSAES Getters S.p.A, Viale Italia 77,20020 Lainate (Milano), Italye-mail: [email protected]


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An overview of the Integrated Project Nanoker “Structural ceramic nanocomposites for top-end functional applications”Laura montanaro (1) and Teodoro Valente (2)(1) Politecnico di Torino, INSTM Reference Centre LINCE on Ceramics Technology and Engineering(2) Università di Roma La Sapienza, INSTM Reference Centre on Engineering of Surface Treatments

Introductionthe.main.objective.of.the.Integrated.Project.NanoKer.is.to.find.ceramic.material.solutions.which.allow.the.industrial.application.of.knowledge-based.nanoceramics.and.nanocomposites.for.top-end.functional.and.structural.applications..the.industrial.exploi-tation.of.nanostructured.ceramics. rely. to. the. successful. conso-lidation. of. these. materials. which. preserve. their. nanostructure..traditional.processing.techniques.still.show.strong.limitations.in.retaining. conventional. nanoparticles. as. the. starting. materials..therefore,.in.addition.to.new.material.solutions,.the.full.added-value.chain.of.ceramic.manufacturing.has.to.be.revisited.the.final.application.of.this.new.generation.of.ceramic.compo-nents.will.be.achieved.through.appropriate.selection.and.design.of.the.microstructures.by.the.material.scientists,.combined.with.adequate.device.concept.design.made.by.the.material.engineers.plus.the.development.of.appropriate.manufacturing.technologies.enabling.cost-effective.industrialization..the.technological.objec-tives.and.expected.breakthroughs.of.IP.NANoKer.will.consist.of.new.multifunctional.materials.with.outstanding.hardness,.fractu-re.resistance.and.fracture.toughness.operating.in.chemically.and.physically.aggressive.environments,.and.of.new.multifunctional.materials.processed.into.knowledge-based,.industrially.applicable.nanoceramics.and.nanocomposites.with.added.multifunctiona-lity,.e.g..biocompatible.functions.and.very. long. lifetime,.optical.properties,. tribochemical. functions.and.excellent.electrical. con-ductivity,. nanostructured. coatings. with. tribological. and. barrier.functions,.etc..IP.Nanoker.is.carrying.out.research.activities.in.many.strategic.fiel-ds.of.industrial.application,.such.as.Hip,.knee.and.dental.implants.with. life. spans. superior. to. the.actual.ones;.new-concept.bone.substitutes;. radiation. windows. for. satellite. guidance;. satellite.mirrors.with.high.stability.and.reduce.surface.roughness;.polycry-stalline.lasers.of.high.efficiency;.components.and.nanostructured.coatings.for.engine. in.aeronautics;.conductive.nanoceramics.to.be.machined.by.eDM. technologies;.metal-ceramic.materials.of.extreme.hardness.for.cutting.tools.and.finally.high-creep.resistant.ceramic.nanocomposites.

22. european. Partners. are. involved. in. this. project,. and. 5. of.them.are. Italian,. precisely.Avio. s.p.A.,.Colorobbia. Italia. s.p.A.,.Consorzio.Interuniversitario.Nazionale.di.scienza.e.tecnologia.dei.Materiali.(INstM),.Istituti.ortopedici.rizzoli,.wright.Medical.Italy..Further.details.on.IP.NanoKer.project.are.collected.on.the.weB-site:.http://nanoker-society.org..this.paper.mainly.deals.with.the.activities. performed. by. the. research. Units. of. the. Consortium.INstM.in.the.frame.of.this.IP.project.

Role of the Consortium INSTMestablished.in.1992.as.a.Consortium.of. Italian.Universities.with.the.goal.to.promote.research.activities. in.the.field.on.Materials.science. and. technology,. nowadays. INstM. groups. 45. Italian.Universities. and. is. an. original. researchers. bottom-up. aggrega-tion..the.role.of.INstM.in.IP.NanoKer.concerns.innovative.synthe-sis.of.ceramic.nanocomposites.by.wet.chemical.routes;.set-up.of.forming.and.natural.sintering.for.massive.and.porous.componen-ts;.thermal.spraying.processes.based.on.plasma.and.combustion.methods;.process.modelling.by.FeM-based.codes,.CFD.codes.and.Fortran-based.proprietary.codes;.development.of.methodologies.for.nano/microstructural.characterization.of.materials.and.analy-ses.of.nanostructure/microstructure/properties/performances.cor-relations,.aimed.at.modelling.and.simulating.the.behaviour.in.ser-vice,. the. reliability.and.degradation.modalities..some.examples.of.research.activities.performed.by.the.Consortium.INstM.in.the.frame.of.the.IP.NanoKer.are.briefly.summarised.below.

Ceramic oxide-oxide nanocomposites developmentthe. research.aim. is. to.develop.micro-nano.and.nano-nano.alu-mina-based. composites,. in. particular. yttrium-aluminium. garnet.(YAG)–alumina. nanocomposites. which. are. promising. materials.for.optical,.electronic.and.structural.applications..INstM.research.units.are.involved.in.the.wet.chemical.synthesis.of.nanocomposi-tes.powders.whose.full.densification.as.a.nanoscaled.material.is.pursued.by.using.conventional.sintering.routes.coupled.to.parti-cular.mechanical.and/or.thermal.powder.pre-treatments..one.of.the.main.results.up.to.now.achieved.is.the.production.of.an.alu-



mina-YAG. (50.vol%).nano-nanocomposite.material.by.coupling.an.optimised.powder.pre-treatment. to.an.extensive.mechanical.activation,.performed.by.a.conventional.wet.milling.(1-2)..the.set-up.of.this.procedure.allowed.the.Consortium.INstM.to.deposit.an.Italian.Patent.and.now.an.european.Patent.is.pending.(3)..After.that.powder.compacts.fully.sintered.(>98%).at.very.low.sintering.temperature,. ranging. between. 1370. and. 1420°C.. As. a. conse-quence,.a.very.fine.microstructure.was.obtained.in.which.λ-alumi-na.and.YAG.grains.were.lower.than.300.nm.in.size.(Fig.1).(4).

Figure 1 SEM and TEM micrographs of a 50 vol% alumina-YAG composite, after natural sintering.

Synthesis of pure YAG nanopowdersAlthough. a. lot. of. investigations. on. pure. alumina. preparation.have.underlined.the.strong.influence.of.some.process.parameters.(temperature,.pH,.rate.of.addition.and.nature.of.the.precipitation.agent).on.the.phase.evolution.and.on.the.properties.of.the.syn-thesized.alumina,.when.wet.chemical.syntheses.and.particularly.precipitation.are.used,.similar.studies.on.pure.yttrium-aluminium.garnet.(YAG).were.lacking.in.the.literature..YAG.powders.were.therefore.synthesized.using.a.reverse-strike.precipitation,.by.ad-ding.an.aqueous.solution.of.yttrium.and.aluminium.chlorides.to.dilute.ammonia.while.monitoring.the.pH.to.a.constant.value.of.9..After.precipitation,.the.gelly.product.was.washed.several.times;.precipitation.and.washing.procedures.were.performed.at. three.different.temperatures,.namely.at.5,.25.and.60°C..After.drying,.the.powders.were.calcined.at.different.temperatures.and.times..Phase.evolution.was.investigated.by.X-ray.analysis;.the.evolution.of. crystallites. formation. and.growth. as. a. function.of. the. tem-

perature. was. followed. by. teM. observations. (Fig.. 2).. From. this.investigation.it.was.possible.to.demonstrate.a.relevant.influence.of. the. coprecipitation. temperature. on. the. phases. appearance,.crystallisation.path.and.final.homogeneity.of.these.powders.(5).

Figure 2 TEM micrographs of YAG powder synthesized at 25°C: (a) just dried at 60°C (bright field), (b) pre-treated at 950°C (dark field) and (c) at 1350°C for 30 min (dark field). (d) High-resolution TEM image of the same powder pre-treated at 850°C


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New scaffolds for bone substitution based on hydroxyapatite (HAp) nanopowdersthis.activity.is.aimed.at.finding.possible.solutions.for.the.increa-sing.need.for.advanced.ceramic.scaffolds.for.bone.substitution,.showing.improved.mechanical.performances.and.biological.pro-perties.in.terms.of.cell.adhesion.and.bone.ingrowth..one.of.the.major.objectives. is. to.achieve.a.suitable.control.of. the.porosity.features.in.terms.of.total.porosity,.pore.size.distribution,.pore.di-stribution.from.the.surface.to.the.bulk.of.the.component.from.the.nano.up. to. the.micro-scale.. to. reach. this. goal,. first. of. all,.it. is. necessary. to. produce. and. characterize. HAp. nanopowders.and. then. to. control. their. sintering. behaviour. in. order. to. con-trol.the.final.nano-microstructural.features..Hydroxyapatite.(HAp).nanopowders.were.synthesised.following.different.precipitation.routes.and.the.pivotal.role.of.the.type.of.the.preparation.process.on.the.thermal.stability.of.HAp.powders.as.well.as.on.their.sin-tering.behaviour.and.final.fired.microstructure.(Fig.3).was.clearly.pointed.out.during.the.preliminary.study.through.nanostructured.scaffolds.(6).

.

Figure HAp materials prepared by precipitation (a) from calcium hydroxide and phosphoric acid solution and (b) from calcium nitrate and diammonium hydrogen phosphate solutions, and then sintered at 1050°C for 3 hrs.

Thermal spraying of nanostructured powdersthree.main.deposition.methods.are.actually.under.investigation:.high. velocity. oxy-fuel. (HVoF),. high. velocity. suspension. flame.spraying.(HVsFs).and.air.plasma.spraying.(APs),.for.fabrication.of.wear.and/or.high.temperature.resistant.coating.(7-10)..In.the.case.

of.APs. the.materials.under. investigation.are.Al2o3/tio2/Zro2,.Y2o3/Zro2,. Cao/Zro2/sio2,. Cr2o3.. with. respect. to. coatings.fabricated.with.the.same.methodology.but.with.conventional.mi-crostructured.powders.improvements.in.terms.of.microhardness,.fracture.toughness,.wear.resistance.and.thermal.cycling.resistan-ce.have.been.observed..An.example.of.plasma.densified.alumina-titania. powders,. the. corresponding. coating. and. microhardness.values.are.reported.in.Fig.4-6.

Figure SEM images of plasma densified Al2O3/TiO2/ZrO2 powder

Figure Coatings by APS based on Al2O3/TiO2/ZrO2 powders: a) OM cross section; b) SEM images of selected areas.

Figure Vickers hardness (HV – 25 gr) of Al2O3/TiO2/ZrO2 coatings fabricated with different processing parameters compared with value of coatings obtained by standard Al2O3/TiO2/ZrO2 powders (AT_std)



even. in. the. case. of. wC-Co. HVoF. coatings,. improvements. in.terms.of.fracture.toughness,.microharndess.and.wear.resistance.have.been.observed.. In.both. cases,. a. strict. control.of. spraying.temperature.distribution,. injection.properties.as.well.as. jet.pro-perties.is.required.in.order.to.retain.nanostructured.areas.inside.the.coatings..For.this.reasons.an.off-line.modelling.procedure.of.the.jet.and.of.the.particle-jet.interactions.has.been.developed.to.address.processing.parameters.optimization.(Fig..7).

Figure 7 Example of CFD modelling for an HVOF torch: a) temperature distribution in the combustion chamber; b) contour of Mach number at the barrel exit; c) spray pattern traced by particles temperature.

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ContactsLaura MontanaroPolitecnico di TorinoTel.: +39 011 5644680e-mail: [email protected] ValenteUniversità di Roma La SapienzaTel.: +39-06-6892568e-mail: [email protected]


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Design and Development of Advanced Nanosensors and Nanochips for Human Health and Food Safety*

maria Staiano, Vincenzo Aurilia, Tullio Labella, Pierangelo orlando, mosè rossi, and Sabato D’AuriaLaboratory of Molecular Sensing, Istituto di Biochimica delle Proteine, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Napoli, Italy

IntroductionFor.many.decades,. scientists.have. recognized. the.power.of. in-corporating.biological.principles. and.molecules. into. the.design.of.artificial.devices..Biosensors,.an.amalgamation.of.signal.tran-sducers.and.biocomponents,.play.a.prominent.role.in.medicine,.food.and.processing-technologies. (1)..Fluorescence.detection. is.the. dominant. analytical. tool. in. medical. testing,. biotechnology.and. drug. discovery.. starting. in. 1980s. fluorescence. probes. for.specific.analytes.become.available.(2-4)..some.of.these.sensing.fluorophores.are.relatively.simple,.as.illustrated.by.quinoline.pro-bes.which.are.collisionally.quenched.by.chloride.(5,6)..However,.the.molecular.complexity.of.the.sensors.quickly.increases.if.one.requires.analyte.binding. to.cause.a.spectral.change..For.exam-ple,.the.fluorophores.specific.for.calcium.are.structurally.complex.and.only.a.few.display.spectral.shifts.upon.binding.calcium.(7)..As.consequence,.the.development.of.specific.sensors.for.bioche-mically. relevant.analytes. is. even.more.challenging.. In. fact,. it. is.difficult. to. imagine.how.one.would.design.a.fluorescent.probe.which. specifically. binds.pyruvate,. lactate,. or. creatinine.. even. a.suitable.structure.could.be.designed.and.synthesized,.there.is.no.guarantee.that.the.final.molecule.will.display.a.spectral.change,.adequate.water.solubility,.and.a.suitable.affinity.constant..to.circumvent.these.difficulties.modern.biotechnology.has.resor-ted.to.the.idea.in.using.proteins.and.enzymes.as.components.of.sensors.for.biochemical.analytes. (8)..Detection.of. living.cells.of.Ca++.dependent.changes.in.the.fluorescence.emission.of.an.indi-cator.composed.of.two.green.fluorescent.protein.variants.linked.by.a.calmodulin-binding.sequence.(9)..the.idea.is.to.exploit.ex-tremely.wide.range.of.selective.affinities.sculpted.into.the.various.proteins.by.biological.evolution...the.number.of.potential.ligands.specifically.recognized.by.different.proteins.is.very.large.and.ran-ges. from.small.molecules. to.macromolecules. (including.protein.themselves)..the.advantages.of.using.proteins.as.components.of.biosensors. are. many. and. include. relatively. low. costs. in. design.and.synthesis,.the.fact.that.proteins.are,.at.least.in.general,.solu-

ble.in.water,.and.finally,.with.the.progresses.of.molecular.geneti-cs,.the.possibility.of.improving/changing.some.of.the.properties.of.the.proteins.by.genetic.manipulation..Many.of.the.ligands.that.are.important.in.clinical.medicine.and.in.the.food.control.industry.are.relatively.small.(Mw.up.to.1000)..In.these.cases.the.enzymes.appear.to.be.the.class.of.proteins.endowed.with.the.highest.spe-cificity.and.affinity..other.classes.of.proteins,.such.as.receptors,.transporters,. antibodies. etc.,. often.present. lower. specificity. al-though.they.offer.other.advantages.such.as.the.fact.that.they.can.specifically.recognize.a.wide.range.of.much.larger.ligands..the.widespread.use.of.proteins.as.sensors.depends.on.protocols.to.enhance.stability,.but.an.alternative.method.is.to.use.naturally.thermostable.enzymes.or.proteins. isolated. from.extremophiles..these.macromolecules.have. intrinsically. stable. structural. featu-res,.and.they.can.be.considered.as.ideal.probe.for.the.construc-tion.of.advanced.biosensors..However,. the. use. of. enzymes. as. biosensors. presents. the. disa-dvantage.of.the.substrate.consumption,.which.is.a.disadvantage.in.the.design.of.implantable.clinical.sensors.or.in.biotechnology.assays.In.our.lab.(Figure.1.shows.the.lab.personnel),.we.have.addressed.the.concern.of. the.substrate.consumption.by.using.coenzyme-depleted.enzymes.as.fluorescence.probes.for.the.development.of.an.innovative.class.of.non-consuming.substrate.biosensors..Apo-enzymes.are.still.able.to.bind.the.substrate,.but.not.to.transform.it..Additionally,.the.binding.of.substrates.may.result.in.conforma-tional.changes.which.can.be.easily.detected.by.fluorescence.and/or.polarization.measurements..there.is.a.wealth.of.knowledge.on.enzymes.which.transform.numerous.substances.of.biochemical.interest..Hence,.the.possibility.of.using.inactive.apo-enzymes.as.reversible.sensors.greatly.expands.the.range.of.biochemically.re-levant.analytes.which.can.be.measured.using.proteins.as.sensors...In.addition,.we.have.also.developed.a.fluorescence.platform.of.advanced.methodologies.that.allows.the.study.of.protein-protein.and/or.ligand-protein.interactions.even.at.single.molecule.level..

*These activities are part of the CNR grant “Progettazione e sviluppo di avanzati nanosensori ottici e biochip per la salute e sicurezza alimentare” in the frame of the national project AGP05 “Sicurezza, qualità alimentare e salute” (Project Head Dr. Amedeo Conti) of the Department of Agro-Food, Director Dr. Alcide Bertani



this.capability.in.biophysical.methodologies.together.with.exper-tise.in.protein.biochemistry,.molecular.genetics.and.microbiology.allows.the.research.team.to.challenge.with.cutting-edge.bioche-mical.questions.as.well.as.to.rapidly.answer.to.biotechnological.requests.from.sMes.and.public.institutions

Figure 1 Personnel of the Laboratory of Molecular Sensing (LMS) at IBP, CNR, Naples. Starting from left /rear: Vincenzo Aurilia, Sabato D’Auria, Tullio Labella, Viviana Scognamiglio, Maria Staiano, Luisa Iozzino, Micaela Tartaglia, Antonio Varriale, Paola Ringhieri, Antonietta Pararcino, Roberta Crescenzo. Dr. Pierangelo Orlando is full involved in the Commessa, but he is not present in the picture.

In.this.article.we.will.briefly.review.the.most.recent.and.advanced.applications.of.fluorescence-protein.nanosensors.for.the.sensing.of.analytes.of.high.interest..As.example,.we.have.chosen.to.illu-strate. the.non-consuming. glucose.biosensor. based.on. the.use.of.a.manipulated.glucose.oxidase.as.specific.probe.for.glucose.sensing.

Glucose sensingthere.is.considerable.medical.interest.in.measurements.of.blood.glucose.(10)..Close.control.of.blood.glucose.is.necessary.to.avoid.the. long. term. health. effects. of. diabetes,. which. include. blind-ness.and.neuropathies..As.a.consequence.there.is.a.substantial.world-wide.effort.to.develop.non-invasive.and.minimally.invasive.methods.for.frequent.and/or.continuous.monitoring.of.glucose.in.blood.(11-12)..A.wide. variety.of.methods.have.been. tested,. including.optical.rotation,.near-infrared.absorbance,.raman.scattering,.as.well.as.the.design.and.synthesis.of.glucose-specific.fluorescence.probes.and.resonance.energy.transfer.between.proteins.that.bind.gluco-se.and.acceptor-labeled.glucose.analogues.(13-16)..Proteins.that.bind.glucose.have.also.been.used,.such.as.hexokinases,.glucose.oxidase,.glucose-galactose-binding.protein,.as.probes.to.monitor.the.concentrations.of.glucose.(17-20).. In.the.following.section,.we.will.describe.the.use.of.an.inactive.form.of.a.mesophilic.glu-cose.oxidase.as.non-consuming.sensor.

Glucose oxidase for glucose sensingGlucose.oxidase. (Go). (eC.1.1.3.4). from.Aspergillus.niger. cata-

lyzes. the. conversion. of. λ-D-glucose and oxygen to D-glucono-λ-D-glucose and oxygen to D-glucono--D-glucose. and. oxygen. to. D-glucono-1,5-lactone. and. hydrogen. peroxide.. It. is. a. flavoprotein. highly.specific.for. λ-D-glucose, and is widely used to estimate glucoseλ-D-glucose, and is widely used to estimate glucose-D-glucose,.and. is.widely.used.to.estimate.glucose.concentration.in.blood.or.urine.samples.through.the.formation.of.coloured.dyes..Because.glucose.is.consumed,.this.enzyme.can-not.be.used.as.a. reversible. sensor.. In.order. to.prevent.glucose.oxidation,.we.removed.the.FAD.cofactor.that.is.required.for.the.reaction..the.coenzyme-depleted.enzyme.can.still.bind.glucose.with.an.affinity.comparably.to.the.holo-enzyme..Additionally,.the.tryptophan.fluorescence.of.the.apo-Go.was.sensitive.to.glucose.binding,. resulting. in. a. decrease. of. emission. intensity. of. about.25%..However,.the.intrinsic.fluorescence.intensity.from.proteins.is. usually. not. useful. for. clinical. sensing. because. of. the. need.for. complex. or. bulky. light. sources. as. well. as. for. the. presence.of.numerous.proteins.in.most.biological.samples..In.an.attempt.to.obtain.a.glucose.sensor.with. longer.excitation.and.emission.wavelengths. we. labelled. Go. with. 8-anilino-1-naphthalene. sul-fonic.acid.(ANs).(21)..Figure.2.shows.the.effect.of.the.addition.of.glucose.on.emission.intensity.spectra.of.ANs-labelled.Go.

Figure 2 Emission spectra of 1,8-ANS-apo-glucose oxidase in the presence of different amount of glucose.

the.results.show.that.the.glucose.affects.the.fluorescence.featu-res.of.the.ANs-labeled.Go..In.particular,.the.glucose.addition.re-sults.in.a.decrease.of.the.intensity.and.the.mean-lifetime.of..25.%.and.over.40.%,.respectively,.indicating.the.potential.usefulness.of.the.apo-Go.as.a.glucose.sensor.

Immobilization of macromolecules on a solid support: nanopatterning on porous siliconthe.realization.of.a.biosensor.requires.the.immobilization.of.the.sensing.system,.i.e..the.macromolecule,.on.a.solid.support..the.immobilization.of.biomolecules.on.a.solid.substrate.and.their.lo-


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calization.in.‘‘small’’.regions.are.major.requirements.for.a.variety.of.novel. intriguing.applications,. such.as.bioelectronics,. biosen-sing,. and. other. emerging. interdisciplinary. fields.. In. particular,.scaling.down.to.submicrometre.resolution.opens.the.door.to.the.fabrication.of.completely.new.nanodevices,.e.g..molecule-based.transistors.and.nanosensors..Porous.silicon.(Ps).is.a.silicon.nanosponge.with.three.main.advan-tages.for.the.fabrication.of.biodevices:.the.large.specific.surface.(of.order.of.200.m2.cm-3).(22,.23),.the.biocompatibility.(24),.and.compatibility. with. standard. silicon. technology. (electronics).. In.fact,.in.recent.years.a.lot.of.work.has.been.devoted.to.investiga-ting.chemical.and.biological.applications.of.Ps.technology.(25)..recently,.a.new.methodology.based.based on the electron irra-based.on.the.electron.irra-diation.of.fresh.Ps.in.a.scanning.electron.Microscope.(seM).has.been.reported.(22)..After.rinsing.in.deionized.water.and.drying.under.a.nitrogen.stream,.the.specific.binding.of.proteins.to.the.Ps.irradiated.regions.can.be.observed..this.is.visible.in.the.opti-cal.microscope.image.of.Fig..3(a),.and.it.is.demonstrated.in.Fig..3(b),.where.the.fluorescence.spectra.acquired.from.irradiated.and.non-irradiated.areas.of.the.same.Ps.sample.are.shown,.after.the.addition.of.the.rhodamine-labelled.glucose-binding.protein..

Figure a) Optical microscope image of protein patterns created on a porous silicon surface by electron beam irradiation; b) Fluorescence spectra obtained from two different regions of the same porous silicon sample.

the. strong. interaction. between. proteins. and. irradiated. Ps. has.been. explained. on. the. basis. of. a. previously. described. mecha-nism. (26)..the. irradiated.surface,.able. to.bind.alkenes. through.the.cleavage.of.C=C.double.bonds,.can.react.with.proteins,.for.instance.through.the.peptide.bond..In.Fig..3(a).the.optical.micro-scope.image.of.protein.patterned.areas.obtained.by.electron.irra-diation.at.various.seM.conditions.is.shown..the.different.amount.of.bound.proteins.is.clearly.visible.by.the.contrast.between.dif-

ferent.regions..Moreover,.the.image.in.the.inset,.taken.at.higher.magnification,.shows.the.submicrometre.lines.filling.one.of.these.areas..A.nanopatterning.method.which. is.controlled.by.means.of.the.electron.beam.conditions,.such.as.the.energy.and.the.dose,.has.been.developed..By.investigating.the.effect.of.various.parameters.on.the.nanopatterning.process,.a.nice.tunability.of.the.amount.of.bound.proteins.was.found..A.monotonic.increase.of.the.intensity.of.the.fluorescence.signal,.coming.from.the.fluorophore-labelled.proteins,.versus.the.electronic.dose.employed.for.Ps.irradiation,.was.observed.. Furthermore,. it.was. verified. that. the. incubation.time,.i.e..the.period.during.which.the.sample.is.kept.in.contact.with.the.protein.solution,.strongly.influenced.the.amount.of.mo-lecules.binding.to.the.material..Varying.this. time.frame.from.5.minutes.up.to.2.hours,.a.steep.increase.in.the.fluorescence.was.observed,.but.even.after.just.a.few.minutes.at.room.temperatu-re.the.signal.arising.from.the. irradiated.patterns.was.easily.de-tected..Among.of.the.parameters.affecting.the.nanopatterning.process,.the.most.interesting.result.concerned.the.behaviour.of.the.amount.of.bound.proteins.versus.the.energy.of.the.electrons.hitting.the.material.during.the.irradiation.step..It.was.also.pointed.out.that.the.fluorescence.signal.on.the.Ps.wafer.became.more.in-tense.when.the.energy.was.augmented.from.10.keV.to.15.keV,.but. it.started. lowering.under.a.further. increase.of.the.value.of.this.parameter..this.is.due.to.the.fact.that.the.penetration.depth.of.the.electrons.in.the.sample.increases.with.the.energy,.so.that,.the.higher.the.accelerating.voltage,.the.greater.the.volume.of.Ps.modified.by.the.incident.beam,.until.the.electrons.become.so.fast.that.they.go.beyond.the.porous.layer.with.minimum.interaction...since.proteins.selectively.bind.to.irradiated.Ps,.the.resolution.of.this.technique.is.strictly.connected.to.the.resolution.of.standard.eBl..As.a.demonstration.of.this,.the.fluorescence.spectra.coming.from.two.equal.areas,.one.filled.by.the.scanning.beam.following.submicrometre.lines.(as.the.pattern.of.the.inset.of.Fig..3.(a),.and.the.other.fully.filled.were.compared..the.lines.are.optically.visible.and.the.fluorescence.intensity.is.almost.proportional.to.the.sur-face. fraction.directly. scanned.by. the.electron.beam..Moreover,.it. is.worth.noting.that.Ps. is.a.convenient.substrate.for.the.eBl.technique,.because.the.proximity.effect,.a.key-factor.limiting.the.resolution.of.the.technique,. is.strongly.reduced.due.to.the.low.density.of.the.sponge-like.material..Finally,.to.demonstrate.the.sensing.capabilities.of.our.system,.the.functionality.of.the.immobilized.biomolecules.was.investigated..Glucose-binding.proteins.were.grafted.to.electron.Beam-Activated.Porous.silicon.(eBAPs),.and.a.solution.of.fluorescent.glucose.was.dosed.on.the.sample.subsequently..thus,. the.biomolecules. im-mobilized.on.a.porous.silicon.surface.retained.their.functionality.and.their.biological.activity,.so.that.many.sensing.applications.can.be.developed.by.using.this.approach.. Interestingly,.the.amount.of. bound.glucose. increased.with. the.dose. employed. to. create.eBAPs.patterns,.as.in.the.case.of.binding.proteins..this.suggested.



that.almost.all.the.grafted.biomolecules.were.participating.in.the.detection.of.the.analyte..the.main.advantage.of.this.technology.resides.in.the.high.resolution.(submicrometre).coupled.with.the.3-dimensionality. of. the. patterns.. this. permits. localization. of. a.large.amount.of.biomolecules.on.a.small.area.in.the.xy.plane,.and.may.allow.the.fabrication.of.highly.sensitive.nanobiosensors.

Conclusionsthe.possibility.of.using.non-active.apo-enzymes.or.proteins.be-longing.to.the.“binding-protein”.family.for.the.design.of.reversi-ble.biosensor.greatly.expands.the.range.of.analytes.which.can.be.selectively.sensed..the.resulting.spectral.changes.occurring.upon.ligand.binding.are.still.somewhat.small,.and.this.is.an.area.that.requires.improvement.and.further.studies..exploring.other.pola-rity.sensitive.probes.or.the.use.of.ret.methodologies.appears.to.be.a.promising.avenue.in.this.direction..Although.the.work.with.apo-enzymes.is,.so.far,.at.a.more.advanced.stage,. it. is.possible.that.other.type.of.proteins.will.soon.enter.this.field..For.instan-ce.proteins.belonging. to. the. -binding.protein. family.also. isola-ted. from.extremophilic. organisms.. In. addition,.we.believe. that.in. the.next. few.years. two.factors.will.greatly.promote.the. role.that.rational.gene.design/manipulation.will.have.in.improving.the.properties.of.proteins.to.be.used.as.sensors..one.is.the.improve-ment.and.simplification.of.the.techniques.for.the.manipulation.of.genes..the.second. is. the.accumulation.of.more. information.on.the.three.dimensional.structure.of.proteins..Finally,.the.use.of.nanotechnological.approaches.for.the.design.and.realization.of.nano-arrays.for.analyses.of.social.interest.will.definitely.boost.the.field.of.nano-biosensing.

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The reading of the following articles is strongly recommended for a better understanding of the activities carried out at LmS:· Protein-based biosensors for diabetic patients V. Scognamiglio, M. Staiano, M.

Rossi, and S D’Auria. Journal of Fluorescence in press (2004) 14,5,491-498.· A Recombinant Glutamine-Binding Protein from Escherichia coli: Effect of the

Ligand-Binding on the Protein Conformational Dynamics. P. Herman, J. Vecer, V. Scognamiglio, M. Staiano, M. Rossi, and S. D’Auria Biotechnology Progress (2004) 20,1847-1854.

· A putative thermostable sugar-binding protein from the archaeon Pyrococcus horikoshii as a probe for the development of a fluorescence biosensor for diabetic patients. M. Staiano, MR Sapio, V. Scognamiglio, A. Marabotti, AM Facchiano, P. Bazzicalupo, M. Rossi, and S, D’Auria Biotechnology Progress (2004) 5:1572-7

· Advanced Protein-Based Biosensors: Glucose Biosensors as a Model for Analyses of High Social InterestM. Staiano, P. Bazzicalupo, M. Rossi, and S. D’Auria Molecular BioSystems (2005)Dec;1(5-6):354-62.

· Glutamine-binding protein from Escherichia coli specifically binds a wheat gliadin peptide allowing the design of a new porous silicon-based optical biosensor. De Stefano L, Rossi M, Staiano M, Mamone G, Parracino A, Rotiroti L, Rendina I, Rossi M, and S. D’Auria J Proteome Res. 2006 May;5(5):1241-5

· Glutamine-binding protein from Escherichia coli specifically binds a wheat gliadin Peptide. 2. Resonance energy transfer studies suggest a new sensing approach for an easy detection of wheat gliadine Staiano M, Scognamiglio V, Mamone G, Rossi M, Parracino A, Rossi M, and S. D’Auria. J Proteome Res. 2006 Sep;5(9):2083-6.

· A new fluorescence competitive assay for the detection of patulin toxin. M. de Champdore’, P. Bazzicalupo, L. De Napoli, D. Montesarchio, G. di Fabio, I. Cocozza, A. Parracino, M. Rossi, and S. D’Auria Analytical Chemistry (2007) 10.1021/ac0618526

· Enzymes and proteins from extremophiles as hyperstable probes in nanotechnology: the use of D-trehalose/D-maltose-binding protein from the hyperthermophilic archaeon Thermococcus litoralis for sugars monitoring. L. De Stefano, A. Vitale, I. Rea, M. Staiano, L Rotiroti, T. Labella, I. Rendina, V. Aurilia, Mose’ Rossi, and Sabato D’Auria Extremophiles (2007) 10.1007/s00792-006-0058-6

· Advanced Nanotechnological Approaches for Designing New Protein-based “Lab-on-Chips” on Porous Silicon Wafer S. Borini, M. Staiano, M. Rocchia, A.M. Rossi, M. Rossi, and S. D’Auria Recent Patents on DNA & Genes (2007) 1, 1-7.

ContactDr. Sabato D’AuriaInstitute of Protein BiochemistryCNR, Via Pietro Castellino, 111, 80131 Napoli, ItalyPhone: +39-0816132250 E-mail: [email protected]


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Nanoscopic polyelectrolyte multilayers as tool for medicine

Silke KrolLANAD3A (Laboratory for NAno Diagnostics, Drug Delivery and Analysis), CBM, Trieste

At.CBM.(Cluster.in.biomedicine,.see.next.article).approximately.a.year.ago.a.Nanobiotechnology.laboratory.was.started.that.is.iden-tified.by. the.acronym.lANAD3A,. that.stands. for.laboratory. for.NAno.Diagnostics,.Drug.Delivery.and.Analysis..within.lANAD3A.several.lines.of.work.have.been.started..that.intersect.and.sup-port.each.other...Here.we.will.describe.the.use.of.polyelectrolytes.as.tools.I.medicine.and.biology.(that.makes.up.about.a.third.of.our.program)..touching.on.the.other.activities..only.in.as.much.as.they.intersect.this.subject..For.the.full.description.of.the.other.programs.we.ask. the. reader. to.consult.our.webpage.at.www.cbm.fvg.it.Polyelectrolytes.are.polymers. in.which.each.monomer.carries.a.positive.or.negative.charge..these.long-chain.highly.charged.mol-ecules.can.be.applied.by.a.method.called.“layer-by-layer”.tech-nique1..this.means.that.the.material.can.be.sprayed.or.applied.by.dipping.layer-wise.onto.flat.surfaces.such.as.hip.transplant.or.catheters.binding.to.each.other.by.electrostatic.interactions.much.like..magnets.the.layers.are.usually.very.thin,.only.a.few.nanometers.(2.5-5.nm)..the.properties.of.the.resulting.coatings,.or.sometimes.capsules,.make.them.extremely.useful. for.medical.applications.. It. is.pos-sible.to.cover.with.this.technique.solid.objects.in.order.to.prevent.adhesion.of.blood.compounds.or.cells2..Moreover.directly.cover-ing.living.cells.or.artificial.tissue.can.protect.the.cellular.material.against. the. immune. response.of. the.host. after. transplantation.and.therefore.offer,.for.instance,.a.new.therapy.for.diabetes.Moreover,. with. coated. nanoparticles. made. of. gold3. (fig.. 1). or.coated.magnetic.beads,.it4.is.possible.to.mark.the.shape.of.tumors.or.to.release.proteins.and.drugs.from.the.coating..the.small.size.of.the.particle.allow.them.to.go.inside.the.cells.and.we.are.quite.confident.that.in.a.not.too.distant.future.the.selective.transport.of.pharmaceutical.compounds.only.to.diseased.cells.will.be.possible.

Figure 1 Electron microscopy image of coated gold particle with 4 layers (bar: 10 nm)

the.up-take.and.the.faith.of.the.particles.inside.the.cell.or.later.inside.the.body.must.be.investigated.as.well.in.order.to.exclude.

toxic. effect. on. the. surrounding. tissue. or. the. whole. organism..For. this. several.biophysical. techniques.are.available..A.valuable.tool.for.investigating.the.first.step.(i.e..the.contact.between.the.coated.particles.and.the.cells).is.tip-enhanced.raman.scattering.(ters).which.takes.advantage.of.the. local.enhancement.of.the.electromagnetic.field.induced.by.a.properly.coated.Atomic.Force.Microscope.(AFM).tip..For.this.purpose.an.AFM.is.equipped.with.semiconductive.or.metal.particles.or.wires. attached. to. the. tip5.and.spectra.of.proteins. in.the.cell.membrane.can.be.taken.be-fore.and.after.contact.with.the.particles..since.the.enhancement.decays.exponentially.away.from.the.tip,.spectroscopic. informa-tion.with.lateral.resolution.up.to.15nm.can.be.obtained.and.can.be. correlated. with. mechanical. and. morphological. information.from.parallel.AFM.scans..raman.spectra.of.cell.membranes.and.protein.structures.from.single.location.as.well.as.chemical.maps.will.be.investigated..AFM.will.be.used.also.to.see.changes.in.the.morphology.of.membranes.by.contact.with.the.drug.delivery.sy-stem..Another.advanced. technique. in.order. to. study. in.detail. the. in-teraction. between. the. polymer. covered. surface. of. nano-. and.microparticles.with.cells. is.the.laser.tweezers.(lt).particle.mani-pulation...lt.allows.to.manipulate,.without.direct.contact,.one.or.more.particles.in.the.focal.plane.of.a.microscope.objective..single.and.multiple.particles.can.be.thus.handled.like.with.nano-fingers..this.makes.possible.to.use.also.a.pulsed.UV.laser.to.combine.cell.manipulation.with.cell.microdissection,.and.analyze.its.behavior.with.fluorescence.and.micro-raman.techniques..

After. in situ. characterization.of. the.particle. cell. interaction. the.pathway.of.the.particle.through.an.entire.body.(in vivo).will.be.followed.by.microscopy..that. technique.uses.an. infra. red. laser.because.of.its.deeper.penetration.in.tissues.to.visualize.fluores-cently.labeled.particles.in.a.anesthetized.mouse..Due.to.the.fact.that.no.invasion.in.the.body.is.necessary.the.technique.allows.to.follow.the.particles.for.a.long-time.with.this.set.of.advanced.techniques.the.development.of.drug.delivery. systems. from. the. lab.bench. to. the. characterization.of.their.properties.in situ.to.finally.the.tracking in vivo.is.possible..

Acknowledgmentthe. lANAD3A. is. a. collaborative. laboratory. in. which. a. several.partners.are. included..the.authors.are.grateful. for. the.support.



in.writing. this. article. to. Prof..Giacinto. scoles. (coordinator),.Dr..Marco.lazzarino.(tip-enhanced.raman;.AFM),.and.Dr..Dan.Cojoc.(optical.tweezers)..

references1. Decher G, Fuzzy nanoassemblies: Toward layered polymeric multicomposites.

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Nanoscale Magnetic Beads. J. Biosci. Bioeng. 98, 348-352, 2004.5. F. Martelli, S. Rubini,M. Piccin, G. Bais, F. Jabeen, S. Defranceschi, V. Grillo,

E. Carlino, F. D’Acapito, F. Boscherini, S. Cabrini, M. Lazzarino, L. Businaro, F. Romanato, and A. Franciosi Nanoletters 6, 2130 (2006)

ContactsDr. Silke KrolCluster in Biomedicine– CBMAREA Science Park, Basovizza, SS14 Km 163,5 34012 TRIESTETel. + 39 040 3757703 Fax + 39 040 [email protected]


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The Technology Cluster in molecular Biomedicine of region Friuli Venezia GiuliaProf. maria Cristina PedicchioPresident, Cluster in Biomedicine (CBM) Trieste

CBM.–.a.public–private.consortium.–.was.founded.with.the.am-bitious.mission.of.acting.as.a.bridge.between.public.research.and.industry.in.an.extremely.important.sector,.that.of.“personalised.medicine..It.coordinates.the.Technology Cluster in Molecular Biomedicine of Friuli Venezia Giulia,. established. in. 2004.through. a. framework. agreement. signed. and. financed. by. the.Ministry. of. education,. University. and. research,. and. the. Friuli.Venezia.Giulia.region..located.in.trieste,.within.the.AreA.science.Park,. and.with. laboratories.operating. in. the.main. regional. sci-entific.institutions,.CBM.manages.a.network.of.science.centres,.companies,.governmental.bodies,.development.agencies.and.fi-nancial.partners.in.order.to.stimulate.and.accelerate.the.process.that.transforms.a.“scientific.idea”.into.a.“product”.(a.drug,.new.therapy,.new.diagnostic.system),.to.the.benefit.of.citizens,.society.and.the.social.and.economic.development.of.the.territory...the.project.is.financed.by.several.institutions.among.which.the.Friuli.Venezia.Giulia.region,. the.Ministry.of.University.and.research,.Fondazione. Crtrieste. and. AreA. science. Park.. CBM’s. winning.strategy.is.aimed.at.creating.a.synergy.between.research,.training.and.technology.transfer,.by.involving.entrepreneurs,.researchers.and.students.in.a.series.of.actions.and.services..All.this.is.accomplished.thanks.to.the Research Network,.i.e..six.advanced.laboratories.available.for.shared.use.and.open.to.insti-tutions,.enterprises,.interdisciplinary.research.groups..they.are:.•. Proteomics.and.Pharmacogenomics.laboratory.(at.the.National.

Cancer.Institute.in.Aviano,.Pordenone),•. Genomics.laboratory.located.at.the.CBM.in.trieste.and.run.in.

collaboration. with. the. Pediatric. Institute. Burlo. Garofolo. and.sissa.(International.school.for.Advanced.studies),

•. Bioinformatics.laboratory.(CBM,.trieste),•. optical.Imaging.laboratory.(CBM,.trieste),•. lANAD3A.(laboratory.for.NAno.Diagnostics,.Drug.Delivery.and.

Analysis).(CBM,.trieste)•. stem. Cells. laboratory. (at. the. Interdepartmental. Centre. for.

regenerative.Medicine,.University.of.Udine)•. Highly.qualified.staff.are.also.available.within.each.laboratory.

for.scientific.collaboration.or.service.agreement.

Furthermore,.a.Competitiveness Network.has.been.created,.in.order.to.provide.services.to.support.researchers.and.entrepreneurs.in.sectors.such.as.IP,.business.development,.technology.transfer..

In.particular,.CBM.has.opened.an.IP.office,.a.Grant.writing.and.management.service,.a.business.development.service.and.two.ob-servatories.(Biotechnologies.for.Health.and.economics)..Activities.in.this.network.aim.at.fostering.the.region’s.economic.growth.in.the.biomedical.sector,.by.supporting.research..In.particular:•. fostering.the.creation.of.new.high-tech.companies.and.promo-

ting.entrepreneurial.culture•. supporting.existing.companies.(mainly.thanks.to.the.economic.

observatory)•. attracting. new. companies,. entrepreneurs,. talents. and. finan-

cing.towards.region.Friuli.Venezia.Giulia.

Finally.CBM.operates.in.the.framework.of.a.third.important.area,.the Knowledge Network,.focussed.on.training.and.mobility.of.researchers..Particular.emphasis. is.devoted. to. the.development.of.modular.and.flexible.training.courses,.marked.by.business-ori-ented.features,.in.order.to.enhance.technical,.legal.and.manage-rial.skills.in.the.biomedical.sector..In.collaboration.with.the.AreA.science.Park.and. its.partners,.CBM.promotes.and.supports.fel-lowships.and.doctorates,.managerial.training,.seminars.series.and.international. summer.schools.. It. is. strongly.committed.towards.key.values.such.as.excellence,.transparency,.and.meritocracy,. in.compliance.with.principles.included.in.the.european.Charter.for.researchers.and.on.a.Code.of.Conduct. for. the.recruitment.of.researchers..thanks.to.a.team.of.determined.and.dynamic.col-laborators,.matched.by.an.increasingly.developed.public-private.network.on.the.local,.national,.and.international.scenario,.CBM.is.effectively.applying.its.strategies.and.values.

ContactsProf. Maria Cristina PedicchioCluster in Biomedicine – CBMAREA Science Park, Basovizza, SS14 Km 163,5 34012 TRIESTETel. + 39 040 3757703 Fax + 39 040 [email protected]


Le implicazioni giuridiche della nanomedicinaGiorgia GuerraDipartimento di scienze giuridiche, Università di Trento

Nell’era.della.c.d..post-genomica. la.nanomedicina,.termine.che.identifica.tutta.la.tecnologia.biomedica.ottenuta.dallo.stadio.più.avanzato.della.ricerca.integrata.tra.sapere.scientifico.e.progresso.tecnologico,.promette.di.contribuire.ampiamente.alla.soluzione.di. numerosi. problemi. della. società. contemporanea,. rendendo.praticabile.l’idea.di.realizzare.una.medicina.personalizzata.e.pre-dittiva.I.nuovi.prodotti.della.tecnica.danno.avvio.a.notevoli.cambiamenti.nei. contesti. socio-economici. entro. i. quali. la.medicina. si. svilup-pa,.poiché.comportano.inedite.aspettative.e.nuovi.rischi.per.gli.assistiti.l’originale.potenzialità.applicativa.e.l’attuale.assenza.di.certezza.scientifica. in. merito. al. livello. di. sicurezza. della. strumentazione.hanno.indotto.la.Comunità.europea.a.cogliere.i.tratti.essenziali.e.dissonanti.delle.reazioni.che.accompagnano.le.prime.invenzioni.di.nanomedicina:.da.una.lato.l’entusiasmo.per.le.promesse.che.il.nuovo.modo.di.operare.presenta.circa.il.miglioramento.di.molti.problemi. sociali;. dall’altro,. le. inquietudini. e. l’allarmismo.causa-ti.dalle.ipotesi.dei.potenziali.rischi,.i.quali.mettono.in.dubbio.la.validità. dei. parametri. tradizionali. predisposti. dall’ordinamento.comunitario.a.tutela.della.salute.In.ragione,.quindi,.della.necessità.di.regolamentare. la.commer-cializzazione.e.l’impiego.dei.nuovi.strumenti.per.non.ostacolare.il.progresso.ma.incentivarne,.invece,.uno.sviluppo.sicuro.e.respon-sabile,.anche.la.Comunità.europea,.sulla.scia.di.quanto.avvenuto.con.qualche.anno.di.anticipo.nell’ordinamento.statunitense,.ha.colto. le. sfide. lanciate.dalla.nanomendicina.dedicandole. i. primi.documenti.normativi.finalizzati.a.disciplinarla.tali.orientamenti.comunitari.di.politica.normativa,.al.pari.di.quan-to.sta.avvenendo.in.molti.altri.paesi.sviluppati.che.attribuiscono.importanza.prioritaria.allo.sviluppo.della.ricerca.nel.campo.della.nanomedicina,.delineano.la.volontà.di.approntare.una.strategia.integrata.e.responsabile,.in.grado.di.incentivare.la.continua.im-plementazione.della. strumentazione. in. esame.e.di. proteggere,.al.contempo,.le.esigenze.di.sicurezza.e.fiducia.del.pubblico.dei.consumatori..Queste.necessità.sono.state.da.ultimo.ribadite.nell’.“opinione. sugli. aspetti. etici. della. nanomediciana”. pubblicata.dallo.European group on ethics in sciences and new technologies alla.commissione.europea.lo.scorso.17.gennaio.2007..le.problematiche.giuridiche.connesse.all’obiettivo.di.predisporre.una.strategia.per. lo.sviluppo.responsabile.delle.nanotecnologie.sono. numerose,. e. inerenti,. in. primo. luogo,. il. necessario. ade-

guamento. dei. tradizionali. e. consolidati. metodi. di. valutazione.dei. rischi.. Proprio. la.descrizione.delle. emergenti. e.peculiari. ca-ratteristiche.strutturali.dei.prodotti.di.nanomedicina.guida.all’in-dividuazione.delle.specifiche.sfide.poste.dagli.stessi.al.diritto.. Il.problema.più.evidente.che.si.pone.nel.disciplinare.gli.strumenti.di.nanotecnologia.biomedica,.e.che.nel.recente.passato.si.è.già.pre-sentato.nel.disciplinare. le.applicazioni.biomedicali.ottenute.con.la.biotecnologia,.è.relativo.alle.difficoltà.di.classificare.i.prodotti,.e.quindi.di.individuare.la.disciplina.giuridica.atta.a.regolarli,.sulla.base.del.tradizionale.sistema.classificatorio.adottato.fino.ad.oggi.per.disciplinare.i.dispositivi.medici.tradizionali..le.produzioni.su.nanoscala.permettono.però.di.realizzare.combi-nazioni.di.materiali.assolutamente.inedite,.che.travalicano.i.medi-cinali,.i.dispositivi.medici,.i.materiali.biologici..Per.questo.motivo,.avvertito. in.un.primo.momento.negli.stati.Uniti.e.poi. con.pari.intensità. anche. negli. stati. membri. della. Comunità. europea,. la.Commissione.si.interroga.circa.l’opportunità.di.disciplinare.i.nuovi.strumenti.attraverso.il.quadro.normativo.già.presente.in.materia.di.dispositivi.medici,.rivisitandolo,.ove.necessario,.al.fine.di.intro-durre.previsioni.di. legge.ad hoc. adatte. a. contemplare.gli. stru-menti.contenenti.nanoparticelle..Un.esame.concreto.della.natura.della.nuova.strumentazione.[4].è.sufficiente.per.comprendere.il.tenore.delle.difficoltà.di.adeguare.le.norme.tecniche.che.predi-spongono.i.consolidati.metodi.di.valutazione.dei.rischi,.all’obiet-tivo.di.individuare.anche.le.nuove.ipotesi.di.rischi.per.la.salute.e.l’ambiente.dei.ritrovati.presi.in.considerazione..la.previsione.delle.potenziali.implicazioni.negative.connesse.agli.aspetti.benefici.delle.tecnologie.induce.a.fare.il.punto.sulle.moda-lità.di.realizzazione.della.strategia.di.gestione.responsabile.dello.sviluppo. che. abbia. i. requisiti. per. disciplinare. un. ambito,. come.quello. della. ricerca. nano-bio-tecnologica,. caratterizzato. dalla.profonda. incertezza. tecno-scientifica,. garantendo. la. sicurezza.degli.assistiti.destinatari.delle.nuove. tecnologie.biomediche.già.in.commercio..I. potenziali. rischi. si. estendono,. anche. ad. alcuni. diritti. fonda-mentali.come.il.diritto.alla.riservatezza..si.pensi.ad.un.sofisticato.strumento.diagnostico,.quale.ad.esempio.un.biochip,.che.dopo.l’impianto.nel. corpo.umano.può. registrare.milioni.di. sequenze.di.DNA.dell’individuo.ospitante..In.questa.ipotesi.i.sistemi.di.ar-chiviazione.e.di.accesso.a.tali.dati.sono.messi.a.dura.prova.dalla.prospettazione.dei.pericoli. legati.agli.utilizzi.delle. informazioni,.desumibili.dai.dati.genetici,.considerate.tendenzialmente.predit-

j


tive.e.possono.dar.luogo.ad.una.condizione.di.scetticismo.verso.l’utilizzo.di.questa.tecnologia.ad.uso.medicale..l’incompleta. conoscenza. del. corretto. rapporto. rischi-benefici.delle.nuove.applicazioni.mediche. rende.difficile. l’esatta. valuta-zione.delle.aspetti.negativi.per.la.salute.degli.assistiti.rendendo,.così,.ulteriormente.difficoltosa. la.predisposizione.di.un.modello.normativo. idoneo.a.gestirle..l’obiettivo.che.però.è.sempre.pre-sente.nelle.linee.guida.predisposte.dalla.Commissione.europea.è.relativo.all’adozione.di.un.“approccio.proattivo”.nella.gestione.dei.rischi,.volendo.riferirsi.con.tale.definizione.soprattutto.alla.ne-cessità.che.i.produttori.predispongano.un.incisivo.controllo.sulla.nuova.apparecchiatura.anche.in.seguito.al.loro.impiego,.in.modo.da.poter.opportunamente.agire.in.caso.di.difetti.sopravvenuti.o.in.caso.di.eventuali.conseguenze.negative.causate.dalle.stesse.e.non.prevedibili.l’utilità. sociale. della. nuova. strumentazione. è,. dunque,. accom-pagnata.da.numerosi.interrogativi.di.natura.etica.e.giuridica.che.comportano,.fin.dalle.prime.fasi.di.sviluppo.della.tecnologia,. la.necessità. di. considerare. la. percezione. sociale. del. fenomeno. e.l’elaborazione.di.risposte.regolative.in.grado.di.garantire,.anche.attraverso.la.scelta.delle.specifiche.condizioni.di.commerciabilità.della.strumentazione,.la.tutela.degli.elevati.standard.di.sicurezza.predisposti.dalla.Comunità.europea.a.tutela.degli.assistiti..

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ContattiGiorgia GuerraDottore di ricerca in Studi giuridici europei e comparati Dipartimento di scienze giuridiche, Università di Trento.Collaboratrice in studio legaleE-mail: [email protected]

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Trasferimento tecnologico: le nanotecnologie dal laboratorio al mercatoAlessandro Piras, roberto CafagnaNanto Srl, Trieste

IntroduzioneI.processi.di.valorizzazione.della. ricerca,.al.pari.di.quelli.di.pro-duzione.di.nuovi. risultati,. sono.tra. i.pilastri.delle.azioni. ritenuti.necessari.per.portare.l’europa.ad.essere.“…entro.il.2010.l’eco-nomia.basata.sulle.conoscenze.più.competitiva.e.più.dinamica.al.mondo…”,.come.affermato.nel.corso.del.meeting.di.lisbona.del.2000.. In. questa. strategia. di. sviluppo. le. nanotecnologie. hanno.assunto.una.crescente.importanza.fino.a.rappresentare.una.delle.principali. linee. tematiche.all’interno.del.VII.Programma.Quadro.che.è.stato.recentemente.avviato.(2007-2013)..la.maggior.parte.della.ricerca.relativa.alle.nanotecnologie.viene.condotta.da.grup-pi.Universitari,.supportati.da.un.progressivo.incremento.degli.in-vestimenti.pubblici.in.paesi.come.stati.Uniti,.europa,.Giappone,.Cina.e.Corea.del.sud..l’ottenimento.di.risultati.scientifici.rilevanti.è.quindi.sufficientemente.supportata.da.finanziamenti.pubblici,.ma.per.incidere.concretamente.a.livello.economico.sono.necessa-rie.delle.dinamiche.di.exploitation,.che.portino.alla.valorizzazione.ed.allo. sfruttamento.commerciale.della. ricerca..Come.afferma-to.da.più.parti.la.collaborazione.tra.industria.ed.Università.è.un.aspetto. fondamentale.per. la.crescita.del. tessuto.economico.ed.industriale.di.un.territorio..tra. le. modalità. di. valorizzazione. di. una. tecnologia. due. hanno.assunto.un.notevole.interesse:..a).creazione.di.un.impresa.start-upb).brevettazione.e.licensing

le.modalità.elencate.non. si. escludono.a. vicenda. il. che. implica.ad.esempio.l’esistenza.di.start.up.tecnologiche.che.basano.il.loro.vantaggio.competitivo.su.di.un.forte.portafoglio.brevettuale.Uno.dei.principali.problemi.italiani.ed.europei.è.la.scarsa.capacità.nel.definire.ed.utilizzare.pratiche.che.permettano.di.trasformare.invenzioni. in. innovazioni.. Nel. processo. di. trasferimento. tecno-logico. emergono.diversi. punti. critici. che. si. acuiscono.maggior-mente. nel. caso. delle. nanotecnologie,. essendo. per. loro. natura.trasversali.a.vari.settori.disciplinari..Nella.maggior.parte.dei.casi.i.risultati.di.ricerca.si.trovano.in.uno.stadio. iniziale.di. sviluppo. industriale. e. sono.necessarie. compe-tenze. e. risorse. economiche. per. procedere. nell’ulteriore. fase. di.lavoro,. che. permette. il. raggiungimento. di. un. prodotto. piena-mente. industrializzato.e. commercializzabile..Come. sottolineato.da.Vercesi,.per.quanto.complesso.ed.articolato.possa.essere,. il.

trasformare.idee.in.tecnologie.o.tecnologie.in.applicazioni.è.ap-prossimabile.ad.un.percorso.lineare,.mentre.portare.una.tecnolo-gia.sul.mercato.è.un.tragitto.che.si.fonda.su.un.pattern.alquanto.incerto..Alcuni.punti. critici.da. rammentare. lungo. il.percorso.di.valorizzazione.delle.nanotecnologie.sono:.•. scarso.orientamento.al.mercato.da.parte.degli.inventori•. Carenza.di.operatori.specializzati.nel.trasferimento.tecnologico•. Bassa.propensione.degli.imprenditori.a.presentare.business.plan.a.

potenziali.investitori•. esiguo.numero.di.soggetti.operanti,.e.competenti,.nel.finanzia-

mento.di.imprese.start.up.ad.alto.contenuto.tecnologico•. legislazione.non.adeguata.riguardo.l’impatto.delle.nano-tecno-

logie

se. consideriamo. il. caso.pratico.di.un.nanomateriale. in.un.ben.definito.settore.applicativo,.come.ad.esempio.le.nanoparticelle.di.argento.utilizzate.come.principio.antibatterico.nei.settore.ospe-daliero,.sorgono.inevitabilmente.3.domande.cruciali:.•. esiste.un.mercato.per.questa.tecnologia?•. siamo.in.grado.di.trasformare.la.tecnologia.in.un.prodotto?•. funzionerà.davvero.il.prodotto.finale?

Per.rispondere.a.questi.interrogativi.gli.uffici.universitari.e.le.società.preposte.al.trasferimento.tecnologico.applicano.delle.metodologie.che. talvolta. si.basano.su.degli. step.codificati,.mentre.altre.volte.operano. attraverso. una. spiccata. flessibilità. d’azione.. Qualunque.sia. l’approccio.utilizzato. è.necessaria. una. corretta. pianificazione.del.percorso.che.porta.alla.valorizzazione.dell’idea..Per.minimizzare.i.rischi.di.un.progetto.coinvolgente.le.nanotecnologie.ed.aumenta-re.i.fattori.di.successo.è.opportuno.eseguire.un’analisi.approfondi-ta.e.creare.una.precisa.strategia.di.azione.da.seguire.mediante:.•. Due.diligence.tecnologica•. Business.planning•. Competitive.intelligence•. Marketing.tecnologico

I.concetti.di.valore.aggiunto,.strategia.e.marketing.sono.la.chiave.per.portare.un.idea.dalla.sua.fase.embrionale.di.risultato.di.ricer-ca,.attraverso.lo.sviluppo.di.una.tecnologia.fino.alla.realizzazione.di.un.prodotto.apprezzato.dal.mercato.

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Il processo di valorizzazioneDue diligencela.due.diligence. tecnologica. è.uno. strumento.di. supporto.alle.scelte. di. investimento. dei. private. equity,. dei. fondi. chiusi,. delle.merchant.bank.e.degli.investitori.pubblici.e.privati..rappresenta.un.servizio.avviato.a.seguito.dell’individuazione.di.una.tecnologia.ritenuta.strategica,.che.generalmente.emerge.da.una.attività.di.scounting.tecnologico..la.tecnologia.in.esame.può.trovarsi.a.vari.gradi.di.sviluppo,.cioè.essere.sotto.forma.di.risultato.di.una.ricer-ca.scientifica,.di..brevetto,.di..prototipo.o.di.idea.innovativa.allo.stato.embrionale..la.due.diligence.comprende.un.analisi.qualita-tiva.ed.un.analisi.quantitativa,.entrambe.svolte.da.un.gruppo.di.esperti.competenti.sulla.tematica.in.oggetto..la.valutazione.viene.definita.quantitativa.perché. risulta. rapportata.ai. costi.di. imple-mentazione.dell’attività.di.ricerca.scientifica.ed.ai.costi.di.sviluppo.industriale.. Inoltre.si.utilizza. il. termine.analisi.qualitativa.poiché.si.investiga.la.fattibilità.dell’implementazione.della.tecnologia.ed.il. grado. di. miglioramento. apportato. al. prodotto. o. al. processo.individuato.In.sostanza.come.punto.chiave.si.cerca.di.valutare.oggettivamen-te.attraverso.una.serie.di.parametri.se.l’invenzione.possa.essere.trasferita.con.successo.in.un.prodotto.di.mercato.e.ancor.di.più.se.possa.evolvere.in.oggetto.di.investimento.finanziario..Questo.presuppone. la. necessità. di. considerare. sin. da. subito. tutti. gli.aspetti.critici. tra.cui.brevetti,.know-how,.tecnologie.produttive,.risorse.umane,.sia.sotto.l’aspetto.scientifico.sia.sul.piano.legale.e.di.fattibilità.economica..la.due.diligence.tecnologica.prevede.inoltre.delle.risposte.concrete.a.supporto.delle.strategie.di.mer-cato,. per. valutare. il. posizionamento. del. prodotto. ed. il. relativo.pricing.. Il. risultato. del. lavoro. è. generalmente. un. report. finale.strategico/operativo. utilizzato. come. strumento. di. decisione. da.un.investitore,.dal.responsabile.di.ricerca.e.sviluppo.o.dal.Board.della.società..l’obiettivo.è.rispondere.alla.necessità.di.valutare.se.le.tecnologie.in.esame.siano.efficaci.sotto.il.profilo.del.business.e.pianificare.le.relative.azioni.per.rendere.il.progetto.realizzabile..si.tratta.di.un.delicato.equilibrio.nel.quale.le.risorse.impiegate,.il.budget. individuato.e. la.partecipazione. in.equity.devono.essere.coerenti.e.proporzionati.al.reale.valore.dell’innovazione.in.ogget-to..Da.tutto.ciò.si.evince.una.proiezione.a.breve.e.medio.termine.dell’investimento.per.quanto.concerne.il.rischio.tecnico,.finanzia-rio.e.di.mercato..

Il. crescente. interesse.per. le.nanoparticelle,.da.parte.di. specifici.settori.di.mercato,.ha.sensibilizzato. i.venture.capital. riguardo.a.prototipi.e.possibili.applicazioni.sviluppabili,.che.potrebbero.esse-re.oggetto.di. investimento..Ad.esempio,.le.proprietà.catalitiche.ed.antimicrobiche.delle.nanoparticelle.di.ossido.di. titanio. sono.argomento.portante.di.business.plan.di.alcune.aziende. italiane.ed. estere.. Dando. per. assodate. le. proprietà. chimico-fisiche. del.materiale,.un.qualsiasi.venture.capital.disposto.ad.investire.su.di.un.business.plan,.che.prevede.la.valorizzazione.di.mercato.di.un.

nanomateriale,.potrà.utilizzare.fino.a.60.parametri.per.valutare.la. bontà. dell’iniziativa.. In. quest’ottica. la. proprietà. intellettuale.rappresenta.il.primo.punto.di.analisi.di.una.due.diligence.nano-tecnologica,.il.cuore.dell’intera.struttura.del.progetto..senza.un.adeguata.copertura.brevettuale.del.materiale,.del.processo.o.del.dispositivo. in.oggetto.gli. investitori.potrebbero. rigettare. sin.da.subito.un. idea.di.business. che.gli. venga. sottoposta..Come.nel.caso.delle.biotecnologie,.anche.per.le.nanotecnologie.il.brevetto.assume.il.ruolo.di.bene.aziendale.imprescindibile..

Un.punto.critico.per.una.due.diligence.nanotecnologica.è.la.veri-fica.di.un.effettivo.mercato.per.la.tecnologia,.il.che.non.significa.evidenziare.i.benefici.del.suo.utilizzo:.il.business.plan.deve.indi-care.chiaramente.clienti,.prodotto.finale,.nonché.la.strategia.per.raggiungere.gli.obiettivi.prefissati..risulta.estremamente.delicato.delineare. il.punto.esatto. in.cui. la.nanotecnologia.andrà.ad. im-pattare.nella.catena.del.valore..Ad.esempio,.le.nanoparticelle.di.ossido.di.titanio.trovano.applicazione.nella.riduzione.e.controllo.dello.sporco.su.superfici.quali.vetro,.piastrelle.o.metalli..Diversi.prototipi. hanno. dimostrato. l’efficacia. del. nanomateriale,. ma. il.suo.effettivo.utilizzo.a.livello.industriale.necessita.ad.esempio.di.esplicitare.in.che.modo.effettuare.uno.scale.up.mantenendo.sot-to.controllo.il.rapporto.costi/benefici..

Business planning

a) creazione di start-up nanotecnologichele.imprese.start-up.basate.sulle.nuove.tecnologie,.rappresentano.un.importante.canale.di.commercializzazione.della.ricerca.scien-tifica.e.allo.stesso.tempo.giocano.un.ruolo.determinante.per.la.crescita.economica.dei.moderni.sistemi.industriali..la.nascita.e.la.crescita.di.questo.tipo.di.imprese.viene.favorita.da.un.ambiente.con.forti.connotazioni.scientifiche.e.ad.ampio.respiro.internazio-nale.la.presenza.sul.territorio.di.imprese.che.si.occupano.di.tecnologie.emergenti.quali.le.nanotecnologie.fungono.a.loro.volta.da.centri.di. attrazione. per. investitori. privati,. per. l’incremento. di. compe-titività. di. altre. aziende. ed. infine. fanno. da. traino. per. l’avvio. di.progetti.di.ricerca.scientifica.di.elevata.qualità.Partendo.da.questa.ipotesi,.un.azienda.produttrice.di.nanoparticel-le.di.argento.potrebbe.essere.il.primo.anello.di.un.filera.che.vede.la.co-partecipazione.di.realtà.a.vari.livelli:.•. aziende.che.utilizzano.le.nanoparticelle.per.produrre.semilavo-

rati,.come.ad.esempio.polimeri.caricati•. aziende.che.usufriscono.dei.semilavorati.per.ottenere.prodotti.

ad.elevate.prestazioni•. aziende.che.forniscono.servizi.di.deposizione.di.nanoparticelle.

su.prodotti.finiti,.per.ottenere.superfici.attive

la. valorizzazione.dei. risultati.della. ricerca.attraverso. la. creazio-ne.di.imprese.innovative.presenta.diversi.punti.critici.di.carattere.

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tecnico,.economico-finanziario.e.di.approccio.al.mercato..Questo.significa.che.non.è.mai.scontato.che.un.risultato.brillante.otte-nuto. in.un. laboratorio.di. ricerca. si. trasformi. in.un.prodotto.di.successo:.questo.per.il.semplice.motivo.che.potrebbe.non.esistere.ancora.un.mercato. interessato.all’innovazione..Bisogna. sempre.tenere.conto.che.i.risultati.della.ricerca.scientifica.rappresentano.una.serie.di.idee.innovative.che.per.trovare.un.utilizzo.quotidiano.nel.mercato.necessitano.di.ottimizzazione.ed.ingegnerizzazione..talvolta. le.richieste.di.un.cliente.sono.molto.meno.stringenti. in.termini.di. caratteristiche. tecniche. rispetto. invece.ad.una.eleva-ta.affidabilità.ed.alla.possibilità.di.implementare.velocemente.la.tecnologia.in.questione..Un.mercato.in.continua.trasformazione.presenta.numerose.possibilità.di.business.ed.altrettante.criticità..Di.conseguenza.è.fondamentale.procedere.per.target.e.progetti.specifici.monitorando.costi,.tempi.e.risorse..Di.qui.la.necessità.di.supportare.le.iniziative.di.start.up.con.il.trasferimento.di.adegua-te.conoscenze.e.competenze.ai.soggetti.coinvolti.oltre.che.con.specifiche. iniziative.di. assistenza. tecnica.di. accompagnamento..tipicamente.le.start.up.tecnologiche,.ed.in.modo.particolare.lo..spin. off. da. ricerca,. sono. avviate. da. persone. con. scarso. orien-tamento. al. business. ed. al. mercato,. con. nessuna. esperienza. di.tecniche.manageriali,.e.che.risultano.spesso.carenti.nei.seguenti.aspetti:.•. Definizione. di. una. sostenibile. strategia. di. sviluppo. della. tec-

nologia.per.passare.dal.risultato.di.ricerca,.al.prototipo,.fino.al.prodotto.finale,.tenendo.conto.dello.scale.up.industriale.

•. Adeguata.protezione.intellettuale.della.tecnologia.nei.confron-ti.dei.concorrenti.

•. Definizione.del.business.plan.e.delle.strategie.di.marketing.e.di.commercializzazione

•. Adeguata. conoscenza.dei. competitor,.delle. tendenze.e.delle.tecnologie.alternative.alla.propria

•. Adeguata.competenza.nella.gestione.delle.relazioni.con.clien-ti/fornitori

•. Adeguato.utilizzo.degli.strumenti.di.finanziamento.pubblico.re-gionale/nazionale/europeo.e.bassa.conoscenza.di.investitori.priva-ti.eventualmente.interessati.ad.entrare.nel.capitale.di.rischio

Quindi. la. creazione. della. neo. impresa. high. tech. necessita. del-la. stesura. di. un. documento. di. strategia. contenente. le. linee. di.azione.da. seguire.per. la. realizzazione.del.progetto..A. seconda.dell’ambito.scientifico.e.dell’applicazione.finale.si.definiranno:.la.situazione.di.mercato,.i.possibili.clienti,.il.piano.economico-finan-ziario,. le. fonti.di.finanziamento,. il.piano.marketing.e. le. risorse.umane.da.coinvolgere.

b) brevettazione e licensingl’importanza.del.technology.licensing.è.stata.ampiamente.ricono-sciuta.dalla.letteratura.di.stampo.economico.ed.industriale..Diversi.studi.sottolineano.le.implicazioni.della.proprietà.intellettuale.sulla.diffusione.delle.tecnologie,.sullo.stimolo.alla.ricerca.e.soprattutto.

sul.vantaggio.competitivo.per.un.impresa..Nella.protezione.ed.uti-lizzo.di.un.idea.innovativa.è.possibile.individuare.due.grandi.attori:.il.mondo.scientifico.e. l’impresa.. Il.primo.genera.conoscenza.che.può.essere.trasformata.in.proprietà.intellettuale.da.dare.in.licenza.o.da.assegnare.alle.imprese,.a.fronte.di.un.certo.ritorno.economi-co,.ad.esempio.sotto.forma.di.royalties..Mentre.la.seconda.acquisi-sce,.riceve.in.licenza.o.deposita.un.brevetto.a.fini.commerciali.per.mantenere.o.incrementare.quote.di.mercato.e.clienti..Il.deposito.o.l’acquisizione.di.un.brevetto.è.il.modo.più.diretto.per.ottenere.un.vantaggio.esclusivo,.in.modo.da.salvaguardarsi.dalla.possibilità.di.vedere.copiata.la.propria.innovazione.da.parte.di.chi.altro,.esperto.nello.stesso.campo,.possa.essere.capace.di.riprodurla..l’alternativa.sarebbe.la.secretazione.del.know.how.Per.un’impresa.il.possesso.di.un.brevetto.può.contribuire.alle.stra-tegie.aziendali.secondo.diverse.modalità:1..ricavi.dalle.vendite.conseguenti.all’immissione.sul.mercato.del.

prodotto.coperto.da.brevetto2..Accrescimento.dell’immagine.e.della.reputazione.dell’azienda3..esclusiva.dell’utilizzo.della.tecnologia.in.alcuni.Paesi4..stipula.di.partnership.attraverso.la.vendita.o.la.cessione.di.li-

cenze,.anche.attraverso.cross-licensing.agreement

Quindi. il.valore.di.un.azienda.operante. in.un.area.tecnolgica.è.fortemente. influenzato. dalle. caratteristiche. del. suo. portafoglio.brevettuale.Da. alcune. analisi. condotte. sugli. inventori,. gli. assegnatari. ed. i.Patent.office.è.emerso.che.gran.parte.dei.brevetti.pubblicati.risul-tano.inutilizzati..I.motivi.possono.essere.legati.ad.un.basso.valore.economico.della.tecnologia.descritta,.alle.strategie.aziendali,.alle.difficoltà.nella.cessione.o.ad.altri.aspetti.critici.della.transazione..In.un.recente.documento.della.lux.research.sullo.stato.di.svilup-po.delle.nanotecnologie.a.livello.mondiale,.si.sottolinea.come.un.terzo.dei.brevetti. relativi.ai. fullereni. siano. inutilizzati.ed. in.uno.stato.di.totale.abbandono..Questa.situazione.limite.evidenzia.che.la.brevettazione.di.un.risultato.di.ricerca.non.deve.essere.fine.a.se.stessa..In.altri.termini,.la.protezione.intellettuale.di.una.tecnologia.non.significa.aver.già.costruito.un.ritorno.economico:.al.contrario.sono.state.appena.poste.le.basi..e’.auspicabile.che.il.deposito.di.un.brevetto.sia.sin.da.subito.inserito.all’interno.di.una.strategia.di.concreto.utilizzo.o.di.licensing..Innumerevoli.sono.gli.esempi.di.proprietà.intellettuale.che.non.ha.o.non.troverà.applicazione:.le.Università.italiane.possiedono.diversi.brevetti.riconducibili.alle.nanotecnologie. che. non. trovano. sbocco. verso. un’applicazione.economicamente.rilevante.

Competitive intelligencela.centralità.delle.nanotecnologie.nei.piani.di.sviluppo.pubblici.e.privati.ha.generato.una.fitta.rete.di.relazioni.tra.vari.attori:.enti.governativi,. gruppi. di. ricerca,. start. up,. piccole-medie. e. grandi.imprese,. investitori,. clienti,. stakeholder.. lo. scenario. si. presenta.molto.dinamico.ed. in.costante.evoluzione,. il. che.complica. l’in-

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dividuazione.di. tecnologie.ad.elevato.potenziale. applicativo.ed.il.loro.sviluppo.in.termini.di.prodotto.innovativo..Nasce.quindi.la.necessità.di.ottenere.una.mappa,.con.livello.di.dettaglio.variabile,.che.descriva. l’andamento.e.gli. sviluppi.di.un.certo.settore.o.di.una.certa.tecnologia,.prendendo.in.considerazione.innumerevoli.fattori..la.legislazione,.i.piani.industriali.nazionali.ed.internazio-nali. e. le. tendenze.di.mercato. sono. alcuni. di. questi. fattori. che.influiscono. sulle. strategie. di. sviluppo. e. di. commercializzazione.di.un.prodotto.caratterizzato.da.una.nanotecnologia..Un.piano.d’azione.ben.strutturato.nasce.da.una.conoscenza.esauriente.dei.punti.di.forza.e.dei.punti.deboli.della.propria.iniziativa.raffrontata.con.gli.altri.elementi.in.gioco:.i.concorrenti,.i.clienti.ed.i.fornitori..si.ricorre.quindi.alla.Competitive.Intelligence.(CI),.che.rappresen-ta. un. metodo. sistematico. di. immagazzinamento,. elaborazione.ed.analisi.di.dati.che.considera.l’evoluzione.dello.scenario.dando.risposte.ben.precise.sui.competitor.ed.il.percorso.di.valorizzazio-ne.della.tecnologia..la.Competitive.Intelligence.viene.condotta.incrociando.dati.deri-vanti.da.fonti.primarie.(ad.esempio.interviste).con.dati.ottenuti.da.fonti.di. informazioni.pubbliche.relative.a.brevetti,.pubblicazioni.scientifiche,.informazioni.economico-finanziarie.e.business.news..la.qualità.dei.dati.raccolti.influisce.profondamente.sulla.succes-siva.fase.di.analisi.che.prevede.il.coinvolgimento.di.competenze.multidisciplinari.e.l’utilizzo.di.sistemi.statistici.come.il text mining..Il.valore.aggiunto.della.competitive.intelligence.risiede.nell’ultima.fase.di.interpretazione.delle.informazioni,.direttamente.connessa.allo.sviluppo.di.una.strategia.aziendale,.che.può.essere:.a.breve,.a.medio.o.a.lungo.termine..Attraverso.questa.metodologia.si.cer-cano.di.minimizzare.i.rischi.e.massimizzare.le.opportunità.dando.risposte.precise.a.domande.del.tipo:.•. Chi.sta.operando.in.questo.momento.sul.mercato.delle.nano-

particelle.di.argento.per.applicazioni.nel.biomedicale?•. Cosa.sta.proponendo.il.mio.competitor?•. Dove.sviluppa,.produce.e.commercializza.il.prodotto.contenen-

te.nanoparticelle?•. Che.investimento.ha.richiesto.l’avvio.del.progetto.e.la.fasi.suc-

cessive?•. Quando.ha.cominciato.ad.operare.sul.mercato?•. Come.si.sta.muovendo.a.livello.di.partnership.e.distribuzione?•. A.che.prezzo.propone.il.prodotto?.

Per.giungere.a.delle.risposte.adeguate.si.segue.il.processo.che.è.schematicamente.riportato.in.Figura.1,.in.cui.si.parte.dalle.esigen-ze.dell’utilizzatore.finale.(come.ad.esempio.un.manager),.per.poi.tornare.alla.fine.del.ciclo.al.punto.di.partenza.con.un.bagaglio.di.informazioni.strutturate.in.un.piano.d’azione..Diverse.possono.essere.le.esigenze.delle.imprese.che.portano.allo.svolgimento.di.indagini.approfondite..Un.elenco.non.esaustivo.di.richieste.o.ne-cessità.possono.essere:•. Monitorare.le.attività.dei.competitor.e.della.loro.strategia•. Monitorare.i.clienti.ed.i.fornitori

•. effettuare.benchmarking.dell’operatività.e.performance•. Analizzare.scenari.futuri•. supportare.operazioni.di. investimento,.partnership.o.merger.

&acquisition•. Verificare. l’impatto.di. leggi. e. regolamenti. sull’evoluzione.del.

business•. supportare.il.deposito.o.l’acquisizione.di.proprietà.intellettuale•. Analizzare. i. risultati. di. r&D. pubblica. e. privata. su. argomenti..

specifici•. Valutare.i.trend.dell’industria.e.del.mercato

ogni.prodotto.possiede.un.suo.ciclo.di.vita.che.è.possibile.de-scivere.come.il.susseguirsi.di.una.serie.di.stadi.di.sviluppo..la.CI.fornisce.diversi.benefici.a.seconda.dello.specifico.punto.nel.per-corso.di.evoluzione..la.Figura.2.descrive.la.funzione.delle.attività.di.intelligence.utilizzate.nella.trasformazione.della.tecnologia.per.giungere.sul.mercato.

Figura 1 Processo schematico di Competitive Intelligence (CI): sono evidenziati gli attori coinvolti ed i vari step che portano al documento strategico finale.

Figura 2 Benefici attesi dalle attività di intelligence utilizzate nel corso della trasformazione di una tecnologia in un prodotto (tratto da Brenner 2005)

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Marketing delle nanotecnologieIl.presupposto.da.cui.partire.per.delineare.la.commercializzazione.di.un.quasiasi.prodotto.è.la.contemporanea.presenza.di.rischi.ed.opportunità.. la. tipica. polarizzazione. che. si. è. creata. anche. nel.caso. delle. nanotecnolgie. vede. da. un. lato. le. prospettive. di. so-stanziali.ricavi.da.parte.delle.imprese,.mentre.dall’altro.il.timore.dell’opinione.pubblica. relativamente.all’impatto.sull’ambiente.e.sulla. salute.nell’adozione.di.queste. tecnologie..Questo.sta.por-tando.i.prodotti.con.prefisso.nano.ad.essere.al.centro.di.alcune.controversie.ed.a.crescenti. controlli,. soprattutto.nel. caso.di.un.ipotetica.ampia.diffusione.sul.mercato..Per.determinati.settori.si.teme. l’instaurarsi.di.un.nuovo.“effetto.oGM”..Diversi. tavoli.di.lavoro.sono.stati.avviati.in.europa.e.negli.UsA.per.definire.norme.e.procedure.adeguate.all’entrata.sul.mercato..Quindi.nel.predi-sporre.un.piano.di.marketing.è.necessario.tener.conto.della.legi-slazione.vigente,.ma.anche.delle.proposte.in.fase.di.valutazione.e.stesura.che.potrebbero.modificare.profondamente.lo.scenario.Nel. proporre. delle. soluzioni. nanotecnologiche. alle. imprese. si.possono.scatenare.emozioni.contrastanti.in.cui.da.un.lato.si.tro-vano.degli. interlocutori.nettamente.entusiasti.e.ben.predisposti.alla.sperimentazione,.invece.dall’altro.persone.avverse.al.minimo.cambiamento.. In.entrambi. i. casi,.ed. in. tutte. le. situazioni. inter-medie,. ricopre. un. ruolo. fondamentale. il. rapporto. costi-benefi-ci..Un.suo.valore.favorevole.rappresenta.la.chiave.di.volta,.che,.se.opportunamente.corredata.da.grafici.e.valori.numerici,.riesce.a. sorreggere. un. intero. progetto. di. trasferimento. nanotecnolo-gico.. la.definizione.di.un. rapporto.ottimale. fra. il. risultato. rag-giunto. e. l’investimento. effettuato. è. facilitata. quando. le. azioni.di.Competitive. Intelligence,. le. strategie.di.mercato. e. le. attività.di.r&D. sono. interconnesse.. sia.nel. caso. in. cui.una.nuova. tec-nologia.venga.spinta.da.un.gruppo.di.ricerca.(technology.push),.sia.trovandosi.di.fronte.a.precise.richieste.da.parte.di.un.azienda.che.ha.bisogno.di. innovare.un.prodotto.(technology.pull),. l’ap-proccio.deve.essere. fortemente.orientato.al.mercato:. si.avvia. il.trasferimento.tecnologico.pensando.ad.un.ipotetico.cliente.e.si.conclude.il.processo.fornendo.la.soluzione.tecnologica.adeguata.al.cliente.individuato..le.strategie.di.comunicazione.giocano.un.ruolo.non.trascurabile.nell’approccio.al.mercato.delle.nanotecnologie..Ad.esempio.le.im-prese.che.commercializzano.prodotti.nanotech.si.trovano.a.dover.scegliere.se.sottolineare.la.presenza.di.una.nanoparticella.come.elemento.differenziante.oppure. tramettere. in.modo.discreto. la.presenza.della.tecnologia.puntando.maggiormante.sulla.funzio-ne.che.svolge..Naturalmente.la.diversa.strategia.dipende.dall’am-bito.di.applicazione..I.due.seguenti.casi.esemplificativi.riguardano.l’aggiunta.di.argento.nanocristallino.in.materiali.polimerici.e.tes-suti.per.sfruttare.le.spiccate.caratteristiche.antibatteriche..

Caso 1: contenitore per alimentiNel.corso.del.2006.era.possibile.acquistare.online.un.set.di.conte-nitori.in.polipropilene.(Freshlonger™).capaci.di.rallentare.la.pro-

liferazione.di.batteri.e.di.muffe.grazie.alla.presenza.dell’argento..la.promozione.del.prodotto.puntava.in.modo.massiccio.sull’azio-ne.antimicrobica.naturale.delle.particelle.nonché. il. significativo.miglioramento.nella.conservazione.dei.cibi.

Caso 2: garze per medicamenti.l’utilizzo. dell’argento. nanocristallino. come. principio. attivo. nei.medicamenti.è.stato.approvato.dall’FDA.da.diversi.anni..sin.dal.1998.sono.presenti.sul.mercato.le.garze.Acticoat™.che.permet-tono.un.efficace.controllo.dei.batteri.per.mezzo.della.tecnologia.sIlCrYst™.. In. questo. caso. il. prodotto. ha. sfruttato. appieno. il.vantaggio.competitivo.dato.dall’approvazione.dell’ente.governa-tivo.americano.e.dall’immagine.tecnologica.costruita.attraverso.i. brand.. Il. medicamento. viene. atttualmente. utilizzato. a. livello.mondiale,.negli.ospedali.di.almeno.30.paesi.

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11. A. Gambardella, P. Giuri, A. Luzzi, “The Market for Patents in Europe”. LEM Papers Series 4 (2006)

ContattiAlessandro PirasNANTO srl, Nanotechnology Transfer Organization Via San Nicolo’, 11, 34121 Trieste, ItaliaTel.: +39 040 06 40 351, fax: +39 040 46 06 [email protected] - www.nanto.org

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TNotizie in breve

master in Tecnologie per la micro e Nanoelettronica università di roma “La Sapienza”Il.Master.“tecnologie.per. la.micro.e.nanoelettronica”.mira.alla.formazione.di.figure..professionali.in.grado.di.gestire.agilmente.flussi.di.processo.per.l’elettronica.integrata.su.scala.nanometrica,.nonchè.problematiche. economiche. e.di.mercato. legate. all’alto.contenuto.innovativo.dei.prodotti.in.ambienti.industriali.ad.alto.livello.competitivo.su.scala.mondiale..Un. obiettivo. di. così. ampio. respiro. richiede. le. competenze. del-l’Accademia.e. l’esperienza. sul. campo.dell’Industria.. la. sinergia.tra.questi.due.mondi.permette.al.Master.di.avvalersi.di.docen-ti. di. eccellenza. provenienti. da. dodici. Università. italiane. e. da.una. olandese,. da. Micron. technology. Italia. (principale. spon-sor. finanziario. del. Master,. attraverso. la. Fondazione. Micron).e. da. altre. sette. aziende. internazionali. leader. nel. settore..sostengono.l’iniziativa,.a.livello.di.docenza,.le.seguenti.aziende:.Micron. technology. (leader. mondiale. nei. semiconduttori,. prima.nel. fatturato. di. sensori. di. immagini. CMos. integrati);. MeMC,.AP&s,.sMC,.AsMl,.PAll,.AlCo,.Applied.Materials.(Aziende.che.fabbricano.strumentazione,.impianti.e.sistemi.in.vuoto.per.le.tec-nologie.e.i.processi.elettronici);.silvaco.(software.per.la.simulazio-ne.di.dispositivi.a.semiconduttore).Dal. mondo. accademico. la. partecipazione. a. livello. di. docenza.è. ampia. e. di. eccellenza:. intervengono. le. Università. di. Chieti-Pescara,. Bologna. e. rotterdam. (per. la. parte. di. economia);. il.Consorzio. IU.Net. (Università. di. roma. “la. sapienza,. Bologna,.Padova,.Udine,.Pisa,.Modena-reggio.emilia,.Ferrara.e.Politecnico.di.Milano).,.Perugia,.l’Aquila.e.siena.(per.la.parte.di.Dispositivi.e.sistemi.Micro.e.Nanoelettronici).Il.Master.si.articolerà.in.6.moduli.per.un.impegno.complessivo.di.60.crediti:1..Processi.tecnologici2..Dispositivi.micro.e.nanoelettronici3..statistica.ed.affidabilità4..Caratterizzazione.e.testing5..Gestione.dell’innovazione6..tirocinio.formativo.in.aziendaal. conseguimento. dei. quali. l’Università. “la. sapienza”. rilascerà.il.titolo.

Durante.il.corso.è.previsto.un.tour.di.qualche.giorno.presso.due.delle.aziende.coinvolte.nei.processi.tecnologici,.uno.stage.di.al-cuni.mesi.presso.i.laboratori.delle.aziende.(spesso.all’estero),.una.giornata.di.simulazioni.di.dispositivo.e.processi.tecnologici.a.cura.di.una.delle.pochissime.ditte.al.mondo.che.vende.software.avan-zato.per..i.semiconduttori.Al.Master.sono.ammessi.20.partecipanti,.è.requisito.di.ammissio-ne.il.possesso.di.una.delle.seguenti.lauree:.Ingegneria.dei.settori.

dell’Informazione.o.Industriale.oppure.laureati.in.Fisica..sono.ri-tenute.valide.ai.fini.delle.ammissione. le.lauree.quinquiennali.o.quadriennali.del.Vecchio.ordinamento,.e.le.lauree.specialistiche...Il.corso.avrà.una.durata.annuale.per.un.totale.di.circa.600.ore.tra.lezioni.frontali.ed.esercitazioni,.ed.includerà.uno.stage.in.azienda.della.durata.di.3.mesi.la.prima.edizione.del.corso.avrà.inizio.a.settembre.2007,.con.un.bando.aperto.tra.giugno.e.luglio.e.selezioni.ai.primi.di.settem-bre..Direttore.del.master:.Fernanda.Irrera.Università.di.roma.“la.sapienza”[email protected], [email protected]

Consorzio Nazionale Interuniversitario per la NanoelettronicaIn.risposta.alla.crescente.necessità.di.adattarsi.alle.nuove.regole.della.competizione.internazionale.in.settori.strategici.della.ricer-ca. scientifica,.alcuni.gruppi.di. ricerca.accademici. italiani.hanno.dato.vita.al.“Consorzio.Nazionale.Inter-universitario.per.la.Nano-elettronica”.. Il.Consorzio,.denominato. IU.Net.(Italian.University.Nano-electronics.team),.aggrega.unità.di.ricerca.del.Ge.-.Gruppo.elettronica.-.delle.Università.di.Bologna,.Ferrara,.Modena-reggio.emilia,.Padova,.Pisa,.roma.“la.sapienza”,.Udine,.del.Politecnico.di.Milano.l’iniziativa. si. inserisce. nel. percorso. di. una. avventura. scientifica.che.nasce.negli.anni.‘70..Fu.allora.che.la.microelettronica.iniziò.a.diventare.un’area.di.sviluppo.strategico.della.ricerca.scientifica.d’avanguardia..su.queste.tematiche,.nel.corso.degli.anni,.il.no-stro.Paese.è.riuscito.a.investire.molte.risorse..sono.stati.costituiti.laboratori.tecnologici.e.strumentali.e.sono.state.formate.presso.le.principali.accademie.nazionali.generazioni.di.ricercatori.che.conti-nuano.a.essere.molto.apprezzati.a.livello.internazionale..tuttavia,.le.mutate.condizioni.del.finanziamento.della.ricerca.e.il.progresso.delle. tecnologie. nella. fabbricazione. di. dispositivi. di. dimensioni.sempre.più.ridotte,.inducono.oggi.a.modificare.i.modelli.organiz-zativi.e.ad.aggiornare.i.contenuti.della.ricerca.scientifica..È.ormai.indispensabile.che.i.singoli.laboratori.universitari.e.gli.istituti.di.ri-cerca.agiscano.in.modo.integrato.e.coordinato.per.raggiungere.le.dimensioni.necessarie.a.essere.visibili.sia.per.concorrere.ai.finan-ziamenti.della.Comunità.europea.che.per.incrementare.i.rapporti.con.le.aziende.multinazionali.del.settore.Consapevoli.che.in.un.regime.di.autonomia.universitaria.anche.la.formazione.di.nuove.aggregazioni.è.largamente.demandata.alla.responsabilità.delle.singole.istituzioni.accademiche,.le.università.suddette.si.sono.adoperate.per.dar.vita.a.IU.Net.con.lo.scopo.di.rappresentare.un’offerta.scientifica.e.tecnologica.coordinata.nel.settore.della.nanoelettronica.e.in.particolare.nell’ambito.della.si-mulazione,.progetto,.caratterizzazione,.modellistica.e.affidabilità.


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di.dispositivi.elettronici.a.dimensione.nanometrica,.mesoscopici.e.a.singolo.elettrone.All’atto.della.costituzione,.avvenuta.dinanzi.al.rettore.dell’Alma.Mater.studiorum.di.Bologna,.è.stato.eletto.direttore.il.professor.enrico.sangiorgi..Il.Consorzio,.che.ha.sede.legale.presso.il.Centro.di.ricerca.sui.sistemi.elettronici.per.l’Ingegneria.dell’Informazione.e.delle.telecomunicazioni.“ercole.De.Castro”. (ArCes).dell’Uni-versità.di.Bologna,.opera.integrando.“in.rete”.i.singoli.laboratori.attivi.nelle.diverse.università.consorziate..Nel.primo.anno.di.vita,. IU.Net.è.entrato.a.far.parte.della.com-pagine. consortile. di. due. importanti. progetti. europei. del. VI.Programma.Quadro:.il.Progetto.PUllNANo.sulle.logiche.CMos.da.32.nanometri.e.il.Progetto.eMMA.sulle.memorie.non.volatili.innovative,.e.di.un.progetto.FIrB.sulle.memorie,.per.un.budget.complessivo.di.circa.due.milioni.di.euro..Nell’immediato.futuro.IU.Net.intende.presentarsi.come.un.sog-getto.capace.di.fornire.soluzioni.integrate.nell’ambito.della.simu-lazione,.progetto,.caratterizzazione,.modellistica.e.affidabilità.di.dispositivi.elettronici.e.quindi. in.grado.di. intercettare.l’interesse.delle.aziende.multinazionali.del.settore.e.di.concorrere.con.suc-cesso.ai.finanziamenti.della.Comunità.europea.e.delle.autorità.pubbliche.nazionali.riferimentiwww.iunet.eu

Primo Certificato di valutazione su prodotti nanotecnologicie’.stato.sviluppato.da.una.società.svizzera.in.collaborazione.con.un.importante.ente.di.certificazione.tedesco.il.primo.sistema.al.mondo.di.“certificazione.del.rischio”.di.prodotti.che.fanno.uso.di.nanotecnologie.. Il.sistema.prevede.una.valutazione.dei.rischi.legati.a.salute,.ambiente.e.sicurezza.dei.prodotti.considerati.me-diante. il.confronto.con. le.conoscenze.ad.oggi.note. in.materia..Non. si. tratta. quindi. di. una. usuale. certificazione. che. verifica. la.corrispondenza. con. standards. universalmente. riconosciuti,. per-che.tali.standards.ancora.non.sono.stati.sviluppati.per.la.maggior.parte.dei.prodotti.“nanotecnologici”,.ma.invece.di.un.confronto.dettagliato. con. lo. “stato. dell’arte”. delle. attuali. conoscenze. in.termini.di.rischio.per.queste.tecnologie.e.di.una.valutazione.della.loro.applicabilità.al.prodotto.in.questione..la.società.rilascia.un.certificato. che,. ovviamente,. viene. aggiornato. periodicamente,.considerando.le.nuove.e.continue.scoperte.in.materia.riferimentiwww.innovationsgesellschaft.ch/images/publikationen/Factsheet_CENARIOS_english_arial2.pdf

rapporto del Parlamento europeo sui nanomaterialie’.stato.da.poco.pubblicato.dal.“european.Parliament’s.Committee.on. the. environment,. Public. Health. and. Food. safety”. uno. stu-dio. (“Nanomaterials. in. consumer. products. -. availability. on. the.

european.market.and.adequacy.of. the. regulatory. framework”).sull’uso.dei.nanomateriali.nei.prodotti.in.commercio.e.sulla.ade-guatezza.dell’attuale.sistema.di.regolamentazione.in.relazione.al.potenziale.rischio.per.la.salute.e.l’ambiente.di.tali.materiali.riferimentiwww.europarl.europa.eu/EST/studyList.do?lastStudies=true

Governance delle nanotecnologie in uKe’. stato. pubblicato. a. Marzo. dal. “Council. for. science.and. technology”. inglese. il. rapporto. “Nanosciences. and.Nanotechnologies:. A. review. of. Government’s. Progress. on. its.Policy.Commitments”Il.documento.è.stato.realizzato.con.l’obiettivo.di.verificare.lo.sta-to. di. avanzamento. delle. azioni. che. il. Governo. britannico. ave-va. pianificato. riguardo. alla. “governance”. dello. sviluppo. delle.nanotecnologie,. in. risposta. alle. osservazioni. e. richieste. emerse.dallo.studio.della.royal.society.-.royal.Academy.of.engineering.“Nanoscience. and. Nanotechnologies:. opportunities. and. uncer-tainities”.pubblicato.nel.2004.riferimentiwww2.cst.gov.uk/cst/business/files/nano_review.pdf


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TSeminari&ConvegniEventi passati

Nanotech 2007 NSTI International Conference 20/0/2007 - 2/0/2007; Santa Clara (uSA)

Nanotech.2007,.decima.edizione.della.Conferenza.annuale.del.Nanoscience.and.technology.Institute.(NstI),.si.è.svolta.dal.20.al.24.Maggio.2007.a.santa.Clara.(California)..

Questa.edizione.di.Nanotech-NstI.ha.mostrato.una.partecipazio-ne.ancora.superiore.a.quella.dello.scorso.anno.con.oltre.4.000.partecipanti,.oltre.400.espositori,.più.di.1700.articoli,.presenta-zioni.e.poster.

Anche. quest’anno. la. partecipazione. italiana. è. stata. notevo-le. presso. lo. stand. allestito. dall’ICe,. Istituto. nazionale. per. il.Commercio.estero,.silver.sponsor.dell’evento,.nell’ambito.della.fiera.. erano. rappresentate. Finmeccanica. (con. le. aziende.Alenia.Aeronautica,.seleX.sistemi.Integrati,.seleX.Communications,.e.le. compartecipate. elettronica. s.p.A. e. CsM),. il. Centro. ricerche.Fiat,.stMicroelectronics,.Pirelli.labs,.Colorobbia,.Mavi.sud,.tethis,.ItP.Invest.in.turin.and.Piedmont,.Politecnico.di.torino.(CHI-lAB/lAteMAr),.Veneto.Nanotech,.AIrI.Nanotec.It.Una.panoramica.generale.della.situazione.italiana.nell’area.nano-tecnologie.ed.una.descrizione.dettagliata.delle.attivita’.delle.sin-gole.aziende.compaiono.nella.brochure,.Italy.at.Nanotech,.edita.dall’ICe.e.consegnata.a. tutti. i.partecipanti.a.Nanotech.2007.al.momento.della.registrazione..

lunedì.21.Maggio.ha.avuto.luogo.il.“networking.event”.denomi-nato.“tiny.technology.....Brings.People.together.in.a.Big.world”,.organizzato.dal.nostro. ICe.ed.a.cui.hanno.partecipato,.oltre.al.Console. Generale. Falaschi. e. all’Addetto. scientifico. dell’Istituto.Italiano. di. Cultura. di. san. Francisco. scapolla,. molti. importanti.rappresentanti.del.mondo.scientifico.ed.imprenditoriale.UsA,.che.ha. consentito.un.proficuo. scambio.di. informazioni. e.di. stabili-re/rafforzare.utili.contatti..Il.23.maggio.è.stata.anche.effettuata.una.visita.alla.Nanofabrication.Facility.dell’Università.di.stanford.(sempre.organizzata.da.ICe)..

AIrI.Nanotec.It,.come.già.per.l’edizione.2006.della.Conferenza,.ha.collaborato.con.ICe.per.organizzare.la.presenza.della.delega-zione.italiana.al.padiglione.suddetto,.il.networking.event.del.21.e.la.visita.alla.Nanofabrication.Facility,.per.preparare.il.materiale.informativo.distribuitoIn.generale.la.Conferenza.ha.confermato.il.ruolo.di.assoluto.ri-lievo.che.le.nanotecnologie.hanno.nel.panorama.mondiale.della.ricerca.e.della.innovazione;.ciò.è.testimoniato.dai.“numeri”.2006.con. investimenti.worldwide.che.superano. i.12.000.B$.ed.oltre.10.000.brevetti.

Gli.UsA.si.confermano.“nano-leader”.con.investimenti.per.r&s.nelle. nanotecnologie. che. si. avvicinano. 4.000. B$. (2007),. 7000.brevetti.e.circa.700.aziende.private.(grandi.e.PMI).attive.nel.set-tore..rispetto.alla.scorsa.edizione.la.partecipazione.governativa.UsA.è.risultata.invece.meno.evidente..Presente,.ma.a.basso.profi-lo,.il.governo.americano.è.passato.dal.ruolo.iniziale.di.facilitatore.a.quello.di. osservatore,.pur. continuando.a. sostenere. la. ricerca.con.finanziamenti.mirati.attraverso. la.National.Nanotechnology.Iniziative.(NNI),.che.veicola.tutti.i.finanziamenti.federali.per.le.na-notecnologie.attraverso.le.varie.Agenzie.Governative..Per.esem-pio,.tutta. la.ricerca.biochimica.svolta.negli.UsA.riceve.finanzia-menti.da.DArPA.per.progetti.riferiti.al.contesto.NBC.

Basso.profilo.anche.tra.gli.end-user.e.i.venture.capitalist..Presenza.attenta,.ma.molto.discreta,.di. lockeed.Martin,.Boeing,. thales,.Halliburton,.Nokia.e.di.altri.player.internazionali..Questo.fa.pen-sare.che.i.giochi,.quelli. importanti,.siano.in.gran.parte.già.stati.fatti.e.che.dalla. ricerca,.ovviamente.molto.pubblicizzata,. si. stia.passando.a.una.massiccia.industrializzazione,.che,.come.è.logico.aspettarsi,.è.coperta.per.la.maggior.parte.dal.segreto..

A.conferma.di.questa.ipotesi,.due.fatti.importanti:.primo,.la.mi-croelettronica.(memorie,.processori,.ecc.).è.la.grande.assente.di.questa.edizione.di.Nanotech;.secondo,.il.turn-over.degli.sponsor.della.manifestazione.è.elevato:.molti.sponsor.degli.anni.passati.non.si.ritrovano.quest’anno..Avranno.già.raggiunto.i.loro.scopi?.A.questa.domanda.è.strategicamente.necessario.dare.una.risposta..segnali.importanti.dovranno.essere.cercati.in.altri.importanti.con-gressi.tematici,.come.ad.esempio.NanotX’07.denominato.“the.Promise. of. tomorrow-the. Business. of. Nanotechnology”. che. si.terrà.a.Dallas.dal.2.al.4.ottobre.e.dove.è.prevista.la.partecipazio-ne.di.NAsA,.lockheed.Martin,.BAe.systems,.raytheon,.raymor.Industries,.Nomadics,.Authentix,.DArPA,.NIst,.Us.Naval.research.lab..oppure.in.Conferenze.di.altro.tipo.quali.IMs.(International.Microwave.symposium),.per.verificare.la.presenza.delle.nanotec-nogie.

se. l’elettronica.è.quasi.assente.da.Nanotech.2007,. la. fotonica,.invece,. la.fa.da.padrona.e.quando.è.associata.al.“bio”.diventa.addirittura.una.“star”..Di.sensori.bio-fotonici.se.ne.sono.visti,.in-fatti,.per.tutti.i.gusti,.o.meglio.ancora,.di.tutti.i.colori!.ovviamente.l’interfacciamento.tra.mondo.bio.e.fotonica.è.tuttaltro.che.bana-le.e.passa.necessariamente.per.la.chimica..Molti.lavori.espongono.idee.su.come.realizzare.soluzioni.in.quest’ambito.

Mentre.il.trade.show.dell’anno.scorso.è.stato.caratterizzato.dalla.novità.del.boom.dei.distretti.tecnologici,.testimoniata.da.un.vero.e. proprio. affollamento. di. rappresentanze. di. Contee,. regioni. e.di.stati.federali.(scozia,.Belgio.Vallone,.Quebec,.Massachusetts,.


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distretti.statunitensi).quest’anno. i.distretti.non.si.sono.visti.e. le.rappresentanze.nazionali.presenti.(svizzera,.Australia,.Giappone,.Corea,.Cina,. la.stessa.Italia).sono.state.ben.poche..taiwan,.che.a. Nanotech. 2005. si. era. presentata. in. forze. e. che. però. già. a.Nanotech.2006.aveva.dato. segni.di.minore. interesse,.a.questa.edizione.non.c’era..

Chi.però.ha.partecipato.all’analogo.evento.Nanotech.organizzato.dai.giapponesi.a.tokyo.a.febbraio.riporta.un’esperienza.radical-mente.opposta:. la.Germania.che.si.presenta.con.uno.spazio.di.oltre.200.mq.e.molte.altre. rappresentanze.nazionali.molto.ag-gressive..Che.il.fulcro.delle.nanotecnologie.si.stia.spostando.tutto.ad.est?.Questo.è.un.punto.necessariamente.da.verificare.Come. fatto. politico. da. segnalare. –. questo. davvero. di. assoluta.rilevanza.–.c’è.stato.il.keynote.speech.di.apertura.del.congresso.tenuto.da.Mr..John.Hofmaister,.Presidente.della.shell.statuniten-se,. che.ha.parlato.di. fonti. rinnovabili. di. energia,.di. eolico.e.di.fotovoltaico.richiamando.l’attenzione.degli.scienziati.sulle.appli-cazioni.delle.nanotecnologie.per.migliorare. l’efficienza.dei.pro-cessi.di.generazione,.stoccaggio.e.impiego.dell’energia.oltreché,.in.generale,.proteggere.l’ambiente..Quello.che.più.stupisce.è.che.questo.potentissimo.direttore.cen-trale,.ex.responsabile.Hr.di.tutto.il.gruppo.shell,.ha.parlato.con.lo.stesso.linguaggio.dei.“Verdi”..Dello.stesso.tenore.sono.le.di-chiarazioni.del.Governatore.della.California.Mr..schwarzenegger.riportate.in.un.cartellone.di.benvenuto.ai.partecipanti.a.Nanotech.2007. affisso. nella. hall. del. congresso.. opportunismo?. radicale.inversione.di.tendenza?.oppure.solo.una.doverosa.lungimiranza?.Ai.posteri,.l’ardua.sentenza..Di.certo.il.binomio.ambiente-energia.condizionerà.e.piloterà.le.scelte,.gli.investimenti,.le.ricerche.e.gli.sviluppi.del.futuro.Non. a. caso. Cleantech,. da. iper-settoriale. “salone. delle. camere.bianche”.che.era,.diventa.“super-conferenza.globale.sull’energia.pulita”.e.ruba.nettamente,.per.i.non.addetti.ai.lavori,.la.scena.a.Nanotech..Questo.a.dimostrare.da.una.parte.che.il.mercato.delle.nanotecnologie.è.sempre.più.orientato.alle.applicazioni.e.dall’al-tra.che.le.nanotecnologie.sono.indicate.sempre.più.come.“solu-zione.per.problemi.quasi.impossibili”..In.altre.parole,.al.crescere.delle.aspettativa.della.società.cresce.l’interesse.dei.politici.e.dei.media.sulle.nanotecnologie.come.possibile.soluzione.di.proble-matiche.ad.elevato.impatto.socio-politico.e.anche.geo-politico:.i.problemi.posti.dall’ambiente.e.dalla.dipendenza.energetica.degli.UsA.e.dell’intero.occidente.sono.ormai.evidenti.

la.sensibilizzazione.circa.l’impatto.delle.nanotecnologie.dell’opi-nione.pubblica.non.va.però.di.pari.passo.con.le.aspettative.dei.politici..Cresce.presso.i.decision.maker.l’esigenza.di.gestire.cor-rettamente. l’informazione.per.presentare.un.quadro.esauriente.ed.attendibile.alla.società.civile..In.altre.parole,.per.un.capitano.d’industria.o.per.un.amministratore.pubblico.il.passaggio.da.es-sere.un.decision.maker.a.diventare.altresì.un.opinion.maker.nel.

campo.delle.nanotecnologie.non.è.affatto.banale..Da.molte.parti.si.avverte.la.necessità.di.stabilire,.esattamente.come.è.già.avve-nuto.per. le.biotecnologie.e.per. l’ingegneria.genetica,.oltre.che.degli.standard.tecnologici,.anche.–.e.soprattutto.-.degli.standard.deontologici.di.elevato.livello.ed.un.atteggiamento.proattivo.per.uno.sviluppo.responsabile.di.queste.tecnologie.

sono.disponibili,.nella.scia.di.quanto.era.stato.già.notato.l’anno.scorso,.parecchi.studi.oggettivi.di.carattere.tossicologico,.preva-lentemente. di. origine. UsA. ed. UK,. relativi. agli. effetti. delle. na-noparticelle..È.interessante.osservare.come.proprio.dall’Australia,.che.a.Nanotech.2005.aveva.grandemente.pubblicizzato. le.pro-prie. creme.solari. a.biossido.di.titanio.nanostrutturato,.proven-gono.alcuni.preoccupanti. risultati. relativi. all’assorbimento.delle.nanoparticelle.a.livello.cutaneo..e.quest’anno,.in.attesa.di.chiarire.definitivamente.la.questione,.creme.solari.australiane.non.se.ne.sono.viste..

In.parallelo.con.la.produzione.su.grandi.numeri.–.e.non.poteva.essere.altrimenti.–.è.partito.il.treno.degli.standard..tra.standard.de. facto.e. standard.de. iure. si. contendono. la. leadership. su. chi.detterà.legge.Ieee,.ItU.e.Iso..

Dal.punto.di.vista.tecnico.ci.sono.da.segnalare.molte.novità.ri-spetto.alle.edizioni.precedenti..Innanzitutto,.quest’anno.si.sono.visti.molti.nano-materiali. (nanotubi,.nanofili,.nanopolveri,. fulle-reni.e.nano-diamanti).prodotti.industrialmente.in.volumi.altissimi.e.dunque.diventati.commodities..la.Cina,.da.sola,.ne.produce.a.tonnellate.e.di. ciò.ha.dato.ampia.dimostrazione. regalando.nel.suo.stand.anche.più.bustine.da.5.e.10.grammi.di.nano-materiali.di.grande.purezza.a.chiunque.ne.facesse.richiesta,.mentre.finora.i.costi.di.produzione.molto.alti.hanno.reso.di.fatto.impraticabile.l’utilizzo.dei.nanomateriali.nel.miglioramento,.assolutamente.fat-tibile,.di.importanti.caratteristiche.dei.materiali.tradizionali.

È.da.evidenziare. la.grande.presenza.e.disponibilità.di. strumen-tazione. e. macchinari:. praticamente. è. rappresentata. e. disponi-bile. tutta. la.filiera.produttiva.del.nano-chimico.con. .particolare.rilevanza.per.quanto.riguarda.i.trattamenti.superficiali..In.questo.campo,.le.roadmap.indicano.in.tre.anni.da.adesso.la.disponibilità.di.una.scelta.vastissima.di.materiali.e.di.soluzioni.s’è. notata. una. presenza. massiccia. di. software. di. simulazione..Questo.stimola.una.riflessione:.stiamo.passando.dalla.fase.“alche-mica”,.caratterizzata.da.un.forte.empirismo,.a.una.fase.scientifica.caratterizzata.dall’uso.di.modelli.basati.su.leggi.fisiche,.oppure.il.proliferare.di.modelli.–.ciascuno.basato.su.un.proprio.paradigma.–.rivela.una.incertezza.fondamentale.su.alcune.proprietà.di.base.dei. nanomateriali?. Probabilmente. sono. vere. entrambe. le. cose..Un.fatto.è.certo:.nel.mondo.“nano”.fare.esperimenti.costa.caro.e.il.software.di.simulazione.se.usato.bene.può,.nelle.fasi.prelimi-nari,.generale.notevoli.risparmi..


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Tle.parole.chiave.di.questa.edizione.sono.state:.nanotubi,.fotoni-ca,.MeMs,.microfluidica,.nanosensori.e.micro-cantilever..I.messaggi.guida.sono.stati.i.seguenti:.senza.la.chimica.non.si.va.da.nessuna.parte.ed. importanti.sono.la.meccanica.ed. i.proces-si-tecnologie.messe.a.punto.nel.silicio..serve.però. integrazione.tra.chimica,.meccanica.e.tecnologie..l’integrazione.e.l’approccio.Multiscala,. che. sono. tipicamente. industriali,. diventano. tema.di.ricerca.e.di.molte.presentazioni..Questo.non.deve.stupire.più.di.tanto,.visto.che.quello.che.si.vuole.è.scoprire.–.e.sfruttare.-.un.nuovo.mondo.dove.le.leggi.non.paiono.essere.quelle.che.sino.ad.ora.hanno.regolato.i.vari.ambiti..È.interessante.vedere.e.va.evidenziato.come.negli.UsA.la.chimica.sia.oggetto.di. una. rivalutazione.enorme,. specialmente. in. chia-ve.“nano”.e.soprattutto.“clean”..Ce.ne.accorgeremo.anche.in.Italia?..(Alessandro.Garibbo,.selex.Communications)ContattiAlessandro Garibboe mail [email protected] www.nsti.org/Nanotech2007/

Convegno-Scuola materiali Polimerici Ibridi e Nanostrutturati e l’Associazione Italiana Scienza e Tecnologia delle macromolecole. 0//07 – //07; Gargnano (BS)

l’Associazione.Italiana.di.scienza.e.tecnologia.delle.Macromolecole.(AIM).è.un’associazione.senza.scopo.di.lucro.che.nasce.nel.1975..tra.le.missioni.che.si.proposero.i.fondatori,.fu.messa.a.statuto.la.promozione.della. ricerca.e. lo.studio.dei.materiali.polimerici.nei.suoi.vari.aspetti. scientifici.e. tecnico-applicativi..Per. raggiungere.questo.obiettivo,.precorrendo.i.tempi,.fu.stabilito.che.fosse.ne-cessaria.una.rete.fra.mondo.accademico.e.industriale,.per.creare.un’interconnessione.tra.la.ricerca.applicata.e.quella.fondamentale.e.per.favorire.la.diffusione.delle.conoscenze.tra.i.ricercatori,.i.pro-duttori,.i.trasformatori.e.gli.utilizzatori.dei.materiali.polimerici..Il. successo. dell’iniziativa. è. testimoniato. dal. fatto. che. in. questi.trent’anni.di.vita.gli.iscritti.AIM.(attualmente.circa.700).sono.pro-venuti.in.eguale.misura.dal.mondo.accademico.(Università.e.CNr).ed.industriale.(compresa.la.piccola.e.media.industria)..si.può.dire.senza.temere.smentita.che.AIM.sia.diventato.un.naturale.punto.d’incontro.e.luogo.di.dialogo.tra.industria.e.università,.che,.pur.coltivando. interessi.comuni,.sono.spesso.caratterizzati.da.espe-rienze,. culture,. esigenze. e. prospettive. diverse.. Per. sottolineare.questo.ruolo.di.interfaccia,.il.Presidente.è.generalmente.scelto.al-ternativamente.tra.accademici.e.industriali.e.il.Direttivo.è.compo-sto.in.modo.paritetico.da.soci.eletti.provenienti.da.atenei.italiani,.istituti.del.CNr.e.realtà.industriali.piccole.o.grandi..Nel. rispetto. dell’impostazione. ‘interculturale’. scelta,. l’associa-zione. svolge. un’attività. scientifica. e. divulgativa. con. diversi. ap-procci.. tra. le. iniziative. si.possono. ricordare.Convegni. scientifici.nazionali.e.internazionali,.ad.esempio.a.Gargnano.dal.27.Maggio.al. 1. Giugno. From. Polymer. structure. and. rheology. to. Process.Modeling..(www.dcci.unipi.it/eupoc2007)..e.a.Catania.dal.10.al.15.settembre,.dove.si.svolgerà.il.Convegno.biennale.dell’Associa-

zione.(www.ictmp.ct.cnr.it/aim2007)...Di.grande.interesse.anche.le.“Giornate.tecnologiche”..Della.du-rata.generalmente.di.un.solo.giorno,. le.giornate.sono.dedicate.ad.argomenti.di.interesse.pratico.e.applicativo.e.risultano.quindi.principalmente.dedicate.ai.ricercatori.e.tecnici.industriali.che.ope-rano.nello.specifico.settore..Alcune.delle.tematiche.affrontate.ne-gli.ultimi.anni.:.Miscelazione.e.compound,.materiali.polimerici.in.agricoltura,.colore.e.fibre,..Polimeri.da.fonti.rinnovabili,.Polimeri.ed.energia,.riciclo,.Nanomateriali.polimerici.per.Imballaggio..Per.il.2007.sono.previsti.incontri.in.diverse.sedi.italiane.su.:.Polimeri.nell’industria.della.concia,.Automazione.e.analisi.on-line.nella.ca-ratterizzazione.dei.polimeri,.riciclo.dei.materiali.plastici.Un’altra. iniziativa. periodica. importante. è. il. Convegno-scuola.Mario.Farina,.dedicato.di.volta.in.volta.a.temi.diversi,.ma.di.gran-de.respiro.e.di.generale.interesse,.tanto.da.essere.ormai.un.pun-to. di. riferimento. nell’educazione. e. nella. formazione. di. giovani.ricercatori.del. settore.dei.polimeri.. In.una.settimana.di.maggio.o.giugno,.nella.cornice.di.Villa.Feltrinelli.sul.Garda,.i.partecipanti.alla. scuola. possono. seguire,. a. tempo. pieno,. lezioni. tenute. dai.maggiori.esperti.italiani.e.internazionali.su.tematiche.generali.di.grande.interesse.nel.settore..Negli.ultimi.anni.i.temi.trattati.sono.stati.produzione.industriale.di.polimeri,.degradazione.e.stabiliz-zazione. di. materiali. polimerici,. polimeri. in. medicina,. i. polimeri.espansi,.caratterizzazione.termica.e.meccanica.dei.materiali.poli-merici,.leghe.polimeriche,.elastomeri..Con. quest’anno. si. è. arrivati. alla. XXVIII. edizione:. Materiali.Polimerici.Ibridi.e.Nanostrutturati..la.scuola.ha.preso.in.esame.sia.i.polimeri.nanostrutturati.ottenuti.per.aggiunta.di.cariche.inorganiche.(approccio.top-down).sia.gli.ibridi.polimerici.in.cui.la.fase.inorganica.è.creata.in.situ.all’interno.della.matrice.organica.(approcci.bottom-up)..Per.affrontare.il.pri-mo.argomento.è.stata.prevista.una.sessione.dedicata.ai.materiali.inorganici.più.utilizzati. (solidi. lamellari,. silici,.nanotubi),. seguita.da.lezioni.sulla.preparazione.dei.nanocompositi.e.su.casi.specifici.di. interesse.applicativo..Al.secondo.argomento.è.stata.dedicata.la.mattinata.del.secondo.giorno,.con.seminari.sulla.preparazione.delle.nanostrutture.tramite.la.chimica.sol-gel,.le.applicazioni.at-tuali.dei.polimeri.ibridi.e.le.prospettive.future..Nei.giorni.seguenti,.si.è.parlato.delle.tecniche.sperimentali. idonee.a.caratterizzare. i.nuovi.materiali.ed.individuarne.le.nanostrutture,.del.ruolo.della.modellistica.nella.comprensione.dei.fenomeni.di.nanostruttura-zione.e.delle.problematiche.riguardanti.la.sicurezza..secondo.la.tradizione.di.AIM,.i.docenti.intervenuti.sono.stati.ricercatori.indu-striali.o.accademici. italiani.attivamente.impegnati.sui.temi.della.scuola..Ad.essi.si.è.affiancato.un.ricercatore.americano.di.spicco.(il.Prof..Pinnavaia)..Per.l’anno.venturo.l’argomento.scelto.è.il.riciclo.dei.materiali.po-limerici..(roberta.Bongiovanni)ContattiRoberta Bongiovanni, Associate ProfessorDepartment of Materials Science & Chemical Engineering Politecnico di Torino e-mail [email protected]


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1st Italian workshop on carbon nanotubes for electronic applications (ICNTe2007)2/0/2007 - 2/0/2007; Bologna

the. ‘1st. Italian. workshop. on. carbon. nanotubes. for. electronic.applications’.(ICNte2007).has.been.held.in.Bologna.(Italy).from.thursday.24.May.to.Friday.25.May.2007..the..workshop.highli-ghted. the. state. of. art. on. carbon. nanotubes. research. activities.for.electronic.applications.and.the.perspectives.of.the.Italian.re-search.groups.active.in.such.area..the.required.multidisciplinary.approach.pushes.to.define.a.shared.strategy.dealing.with.future.challenging.opportunities.associated.with.the.use.of.CNt.in.this.prominent.field.of.application..In.this.framework,.the.workshop.offered.the.opportunity. to. identify.synergies.and.to.promote.a.more.robust.cooperation.and.coordination.among.the.different.research.groups..In.this.context,.the.just.started.7th.Framework.Program.could.be.a.fundamental.driving.force.for.implementing.the.strategy,.giving.opportunities.to.the.Italian.research.commu-nity. to. present. new. ideas,. new. cooperating. initiatives. both. at.National.and.at.International.levels..the.workshop.topics.have.been:.-.synthesis.techniques.-.electrical.transport. -. electrical. and. opto-electronic. characterizations. -electronic.applications.(sensors,.field.emission.and.nanoelectro-nic.devices,.radiation.detectors,.electron.sources,.vacuum.tubes,.interconnections.and.thermal.management).)..Invited.speakers.have.been.called.for.scientific.presentations.able.to.give.a.comprehensive.overview.of. the.state-of-art.and.pers-pectives.of.fundamental.topics..related.to.carbon.nanotubes..for.electronic.applications:.•. V..Vinciguerra. (stMicroelectronics,.singapore).Carbon.nano-

tube. technology:. industrial. requirements.and.viable.applica-tions;

. M..rudan.(University.of.Bologna).Modeling.of.carrier.transport.in.CNt.Fets;

•. I..Boscolo.(University.of.Milano.&.INFN)..Field.emission;•. J..robertson.(.Cambridge.University,.UK).Growth.and.role.of.

carbon.nanotubes.for.electronics;•. P..lugli.(technical.University,.Munich,.Germany).electrooptical.

properties. of. carbon. nanotubes. and. their. applications. to.optoelectronics.

the.workshop.program.included.also.a.presentation.given..by.s..de.Haan.(wicht.technologie.Consulting,.Munich,.Germany).dea-ling.with.the.CNt.roadmap.and.highlighting.the.actual.industrial.interest.on.CNt.Furthermore,. info. on. rules. of. participation,. funding. sche-me. and. on. submission/selection. procedures. to. the. 7th.Framework. Program. have. been. also. introduced. by. A.Borgatti.(Aster,Bologna)..three.poster. thematic. sessions. (Growth.and.nanofabrication;. theoretical. modelling. and. electrical. and. op-toelectronic.characterization;.electronic.applications).have.been.devoted.to.present.the.individual.contributes.received.from.the.

68.registered.partecipants.coming.from..24.Departments.of.19.different.Universities,.6.Industrial.Companies,.12.Institutes.of.3.research.Institutions.Considering. the. strong. correlation. existing. among. state-of-art.instrumentation.and.nanotechnology,.the.workshop.constituted.also.an.excellent.platform. for. the.8.companies. that. sponsored.the.workshop.the.workshop.has.been.closed.by.a.roundtable.on.‘Carbon.nano-tubes.perspectives.and.future.actions’..Scientific Committee Maria.letizia.terranova,.Chair,.Univ..di.roma.‘tor.Vergata’.([email protected])renato.Angelucci,.CNr-IMM.Bologna.([email protected])Ilario.Boscolo,.Università.di.Milano.([email protected])Marco.Cuffiani,.Università.di.Bologna.([email protected])Fabrizio.odorici,.INFN.Bologna.([email protected])rita.rizzoli,.CNr-IMM.Bologna.([email protected])Marco. rossi,. Università. di. roma. ‘sapienza’. ([email protected])riferimentiwww.icnte.org

Workshop AIrI/Nanotec IT a research to Business 2007//2007, Bologna

All’interno.della.manifestazione.research.to.Business.(r2B),.dedi-cata.all’incontro.tra.ricerca.e.impresa,.AIrI/Nanotec.It.ha.organiz-zato.il.workshop.“Nanotecnologie:.una.opportunità.per.l’industria.italiana”. volto. ad. illustrare. le.potenzialità.delle.nanotecnologie.per.promuovere.la.competitività.del.sistema.industriale.nazionale..Dopo. una. presentazione. del. panorama. Italiano. delle. nanotec-nologie,.alcune.delle.realtà.più.attive.in. Italia. in.questo.campo,.private.e.pubbliche,.hanno.illustrato.competenze,.capacità.e.ri-sultati.della.ricerca,.applicazioni,.prodotti.che.queste.organizza-zioni.sono.in.grado.di.offrire.alle.PMI.interessate.allo.sviluppo.e.sfruttamento.di.queste.tecnologie.riferimentihttp://www.nanotec.it/documenti/WorkshopR2BProgramma.pdf

Workshop ePISTeP28/2/2007, roma

Il.progetto.ePIsteP,.finanziato.nell’ambito.della.tematica.“research.and. Innovation”. nel. 6º. Programma. Quadro. ha. come. obiettivo.la. promozione. della. partecipazione. delle. PMI. alle. Piattaforme.tecnologiche.europee.(etP-.european.technology.Platform).du-rante.il.6º.ed.il.7º.PQ.In.particolare.il.coinvolgimento.in.ePIsteP.permette.di.avere.in-formazioni.sulle.opportunità.di.finanziamento.offerte.dai.PQ,.su.come.trovare.partners.per.la.partecipazione.a.progetti.europei,.e.su.come.essere.coinvolti.nei.lavori.delle.etPs.più.vicine.al.proprio.business.


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N e w s l e t t e r . N A N o t e C . I t 1N e w s l e t t e r . N A N o t e C . I t 1

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Tle.etPs.considerate.dal.progetto.sono:.eNIAC. (Nanoelectronics),.eMobility. (Mobile. Communication),. ArteMIs. (embedded.systems).Nell’ambito. delle. attività. del. progetto,. . Apre. (Agenzia. per. la.Promozione. della. ricerca. europea). ed. eBA. (european. Business.Associates. srl),. con. la. collaborazione. di. Confindustria,. hanno.organizzato.il.workshop.“Piattaforme.tecnologiche.europee.ICt.nel.settimo.Programma.Quadro”.rivolto.a.imprese.ed.enti.di.ri-cerca,.con.l’obiettivo.di.fornire.informazioni.sulle.opportunità.of-ferte.dal.nuovo.Programma.Quadro.dell’unione.europea.e.dalle.Piattaforme.tecnologiche.europee.(etP).Durante. la. giornata. sono. state. presentate. le. Piattaforme.tecnologiche. europee. eNIAC,.ArteMIs. ed. eMobility,. attive.nei.settori.della.nano-elettronica,.dei.sistemi.embedded.e.della.co-municazione.mobile.Accanto.agli. interventi.a.cura.delle.Piattaforme.tecnologiche.di.riferimento.sono.sono.intervenuti.il.Dott..Aldo.Mascioli,.esperto.nazionale.per.la.priorità.di.ricerca.ICt.nel.VII.Programma.Quadro.di.ricerca.e.sviluppo.tecnologico,.la.Dott.ssa.Annalisa.Ceccarelli.per.descrivere.il.ruolo.degli.NCP.a.supporto.della.partecipazione.delle.PMI.ai.progetti.di.ricerca.del.VII.Programma.Quadro..Contatti www.epistep.org , www.epistep.org/italy/default.php#eventi

Nanoforum 200: l’ultrapiccolo diventa grande27//200 - 28//200; milano

la.seconda.edizione.dell’evento.dedicato.alle.micro.e.nanotec-nologie,. tenutasi. il. 27-28. settembre.presso. la. . sede.Bovisa.del.Politecnico. di. Milano,. ha. fatto. registrare. un. notevole. progres-so. rispetto. al. 2005.. Grazie. alla. collaborazione. del. Politecnico.di. Milano,. della. Camera. di. Commercio. di. Milano,. di. Promos.(Azienda. speciale. della. Camera. di. Commercio. di. Milano). e. di.sei. Camere. di. Commercio. Italiane. all’estero. (Houston,. coordi-natrice. dell’iniziativa. e. capofila. del. progetto,. Miami,. lione,. tel.Aviv,.Monaco.di.Baviera.e.san.Paolo),.nanoforum.ha.costituito.un.importante.momento.di.incontro.e.di.dibattito.attorno.ad.un.tema.sempre.più.importante.e.determinante.per.la.competitività.del.nostro.Paese..Da.una.prima.analisi,.i.numeri.risultano.più.che.raddoppiati.rispetto.alla.precedente.edizione:.più.di.650.i.parteci-panti,..per.un.totale.di.815.presenze.nel.corso.dei.due.giorni,.55.aziende.ed.enti.di.ricerca.coinvolti,.16.sessioni.specializzate,.oltre.100.relatori,.58.incontri.1to1.tra.13.imprese.estere.e.17.imprese.italiane.(realizzati.in.collaborazione.con.euro.Info.Center)..

ottimi.riscontri.in.termini.di.partecipazione.e.soddisfazione.anche.per. le.successive.sessioni.di.convegno,.che.hanno.animato.una.due.giorni.di.lavoro.tanto.intenso.quanto.qualificato:.in.partico-lare,. sono.state.molto.apprezzate. le. sessioni.di.nanotecnologie.per.la.medicina,.sensori,.micro.e.nanodispositivi..Grande.succes-so.anche.per.gli.eventi.paralleli.MAte.o.D.Project.e. Jobadvisor.career.focus.

In.seguito.ad.un’edizione.così.positiva. l’organizzazione.è.già.al.lavoro.per.nanoforum.2007..tutti.gli.aggiornamenti.in.merito.sa-ranno.pubblicati.su.www.nanoforum.it..ContattiStefano ForestiITER-Nanoforume-mail: [email protected]

Eventi futuri

IV Simposio Segredifesa21/0/07 – 22/0/07; roma

Il.V.reparto.ricerca.tecnologia.di.seGreDIFesA.del.Ministero.del-la.Difesa,.ha. indetto. il.“IV.simposio. sulle.tecnologie.Avanzate:.Nuovi.orizzonti.teorici.e.Applicativi”..Il. simposio. è. organizzato. in. collaborazione. con. la. scuola. di.Ingegneria. Aerospaziale. e. l’AIDAA. (Associazione. Italiana. di.Aeronautica.e.Astronautica).l’iniziativa. ha. lo. scopo. di. riunire. tutte. le. maggiori. realtà. acca-demiche. e. industriali. nazionali. che. operano. nel. settore. delle.tecnologie.Avanzate.Il. simposio,. che. si. terrà.a.roma.nei.giorni.21.e.22.giugno.del.2007.presso.la.scuola.trasporti.e.Materiali.delle.Cecchignola,.si.colloca.tra.gli.eventi.scientifici.più.importanti.nel.panorama.na-zionale.in.quanto.coniuga.sia.gli.aspetti.puramente.teorici.della.ricerca.di.base.che.quelli.applicativi.I.lavori.saranno.divisi.in.tre.sessioni:.“MAterIAlI.e.strUttUre”,.“elettroNICA/seNsorIstICA”,.“BIoteCNoloGIe”.le.memorie.che.verranno.illustrate.nel.corso.del.simposio.costi-tuiranno. un. punto. di. riferimento. per. tutti. coloro. che. operano.attivamente.nel.settore.della.ricerca.avanzata..Particolare.impor-tanza.verrà.data.alla.presentazione.di.dimostratori.e.prototipi.ine-renti.le.tematiche.del.simposio.Inoltre,.il.simposio.costituisce.un’ottima.occasione.per.tutti.i.gio-vani. studenti. che. intendono. avvicinarsi. al. mondo. della. ricerca.avanzata.l’evento. è. sponsorizzato. da:. Alcatel. Alenia. space,. Galileo.Avionica,.Gambetti,.rs,.seleX.sIContattiTen. Col. Giovanni PetronioV Reparto Ricerca Tecnologia di SEGREDIFESA del Ministero della DifesaTel. 06 4735 3389e-mail [email protected]

Nanochallenge 2007 e Polymerchallenge2/11/07 – 0/11/07; Padova – /12/07; Napoli

Veneto.Nanotech,. il.Distretto. Italiano.per. le.Nanotecnologie,. e.IMAst,. il.Distretto. Italiano. tecnologico. sull’. ingegneria.dei.ma-teriali. polimerici. e. compositi. e. strutture,. danno. il. via. alla. terza.edizione.di.Nanochallenge,.la.prima.competizione.internazionale.sulle. nanotecnologie. con.un.Grand. Prize. di. euro.300.000.. Per.la.prima.volta,.Nanochallenge. raddoppia. la.posta. in.gioco.con.


TN o t I Z I e

Polymerchallenge,.un.ulteriore.Grand.Prize.di.euro.300.000.mes-so.in.palio.da.IMAst.per.il.miglior.progetto.sui.materiali.polimerici.e.compositi.la.business.plan.competition.ha.lo.scopo.di.identificare.e.finan-ziare.le.aziende.leader.del.domani.nel.settore.delle.nanotecnolo-gie.e.dei.materiali.polimerici.e.compositi.e.di.avviare.nuove.impre-se.tecnologiche.in.Italia.Il. vincitore. del. Grand. Prize. per. la. categoria. nanotecnologie. ri-ceverà. . €. 300.000. da. Veneto. Nanotech. per. avviare. la. propria.attività. all’interno. del. distretto. nazionale. delle. nanotecnologie..nella. regione. Veneto.. Allo. stesso. modo,. il. vincitore. del. Grand.Prize. sui.materiali. polimerici. e. compositi. riceverà. λ. 300.000.da.IMAst,.per.fondare.una.start-up.all’interno.del.distretto.campano.tecnologico.sull’.ingegneria.dei.materiali.polimerici.e.compositi.e.strutture.I. principali. obiettivi. dei. due. organizzatori,. Veneto. Nanotech. e.IMAst,.sono.quelli.di.promuovere.la.ricerca.sulle.nanotecnologie.e.sui.materiali.polimerici.in.Italia.e.di.supportare.la.creazione.di.nuove.start-up.tecnologiche,.attraendo.i.migliori.talenti.nazionali.e.internazionali.nel.campo.della.ricerca,.dell’industria.e.della.fi-nanza.la.competizione.è.aperta.a.tutti.coloro.che.hanno.un.progetto.innovativo.che.riguarda.le.nanotecnologie.o.i.materiali.polimerici..I. team. partecipanti. avranno. l’opportunità. di. presentare. le. loro.idee. di. fronte. a. importanti. finanziatori,. venture. capitalists,. im-prenditori,.business.angels.e.scienziati.Una.giuria.internazionale.di.elevato.livello.avrà.il.compito.di.sele-zionare.i.migliori.progetti.durante.l’evento.Finale,.in.programma.a.Padova.il.29.e.30.Novembre.Partners. delle. passate. edizioni. di. Nanochallenge. includono:.Fondazione.Cassa.di.risparmio.di.Padova.e.rovigo,.Benet.Group,.CeI. –. Central. european. Iniziative,. Intel. Capital,. lux. Capital,. 3i.Investments,. Innogest,. NanoDimension. AG,. Quantica. sgr,.Pricewaterhouse.Coopers.I.team.interessati.a.partecipare.possono.registrarsi.da.ora.all’indi-rizzo.www.nanochallenge.com/registrationDeadline.per.la.registrazione.e.l’invio.degli.executive.summaries:.20..luglio..2007evento.Finale:.Padova,.29.e.30.Novembre.2007evento.speciale.per.il.vincitore.di.Polymerchallenge;.Napoli,.3.di-cembre.2007ContattiElisabetta TalaricoVeneto Nanotech s.c.p.aVia San Crispino, 106 - 35129 Padova-ItalyTel. :+39 049 7705526 . Fax: +39 049 [email protected], www.nanochallenge.com

NanoItalTex 2007Novembre 2007; milano

A. seguito. del. successo. delle. edizione. del. 2005. e. 2006,. AIrI/NanotecIt.e.texlubtec.hanno.deciso.di.realizzare.la.terza.edizione.del.convegno.“NanoItaltex:.le.nanotecnologie.per.il.tessile.italia-no”,.in.programma.per.Novembre.2007.a.Milano..Come. hanno. messo. in. evidenza. le. precedenti. edizioni,. le. na-notecnologie.rappresentano.una. importante.opportunità.per. lo.sviluppo. innovativo.dei. settori.del. tessile. e.dell’.Abbigliamento.e. l’Italia.può.contare.su.soggetti.e.competenze. in.grado.di.so-stenere.un.impegno.in.tale.direzione,.sia.a.livello.industriale.che.accademico.obiettivo. del. convegno. è. quello. di. dare. un. quadro. esauriente.delle. ricerche. in. corso.e.delle. applicazioni.più. recenti.delle.na-notecnologie.applicate.ai.settori.del.tessile.e.dell’Abbigliamento,.fornire.un’occasione.di.scambio.ed.incontro.tra.i.soggetti,.pubbli-ci.e.privati,.operanti.in.questo.ambito,.e.dare.indicazioni.circa.le.direttive,.le.opportunità.e.gli.strumenti.forniti.dai.programmi.ed.iniziative.nazionali.ed.europee.a.supporto.del.settore.Notizie.aggiornate.sul.convegno.verranno.riportate.sui.siti.delle.due.associazioni.Contattiwww.nanotec.it, www.texclubtec.it


t


N o t I Z I e

TAltri eventi

Jun.19,.Jun.21,.2007,.Duesseldorf,.GermanyEuroNanoForum2007

Jun.27.-.Jun.28,.2007,.Paris.sofitel,.FranceNanotoxicity 2007

Jul.2.-.Jul.6,.Portoroz,.sloveniaEuropean Polymer Congress 2007

Aug.02.-.Aug.05,.2007,.Hong.KongIEEE-NANO 2007

Aug.05.-.Aug.11,.2007,.torino.41st IUPAC - World Chemistry Congress

Aug.29.-.Aug.31,.2007,.KoreaNanoKOREA 2007

sep.18.-.sep.19,.2007,.Milano.Nanoforum 2007

sep.24.-.sep.25,.2007,.london,.UK.Environmental Effects of Nanoparticles and Nanomaterials

oct.2.-.oct.4,.Dallas,.U.s.A.NanoTX ‘07

oct.17.-.oct.18,.Prague,.Czech.republic.Nano for the 3rd Millennium

oct.24.-.oct.25,.london,.UKNanoparticles for European Industry II

Nov.21.-.Nov.23,.Frankfurt,.Germany.Nanosolutions 2007

Nov.27.,.london,.UK.UK Nanoforum 2007

Nov.28.-.Nov.29,.london,.UK.Investing in Medical Nanotechnologies II

AVVIso.Per.I.lettorI

NuoVe moDALITà DI DISTrIBuZIoNe

DI NANoTeC IT NeWSLeTTer

Gentile.lettore,Newsletter Nanotec IT.fino.ad.ora.è.stata.spedita.in.forma.cartacea.(e.gratuita).ad.un.ampio. indirizzario.di.persone.direttamente.coinvolte.o. interessate.nelle.nanotecno-logie.che.Nanotec.It.ha.costruito.nel.corso.delle.sue.attività,.ed.in.particolare.grazie.al.Censimento.sulle.nanotecnologie.ed.ai.numerosi.eventi.organizzati.

A.partire.da.questo.numero,.è.stato.deciso.di.attivare.la.diffusione.anche.in.formato.elet-tronico.(via.e-mail).ed.al.contempo.limitare.la.distribuzione.in.formato.cartaceo,.che.sarà.inviata.ad.un.numero.più.selezionato.di.indirizzi..Continueranno.a.ricevere. la.copia.cartacea.le.organizzazioni. iscritte.ad.AIrI/Nanotec. It.ed.i.soggetti.che.collaborano.con.l’Associazione.per.la.realizzazione.di.pubblicazioni.ed.eventi,.in.particolare.tutte.le.organizzazioni.che.hanno.risposto.al.Censimento.delle.na-notecnologie.

oltre.che.una.più.rapida.distribuzione,.il.formato.elettronico.permetterà.una.maggiore.diffusione.e.circolazione.della.rivista,.alzando.l’attuale.tiratura.di.1000.copie,.con.il.risul-tato.di.favorire.cosi.una.più.efficace.promozione.delle.nanotecnologie.e.la.conoscenza.dell’attività.in.corso,.in.particolare.quella.in.Italia.

oltre.al.formato.elettronico,.sarà.comunque.possibile.richiedere.eventuali.copie.su.carta.mediante.il.versamento.di.un.contributo.per.spese.di.tecniche.e.di.spedizione.di.20.euro.all’anno.(per.dettagli:[email protected],.www.nanotec.it).

Nota importante:Nel caso lo riteniate opportuno o vogliate essere inseriti ex-novo nella mailing list della Newsletter vi preghiamo di comunicare il vostro attuale indirizzo e-mail a [email protected] o di contattare i nostri uffici.

Pubblicazione notizie ed articoli sulle nanotecnologie:Nanotec.It.è.interessata.a.ricevere.articoli,.notizie.ed.informazioni.in.genere.su.attività.di.ricerca.nel.campo.delle.nanotecnologie.da.pubblicare.sulla.Newsletter..Quanti.volessero.sruttare.tale.opprtunità.sono.pregati.di.contattare.la.redazione.entro.il.5.di.ottobre.per.proposte. relative.ad.articoli.di.r&s.ed.entro. il.15.ottobre.per.notizie,. informazioni.ed.eventi.(uscita.prossimo.numero:.novembre.2007).

Per informazioniAndrea Porcaritel. 068848831, 068546662 - e-mail: [email protected]

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È.possibile.inserire.messaggi.promozionali.sia.sulla.newsletter.che.sul.sito.web.www.nanotec.it

1. NANOTEC IT NEWSLETTER la.Newsletter.si.propone.essenzialmente.come.forum.delle.nanotecnologie.in.Italia.e.riporta.risultati.di.ricerca.ed.applicazioni.informazioni.su.eventi,.corsi,.iniziative.di.Nanotec.It.e.degli.iscritti,.politiche.della.ricerca,.problematiche.connesse.alla.diffusione.delle.nanotecnologie..

Destinatari:.ricercatori,.pubblici.e.privati,.industrie,.istituti.universitari,.enti.pubblici.di.ricerca,.associazio-ni.industriali.e.pubbliche.amministrazioni.

tiratura:.n..1000.copie..Pubblicazione:.giugno,.novembre..

Gli.ordini.devono.pervenire.a.AIrI/Nanotec.It.entro.il 20 ottobre 2007..per.il.secondo.numero..Gli.iscritti.ad.AIrI./.Nanotec.It.usufruiscono.di.uno.sconto.del.30%.sulla.tariffe.previste.

II e III di copertina - per ogni numero1... pagina. cm. 20x29. ?. 800,001/2. .“. “. 20x14,5. ?. 500,001/3. “. “. 20x7. ?. 350,001/6. “. “. 10x7.. ?. 200,00

IV di copertina - per ogni numero1. pagina. cm. 20x29. ?. 1.000,001/2. “. “. 20x14,5. ?. 600,001/3. “. “. 20x7. ?. 400,001/6. “. “. .10x7. ?. 250,00

2. SITO WEB (www.nanotec.it)Il.sito.www.nanotec.it.è.il.solo.sito.italiano.totalmente.dedicato.alle.nanotecnologie.e.con.un’attenzione.particolare.per.attività.ed.eventi.in.essere.nel.paese.BannerDimensioni.150x50.pixel.(o.equivalenti),.risoluzione.200.dpi.

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M I N I S T E R O D E L L A D I F E S A SEGRETARIATO GENERALE DELLA DIFESA E DIREZIONE NAZIONALE

DEGLI ARMAMENTI V REPARTO RICERCA TECNOLOGICA

- Roma –

IV° SIMPOSIO SULLE TECNOLOGIE AVANZATE

Nuovi Orizzonti Teorici e Applicativi

Roma, 21-22 Giugno 2007

Il Simposio è sponsorizzato da:

SCUOLA DI INGEGNERIA AEROSPAZIALE DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA AEROSPAZIALE E

ASTRONAUTICA

SEZIONE DI ROMA

made in Italy

nanotecnologie

È possibile coniugare la qualità e lo stile del Made in Italy con le nanotecnologie per aumentarne la competitività?L'impatto delle nanotecnologie sul tessuto industriale Italiano: testimonianze di successo.

I SETTORITessile, Salute, Packaging, Elettrodomestici bianchi, Materiali per costruzione, Pneumatici, ecc.

LE AZIENDEPIRELLI TYRE | ARTERRA BIOSCIENCE | GRADO ZERO ESPACE | MASCIONI | SOLOS / Indicam Centromarca | SAFE MARINESIPA Zoppas Industries | GRUPPO GAMBARELLI | COLOROBBIA | ITALCEMENTI | FINCERAMICA | INDESIT | SAES GETTERS

CONVEGNOMADE IN ITALY E NANOTECNOLOGIEtradizione e innovazione si incontrano

Roma 21 giugno Consiglio Nazionale delle RicercheAula Marconi ore 9:00

Con il patrocinio del Ministero dello Sviluppo Economico

Nanotec IT è una struttura autonoma di AIRI creata nel 2003 con l’obiettivo primario di essere il punto di riferimento nazionale per le nanotecnologie e contribuire a rendere più efficace ed efficiente l’impegno del Paese nel settore.

Attività del Centro: • Raccolta di informazioni sulle nanotecnologie sia a livello nazionale che internazionale • Diffusione capillare delle informazioni raccolte• Censimento dell’attività in Italia nelle nanotecnologie• Elaborazione di documenti volti a far emergere le necessità del settore per rendere più efficace ed efficiente l’impegno Nazionale nel settore.• Promozione di contatti e collaborazioni per R&S tra imprese e tra imprese e istituzioni di ricerca.• Organizzazione/promozione di convegni, seminari, iniziative di formazione legati alle nanotecnologie.• Partecipazione a progetti della UE e nazionali sulle nanotecnologie. • Supporto alle PMI per la partecipazione a progetti di R&S nazionali e internazionali, in particolare europei.

Iscritti a Nanotec IT:• A.P.E. Research • BRACCO IMAGING• CHILAB - Politecnico di Torino• CNIS - Centro di Ricerca per le Nanotecnologie applicate all’Ingegneria della Sapienza • CNR - Dipartimento di Progettazione Molecolare• CNR - ISMAC (Istituto per lo studio delle macromolecole)• CNR - ISMN (Istituto per lo studio dei materiali nanostrutturati)• CNR - ISTM (Istituto di scienze e tecnologie molecolari)• CNR - ITIA (Istituto di Tecnologie Industriali e Automazione)• CRF - Centro Ricerche FIAT • CSM - Centro Sviluppo Materiali• CRIM - Scuola Superiore Sant’Anna (Centro di Ricerche in Microingegneria)• CTG - Centro Tecnico di Gruppo - Italcementi• DE NORA Tecnologie Elettrochimiche • HITECH 2000 Srl• INSTM (Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali)• ENEA - Dipartimento Materiali e Nuove Tecnologie • ENI• INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare)• FONDAZIONE KESSLER/IRST • PIRELLI LABS• SAES GETTERS• SELEX SISTEMI INTEGRATI• SERVITEC• SINCROTRONE Trieste• STMICROELECTRONICS• TETHIS Srl• TEXCLUBTEC• VENETO NANOTECH

L’iscrizione a Nanotec IT è aperta tutti coloro che sono impegnati nelle nanotecnologie, o contano di farlo, ma anche a coloro che sono interessati a mantenersi aggiornati circa gli sviluppi di questo settore. AIRI- Associazione Italiana per la Ricerca IndustrialeNata nel 1974 per promuovere lo sviluppo della ricerca e dell’innovazione industriale e la collaborazione tra ricerca industriale e ricerca pubblica, AIRI (associazione senza scopo di lucro) rappresenta oggi non solo un essenziale punto di confluenza per più di 110 soci (aziende pubbliche e private, enti pubblici di ricerca, associazioni industriali ed istituti finanziari che si occupano di ricerca applicata), ma è soprattutto espressione diretta di circa 22.000 addetti alla R&S nelle imprese e di circa 13.000 addetti degli enti pubblici di ricerca.

Molti eventi e pubblicazioni rappresentano il contributo che AIRI, dalla sua istituzione, ha fornito all’approfondimento di problemi di politica e gestione della ricerca , così come molte sono le analisi e le proposte per lo sviluppo della ricerca e

dell’innovazione. Particolare attenzione è stata data da sempre alle problematiche delle PMI, anche per la introduzione di innovazioni tecnologiche e organizzative, per attivare le collaborazioni fra imprese e ricerca pubblica, per la partecipazione

a programmi di ricerca nazionali e comunitari.

AIRI/Nanotec IT | Viale Gorizia 25/c | 00198 Roma | tel. 068848831-068546662 | fax [email protected] | www.nanotec.it | www.airi.it

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