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RELAZIONE CONSUNTIVA DI ATTIVITÀ SCIENTIFICA

2016

ai sensi dell’art. 6, comma 4, lettera f. dello Statuto

Approvata dal Consiglio di Amministrazione in data 20 luglio 2017

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INDICE PRESENTAZIONE ........................................................................................................................ 5

PARTE 1 – Elementi generali e sintesi delle attività svolte ..................................................... 7

1 – INRIM - Compiti e missione .................................................................................................. 9

2 – INRIM - Organizzazione e infrastrutture .............................................................................. 9

3 – Quadro di riferimento e interazioni con altre istituzioni .................................................... 9

3.1– Collaborazioni internazionali ............................................................................................. 9 3.2 – Consorzi e Convenzioni con Ministeri, Regioni, Università e altri enti ........................... 12 3.3 – Fondi premiali da MIUR per progetti di ricerca ............................................................... 14 3.4 - Infrastrutture di ricerca .................................................................................................... 20

4 – Stato di attuazione delle attività relative al 2016 .............................................................. 23

5 – Risultati 2016 e confronto con anni precedenti ............................................................... 26

6 – Metodi di indirizzo, gestione e valutazione delle attività ................................................. 29

7 – Risorse di personale ........................................................................................................... 29

8 – Risorse finanziarie .............................................................................................................. 31

PARTE 2 – Schede di attività ................................................................................................... 35

1 – Direzione scientifica ........................................................................................................... 37

Segreteria scientifica ............................................................................................................... 44 Divisione Metrologia Fisica ..................................................................................................... 47 Divisione Metrologia per la Qualità della Vita .......................................................................... 54 Divisione Nanoscienze e Materiali .......................................................................................... 72

2 – STALT - Innovazione e servizi metrologici ....................................................................... 87

Appendice 1: Struttura organizzativa dell’INRIM ..................................................................... 107

Appendice 2: Progetti EMRP ..................................................................................................... 108

Appendice 3: Altri progetti INRIM .............................................................................................. 111

Appendice 4: Convenzioni con altri Istituti e Università ......................................................... 114

Appendice 5: Laboratori principali ............................................................................................ 118

Appendice 6: Acronimi ............................................................................................................... 119

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TABELLE Tabella 1 - INRIM – CMC ................................................................................................................ 10

Tabella 2 - Mappatura dei settori metrologici INRIM ....................................................................... 10

Tabella 3 – Progetti su contratto avviati e ancora in corso nel 2016 .............................................. 14

Tabella 4 – Progetti su contratto avviati e ancora in corso nel 2016 .............................................. 14

Tabella 5– Finanziamenti ricevuti nel quinquennio 2010-2016 e già acquisiti per i prossimi anni .. 21

Tabella 6 –Pubblicazioni nel periodo 2013-2016 ............................................................................ 27

Tabella 7 – Distribuzione delle pubblicazioni 2016 ......................................................................... 27

Tabella 8 - Knowledge transfer - altri prodotti di valorizzazione applicativa ................................... 28

Tabella 9 - Knowledge transfer - formazione .................................................................................. 28

Tabella 10 - Personale dipendente al termine degli anni 2014-2015-2016 .................................... 29

Tabella 11 – Personale in servizio al 31/12/2016 ........................................................................... 29

Tabella 12 - Personale TI (al 31/12/2016) ...................................................................................... 30

Tabella 13 – Altro personale ........................................................................................................... 30

Tabella 14 - Entrate (al netto delle partite di giro) per gli esercizi 2014-2016 (k€) ......................... 31

Tabella 15 - Spese (al netto delle partite di giro) per gli esercizi 2014-2016 (k€) ........................... 32

Tabella 16 Indicatori della gestione finanziaria ............................................................................... 33

Tabella 17 - Personale TI (al 31/12/2016) ...................................................................................... 42

Tabella 18 – Divisioni: risorse umane (TPE) per tipologia di attività ............................................... 43

TABELLE APPENDICI Tabella 1 – Valore totale e finanziamento UE progetti EMRP (4a call) avviati nel 2013 ............... 108

Tabella 2 – Valore totale e finanziamento UE progetti EMRP (5a call) avviati nel 2014 ............... 109

Tabella 3 – Valore totale e finanziamento UE progetti EMPIR (1a call) avviati nel 2015 .............. 109

Tabella 4 – Valore totale e finanziamento UE progetti EMPIR (2a call) avviati nel 2016 .............. 110

Tabella 5 - Progetti di ricerca UE ed internazionali (non Euramet) attivi nel 2016 ........................ 111

Tabella 6 - Progetti di ricerca nazionali attivi nel 2016 .................................................................. 112

Tabella 7 - Progetti di ricerca Industriali attivi nel 2016 ................................................................ 113

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PRESENTAZIONE

Ai sensi del decreto legislativo n. 38/2004, l’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM) è Ente pubblico nazionale con il compito di:

svolgere e promuovere attività di ricerca scientifica nei campi della metrologia;

ricoprire le funzioni d’istituto metrologico primario ai sensi della legge n. 273/1991;

valorizzare, diffondere e trasferire le conoscenze acquisite nella scienza delle misure e nella ricerca sui materiali, per favorire lo sviluppo del sistema Italia nelle sue varie componenti.

A partire dal 2014 e fino al 2024, l’INRIM, in qualità di Istituto Metrologico Nazionale, coordina la partecipazione italiana (industrie, istituti delegati) al programma di ricerca denominato European Metrology Programme for Innovation and Research (EMPIR), lanciato nel 2014 da EURAMET, l’Associazione degli Istituti Metrologici Europei,

Il valore totale di EMPIR è 600 M€: 300 M€ da risorse nazionali e 300 M€ dall’unione europea. Il 30% del cofinanziamento comunitario, 90 M€, finanzia la partecipazione di industrie, università e istituti di ricerca europei ed extra-europei. Il valore della partecipazione italiana è previsto pari all’8%.

Gli obiettivi del programma sono: i) sviluppare conoscenze e soluzioni appropriate e integrate atte promuovere l’innovazione e la competitività; ii) sviluppare tecnologie di misura indirizzate alle sfide poste dai problemi energetici, della salute e dell’ambiente; iii) creare un sistema di ricerca integrato con adeguata massa critica e impegni a livello nazionale, europeo e internazionale; iv) realizzare infrastrutture metrologiche europee ove appropriato.

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PARTE 1 – Elementi generali e sintesi delle attività svolte

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1 – INRIM - Compiti e missione

Il compito, le funzioni e la missione dell’Istituto sono definiti dal decreto istitutivo1 del 2004, ripresi più ampiamente nello statuto predisposto secondo il D.Lgs. n.213/2009 e nel documento di visione decennale, per cui l’INRIM:

- è ente pubblico nazionale con il compito di svolgere e promuovere attività di ricerca scientifica nei campi della metrologia;

- svolge le funzioni di istituto metrologico primario ai sensi della Legge n.273/1991; - valorizza diffonde e trasferisce le conoscenze acquisite nella scienza delle misure e nella ricerca sui

materiali.

Questa relazione annuale, redatta in ottemperanza a quanto previsto dall’articolo 11, comma 2, lettera b del vigente Statuto, intende presentare i risultati conseguiti dall’INRIM nel 2016.

2 – INRIM - Organizzazione e infrastrutture

La struttura organizzativa dell’INRIM è riassunta in Appendice 1.

L’INRIM ha la sede a Torino in Strada delle Cacce 91 e si distribuisce su un’area di circa 13 ettari, su cui, in fasi successive, sono stati realizzati un totale di 13 edifici fuori terra e una struttura completamente interrata (galleria) che sviluppano nel loro complesso una superficie utile di 37.000 m2. Nel corso del 2014 la superficie coperta di m2 45.000 già utilizzata a seguito della fusione degli enti IEN e IMGC è stata trasferita da CNR a INRIM. Per il trasferimento del diritto di superficie relativo all’area su cui insistono i fabbricati ex CNR, si è provveduto a gennaio 2017 con la sottoscrizione del relativo atto. La proprietà dell’intera area è del Comune di Torino e il diritto di superficie scadrà nel 2077. A questa superficie sono da aggiungere 11.000 m2 della sede di Corso M. D’Azeglio.

I laboratori adibiti alle diverse attività di ricerca e ai servizi di taratura, misura, prova e certificazione coprono il 70% della superficie utile. Il restante 30% è destinato a uffici, biblioteca, amministrazione, officine, servizi e infrastrutture di supporto alle attività.

Altre strutture sono dislocate a Pavia, a Firenze e, in prospettiva, a Matera.

3 – Quadro di riferimento e interazioni con altre istituzioni

Gran parte delle attività INRIM sono integrate in iniziative e collaborazioni internazionali e nazionali, a testimoniare la valenza dinamica del modo di operare dell’Ente.

3.1– Collaborazioni internazionali

A livello internazionale, l’INRIM partecipa alle attività del CIPM (International Committee for Weights and Measures) e i relativi Consultative Committees (CC). In particolare, l’INRIM partecipa, attraverso propri rappresentanti designati, a 8 dei 10 Consultative Committees del CIPM. Nel 2016 il Direttore scientifico dell’INRIM è stato eletto nel CIPM. In questo ambito, dal 1999 l’INRIM aderisce al CIPM Mutual Recognition Arrangement (MRA2) che, regolando il mutuo riconoscimento dei campioni nazionali e dei certificati di taratura e di misura emessi dagli NMI dei Paesi firmatari, pone le basi per l’equivalenza delle misure a livello internazionale.

L’adesione al CIPM-MRA comporta l’impiego di notevoli risorse umane, strumentali e finanziarie, per mantenere e migliorare le Calibration and Measurement Capabilities (CMC) pubblicate nell’appendice C del Key Comparison Data Base (KCDB) del BIPM (http://www.bipm.org/kcdb), dove sono registrati i risultati dei confronti chiave e supplementari e le capacità di misura degli NMI, riconosciuti e validati internazionalmente dal CIPM. A dicembre 2016, nel database del BIPM, l’INRIM risulta aver prodotto 415 CMC (405 in fisica e 10 in chimica).

1 D.Lgs. n.38/2004 2Il CIPM-MRA è stato finora firmato dai rappresentanti di 75 istituti - da 47 Stati Membri, 27 Associati alla Conferenza generale dei pesi e misure e 3 organizzazioni internazionali (IAEA, IRMM e WMO) - e copre altri 123 Istituti Designati come detentori si specifici campioni nazionali.

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Tabella 1 - INRIM – CMC

Field 2012 2013 2014 2015 2016

AUV Acoustics, Ultrasounds and Vibrations 42 42 42 42 42

EM Electricity and magnetism 209 1083 108 119 119

L Length 42 42 43 43 42

M Mass 108 108 98 69 5 68

PR Photometry and Radiometry 23 23 23 23 23

QM Amount of substance 10 10 12 12 10 6

T Thermometry 61 62 4 62 76 97

TF Time and Frequency 14 14 14 14 14

Totals 509 409 402 398 415

La tabella seguente è la mappatura dei settori metrologici coperti dall’Istituto in parziale riferimento ai settori individuati a livello internazionale (Comitati consultivi del CIPM):

Tabella 2 - Mappatura dei settori metrologici INRIM CC Field Sub-field Struttura

EM

DC & Q. metrology Josephson effect and DC voltage NM Quantum Hall effect and DC resistance NM, STALT Single electron tunnelling, Low DC current NM

Low frequency AC/DC transfer, AC voltage and current, impedance NM, STALT Radiofrequencies and Microwaves

RF power, scattering parameters, RF impedance STALT

Power and energy

AC power and energy NM

Electric and magnetic fields (incl. high voltage/high current tests) STALT, MQV, NM

Magnetic measurements and properties NM

M Mass&related quant.

Mass standards STALT Avogadro Constant MF Density and volume STALTViscosity STALTFluid flow STALTForce STALTPressure (high and low) STALTGravimetry STALTHardness STALTVibration STALT

L Length Basic length MF Dimensional metrology STALT

TF Time and Frequency Frequency standards MF Time scale MF

PR Photom&Radiometry Photometry and radiometry NM Quantum optics MF

T Temperature

Contact temperature measurements MQV, STALT Non-contact temperature measurements MQVThermo-physical properties MQV, STALTHumidity and moisture STALT

AUV Acoustics Physical acoustics MQV Acoustic and ultrasound STALT, MQV

QM Amount of substance

Gas analysis MQVElectrochemistry MQVInorganic analysis MQVOrganic analysis MQVBioanalysis MQV

Surface analysis MQV

3 N. 3 CMC ritirate e numerosi accorpamenti di CMCs effettuati nell’Area Metrologica “Electricity and Magnetism” 4 N. 1 CMC nuova nell’Area Metrologica Thermometry relativa al Triple point of Argon 5 N. 29 CMC ritirate nell’Area Metrologica Mass relative alla Viscosità 6 N. 2 CMC ritirate nell’Area Metrologica Amount of Substance relative a Fluidi biologici

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A livello Europeo, l’INRIM partecipa a’EURAMET (http://www.euramet.org/), l’associazione europea degli istituti nazionali di metrologia e Organismo metrologico regionale (RMO) in ambito CIPM-MRA. L’EURAMET coordina la cooperazione nella ricerca metrologica, nella riferibilità delle misurazioni alle unità SI, nel riconoscimento internazionale dei campioni e delle CMC dei propri membri. L’INRIM partecipa a 11 dei 12 Comitati tecnici EURAMET; inoltre, da maggio 2016, il Direttore Scientifico dell’ente ha assunto la carica di Vice – Presidente dell’EURAMET.

Dal 2007, l’EURAMET è responsabile dell’attuazione dello European Metrology Research Programme, EMRP, programma europeo volto a facilitare una più stretta integrazione tra i programmi nazionali di ricerca metrologica attraverso la collaborazione fra gli NMI europei con l’obiettivo di accelerare l’innovazione e la competitività in Europa.

La prima fase dell’EMRP è stata formalmente avviata con la decisione congiunta del Parlamento e del Consiglio Europeo (16 settembre 2009) sulla partecipazione della Comunità (in base all’Art. 1855 del Trattato europeo di Lisbona) al programma EMRP intrapreso da 23 stati membri attraverso EURAMET. L’impegno complessivo su 7 anni (commitment) dei paesi partecipanti ammonta a 200 M€, cui l’Italia contribuisce per circa il 7% con 14 M€.

La partecipazione degli istituti metrologici a questa fase di EMRP è stata scandita da calls a cadenza annuale, alle quali gli enti hanno risposto attraverso la proposta di progetti di durata triennale riguardanti le tematiche proposte di volta in volta dalle call.

L’INRIM ha partecipato alla prima call, dedicata al tema dell’Energia, con 7 Joint Research Projects (JRP), ottenendo un finanziamento UE di circa 682 k€. Questa fase si è conclusa nell’anno 2013.

Con la seconda call, dedicata ai temi Ambiente e Industria, l’INRIM nel 2011 ha avviato 14 nuovi progetti. Per questi JRP, 2 dei quali coordinati da ricercatori INRIM, il finanziamento UE ottenuto è stato di circa 3 M€.

La terza call, dedicata ai temi Salute, SI, e Nuove tecnologie, ha visto la partecipazione dell’INRIM con 15 JRPs (di cui uno coordinato dall’Istituto), per un finanziamento UE di 2,2 M€ nel triennio.

Si sono conclusi nel 2016 i 20 JRPs attraverso cui l’INRIM ha aderito alla quarta call (sui temi Industry, SI Broader scope e Open Excellence) coordinandone 1. Il finanziamento UE ottenuto dall’ INRIM nel triennio è stato di circa 4 M€ (Tab. 1 in Appendice 2).

Nell’ambito della quinta call, attinente ai temi Energy e Environment, l’INRIM ha in corso 8 progetti (di cui uno è coordinato dall’Istituto), con un finanziamento UE di circa 1,4 M€ (Tab. 2 in Appendice 2).

A partire dal 2014 e fino al 2024, EURAMET ha lanciato la seconda fase dell’operazione con un nuovo programma di ricerca denominato European Metrology Programme for Innovation and Research (EMPIR), attraverso il quale l’INRIM, in qualità di Istituto Metrologico Nazionale, coordina la partecipazione italiana insieme a università e industrie.

L’INRIM ha partecipato alla prima call EMPIR (dedicata al tema Industry), avviando 8 progetti nel 2015 (di cui uno coordinato da ricercatori dell’Istituto), per un finanziamento totale di circa 1,5 M€ (Tab. 3 in Appendice 2).

Alla seconda call EMPIR (sviluppata sui temi Health, SI Broader Scope e Research Potential) l’Istituto ha contribuito con 9 progetti avviati nel 2016, per il cui sviluppo ha ottenuto un finanziamento di 1,6 M€ (Tab. 4 in Appendice 2).

Sempre a livello europeo sono particolarmente significativi i progetti INRIM nell’ambito del Seventh Framework Programme of the European Community for research and technological development (FP7). Nel 2016 sono proseguiti 2 progetti (WALL e ITN-FACT) e se ne sono conclusi 2 (DRREAM e SETNANOMETRO).

Nell’ambito di HORIZON 2020, il nuovo Programma Quadro europeo per la ricerca e l’innovazione lanciato dalla Commissione Europea per il periodo 2014-2020, l’INRIM ha proseguito nel 2016 l’attività riguardante il progetto DEMETRA (Demonstrator of EGNSS services based on Time Reference Architecture) e il progetto ELECTA (Smart ELECTrodeposited Alloys for environmentally sustainable applications: from advanced protective coatings to micro/nano-robotic); è stato invece avviato nell’anno il progetto Q-SENSE (Quantum sensors - from the lab to the field).

Tra i progetti ERC della Commissione Europea spicca invece il progetto PlusOne (An ultracold gas plus one ion: advancing Quantum Simulations of in-and-out-equilibrium many-body physics) proseguito nel 2016 e finanziato dalla CE per un valore complessivo di 1.496 k€ in 5 anni.

5“Nell'attuazione del programma quadro pluriennale la Comunità può prevedere, d'intesa con gli Stati membri interessati, la partecipazione a programmi di ricerca e sviluppo avviati da più Stati membri, compresa la partecipazione alle strutture instaurate per l'esecuzione di detti programmi.”

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Di particolare rilevanza è la collaborazione con l'ESA (European Space Agency) e l'Agenzia Europea per la Navigazione (GSA), iniziata nel 1998 contribuendo alla definizione, sviluppo e sperimentazione del timing del sistema di navigazione europeo Galileo. L’INRIM ha preso parte, come laboratorio di metrologia del tempo, a tutte le fasi sperimentali del progetto Galileo.

Il 2016 è stato caratterizzato dalla sperimentazione del progetto H2020 DEMETRA (www.demetratime.eu) che ha permesso di sviluppare e validare 9 servizi di timing basati sul segnale di Galileo, anche coinvolgendo possibili utenti come il distretto finanziario di Milano, la RAI e Mediaset, diversi istituti di Metrologia europei, industrie e agenzie spaziali europee.

Sono inoltre continuate le attività di validazione degli orologi di bordo e della disseminazione di UTC e GGTO (GPS to Galileo Time Offset) in collaborazione con Thales Alenia Space Italia, mentre con la società spagnola GMV è proseguita la collaborazione nella Galileo Time Validation Facility che mantiene la sincronizzazione tra la scala di tempo di Galileo e UTC.

Nel dicembre 2016, l’INRIM ha vinto la gara, insieme a Thales Alenia Space Francia, per la costruzione del Galileo Time Service Provider, una facility che verrà realizzata nel 2017 e installata nei due centri di controllo di Galileo; grazie al supporto dell’INRIM la facility funzionerà per i prossimi 10 anni fornendo al sistema Galileo tutte le correzioni necessarie per mantenere la propria scala di tempo sincronizzata con UTC e garantire un servizio di disseminazione del tempo al livello di decine di nanosecondi.

3.2 – Consorzi e Convenzioni con Ministeri, Regioni, Università e altri enti L’INRIM partecipa all’associazione no profit ACCREDIA, ente unico di accreditamento nazionale, riconosciuto dallo Stato e vigilato dal Ministero del Sviluppo Economico, fornendo supporto tecnico per l’espletamento delle attività di accreditamento dei laboratori di taratura. Sono inoltre attive numerose associazioni con organismi internazionali, qui di seguito elencati:

College International pour la recherche en productique (CIRP); The European Telecommunications Standards institute (ETSI); Eurachem; European Society for Precision Engineering and Nanotechnology.

e con organismi nazionali

Associazione Italiana di Acustica (AIA); Associazione Italiana Controllo Qualità (AICQ); Polo di Innovazione “Biotecnologie e Biomedicale” (BIOPMED) della Regione Piemonte; Istituto marchio Qualità (IMQ); Polo di Innovazione “Meccatronica e Sistemi Avanzati di Produzione” (MESAP) della Regione

Piemonte; Società Italiana di Fisica (SIF); Unimet.

Nel 2016 l’INRIM ha stipulato le seguenti nuove associazioni:

Clever – Clean (Polo di Innovazione della Regione Piemonte operante nell’ambito tecnologico-applicativo per la protezione ambientale);

Cooperation in International Traceability of Analytical Chemistry (CITAC); International Measurement Confederation (IMEKO).

L’INRIM collabora da lungo tempo con altri importanti organismi nazionali ed europei che gravitano nell’ambito della metrologia, tra i quali si segnalano:

- CEI – Comitato Elettrotecnico Italiano: è un ente riconosciuto dallo Stato Italiano e dall’Unione Europea per le attività normative e di divulgazione della cultura tecnico-scientifica; significativa è la partecipazione di parte del personale INRIM ai suoi Comitati;

- UNI - Ente Nazionale Italiano di Unificazione: è un’associazione privata, senza fine di lucro, riconosciuta dallo Stato e dall’Unione Europea; studia, elabora, approva e pubblica le norme tecniche volontarie - le cosiddette “norme UNI” - in tutti i settori industriali, commerciali e del terziario (tranne in quelli elettrico ed elettrotecnico); rappresenta l’Italia presso le organizzazioni di normazione europea (CEN) e mondiale (ISO); parte del personale INRIM partecipa attivamente ai Working Groups e alle Commissioni dell’ente.

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Anche nel 2016 l’INRIM ha confermato l’adesione al consorzio TOP-IX, costituito al fine di creare e gestire un NAP (Neutral Access Point, altrimenti denominato Internet Exchange – IX) per lo scambio del traffico Internet nell’area del Nord Ovest. Il Consorzio TOP-IX è attivo su diversi fronti: dalla gestione delle infrastrutture per Internet Exchange (ragione per cui è stato costituito), al Development Program, con cui dal 2006 fornisce sostegno a progetti di innovazione tecnologica, fino alla piattaforma di Streaming. E’ proseguita l’adesione a FLUXONICS - The European Foundry for Superconductive Electronics, network europeo di enti di ricerca e università (tra gli altri, il PTB, l’Università di Twente in Olanda, l’Università di Jena in Germania) che opera nell’ambito della realizzazione di circuiti superconduttivi per applicazioni elettroniche dalla metrologia al calcolo quantistico. L’INRIM ha proseguito la sua partecipazione al consorzio PROPLAST, dedicato alla promozione della cultura della plastica e gestore del Polo di Innovazione “Nuovi Materiali” della Regione Piemonte. Nell’ambito della terza missione dell’Istituto, è da segnalare la collaborazione con l’associazione CMM Club Italia, associazione senza fini di lucro composta da utilizzatori, fornitori di servizi, studiosi di metrologia, laboratori metrologici, università, professionisti e costruttori di Macchine di Misura a Coordinate. L'obiettivo principale del CMM Club Italia è sviluppare e diffondere una cultura tecnica e scientifica nel settore della metrologia dimensionale in generale e di quella a coordinate in particolare, adeguata alle esigenze di qualità e competitività delle aziende italiane. Sono vigenti nell’INRIM 47 convenzioni con altri Istituti e Università, nazionali e internazionali, 8 delle quali, descritte più in dettaglio qui di seguito, sono state stipulate nel 2016. Particolarmente significative sono le convenzioni internazionali stipulate con l’Institut za mjeriteljstvo Bosne i Hercegovine (IMBIH) – Bosnia (memorandum of Understanding per regolare rapporti di collaborazione scientifica e tecnologica in ambito metrologico e, specificamente, al fine di formare i metrologi bosniaci) e il Laboratoire National de Mètrologie et d’Essais (LNE) – Parigi (accordo di collaborazione nel campo della metrologia dei fluidi al fine di costituire una struttura scientifica e un gruppo di ricerca comuni all'LNE e all'INRIM denominati "Laboratorio di Ricerca Congiunto di Metrologia dei Fluidi Evangelista Torricelli"). In ambito nazionale sono invece stati stipulati accordi con:

Agenzia Spaziale Italiana (ASI) – Roma: convenzione quadro di collaborazione nell’attività di ricerca scientifica e nella formazione professionale su tematiche di comune interesse;

Fondazione ISI – Torino: convenzione quadro di collaborazione nei campi della ricerca scientifica, delle applicazioni tecnologiche e industriali e della formazione su tematiche di comune interesse;

Società italiana di Fisica (SIF) – Bologna: convenzione operativa per l'organizzazione della scuola estiva di Varenna sulla Metrologia e le Costanti fondamentali, che si terrà a Varenna (LC) dal 26 giugno al 6 luglio 2016;

Enea – Roma: accordo di collaborazione per lo svolgimento di attività di ricerca e sviluppo nel settore delle infrastrutture di ricerca per Health & Food da effettuarsi collegialmente attraverso una Joint Research Unit (JRU) comune nazionale denominata METROFOOD-IT;

Centro Conservazione e Restauro “La Venaria Reale” (CCR): convenzione di collaborazione scientifica nel campo dei beni culturali per misure iperspettrali su dipinti e sarcofagi;

Università degli Studi di Trento, Pavia e Milano: convenzione quadro di collaborazione nei campi della ricerca scientifica, delle applicazioni tecnologiche e industriali e della formazione su tematiche di comune interesse.

Per quanto riguarda la promozione della divulgazione scientifica, l’INRIM aderisce all’Associazione Festival della Scienza: l’associazione nasce con l’obiettivo di avvicinare il pubblico ai grandi temi della scienza e della tecnologia, e ha come mission quella di promuovere, valorizzare e divulgare la cultura scientifica e tecnologica; il suo primo esperimento nel campo della comunicazione, produzione e promozione di eventi di divulgazione scientifica di rilievo internazionale è stato il Festival della Scienza, organizzato nel 2014 a Genova e riproposto per il 2015; l’associazione è aperta a nuove iniziative e disponibile ad avviare collaborazioni con realtà pubbliche e private che condividano la stessa passione per la scienza, ed è proprio in quest’ottica che l’INRIM, a partire dal 2014, ha aderito ad essa e ha delegato un proprio rappresentante quale membro del Consiglio di Amministrazione dell’organismo genovese.

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Altri contratti finanziati nel 2016

Nell’ambito dei progetti finanziati dal MIUR, nel 2016 è proseguito il progetto SIR “ULTRACOLD PLUS” (Ultracold atoms plus ions: new frontiers in hybrid quantum systems), mentre è stato avviato il progetto PRIN “HG DOPPLER SPECTROSCOPY” (A new primary method of gas thermometry based upon Doppler-broadned mercury spectroscopy in the UV region) con un finanziamento di 163 K€.

La Fondazione CRT ha invece finanziato, a partire dal 2016, il progetto STEMMREF (Materiali di riferimento per migliorare l'affidabilità delle terapie cellulari).

In ambito industriale sono stati avviati 7 progetti, tra cui spicca, per il finanziamento di 300 K€, il progetto “RUBIDIUM POP ATOMIC CLOCK - Physics package” commissionato da ESA LEONARDO SPA; il totale dei finanziamenti ottenuti in ambito industriale è pari a 655 K€ circa.

I progetti avviati nel 2016 e quelli iniziati precedentemente e ancora in corso nel 2016 sono descritti nell’Appendice 3. Cofinanziamenti ottenuti su progetti di ricerca nazionali e internazionali

Le tabelle seguenti riassumono i dati relativi ai progetti su contratto avviati e ancora in corso nel 2016, distinguendoli per tipologia. Vengono riportati la quantità e il valore del cofinanziamento in riferimento all’intera durata del contratto.

La tabella 3 riporta la quota di cofinanziamento ottenuta dall’INRIM sui programmi europei.

Tabella 3 – Progetti su contratto avviati e ancora in corso nel 2016 Tipologia Progetti avviati Progetti in corso Totale

No. (k€) No. (k€) No. (k€) Euramet (UE) 9 1.661 37 7.068 46 8.729 FP7, H2020, ERC (UE)

1 27 8 4.125 9 4.152

Altri internazionali 3 116 4 478 7 594

Totale 13 1.804 49 11.671 62 13.475

La tabella 4 riporta la quota di cofinanziamento/finanziamento ottenuta dall’INRIM sui programmi nazionali e industriali.

Tabella 4 – Progetti su contratto avviati e ancora in corso nel 2016 Tipologia Progetti avviati Progetti in corso Totale

No. (k€) No. (k€) No. (k€) Nazionali (inclusi MIUR e fondazioni)

2 212 8 1.176 10 1.388

Industriali 7 584 4 70 11 654

Totale 9 796 12 1.246 21 2.042

3.3 – Fondi premiali da MIUR per progetti di ricerca

Di particolare importanza sono i Fondi Premiali assegnati annualmente dal MIUR su progetti di ricerca selezionati per merito. Il MIUR, infatti, attraverso risorse accantonate sul Fondo Ordinario, promuove e sostiene l’incremento qualitativo dell’attività scientifica nell’ambito di una politica orientata a migliorare l’efficacia e l’efficienza nell’utilizzo delle risorse. Sono proseguiti nel 2016 i seguenti progetti che il MIUR ha finanziato, insieme ad altri finanziati solo per il primo anno, per un valore totale di k€ 4.339,111:

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Progetto n. 2: Metrologia dei parametri ambientali Progetto n. 5: Oltre i limiti classici di misura

Si riporta nel seguito un breve riassunto delle attività progettuali: P2 - Il progetto “Metrologia dei parametri ambientali” riguarda le misure di parametri fisici atmosferici e concentrazioni di inquinanti. Nell’ambito dello studio delle dinamiche oceaniche, da segnalare i risultati di misura della velocità del suono per temperature fra 0 °C e 40 °C e pressioni tra 0,1 MPa e 70MPa. Nella metrologia per la chimica atmosferica, si è applicato il metodo di diluizione dinamica per la preparazione di miscele di biossido di carbonio e ossidi di azoto, sia per la validazione delle miscele gravimetriche sia per ampliare il limite inferiore di concentrazione (intorno a 50 umol/mol per CO2 e 300 nmol/mol per NOX). Sul tema della meteorologia in ambito agricolo, si sono effettuate caratterizzazioni di strumenti e sviluppati metodi di misura per rilievi in situ (in collaborazione con IMAMOTER-CNR). Sui nuovi metodi di misura e di taratura per tecniche di telerilevamento attivo di tipo Light Detection And Ranging (LIDAR), è stata realizzata strumentazione specifica per la garanzia della riferibilità e la caratterizzazione di strumenti e metodi di misura in questi ambiti della metrologia ambientale (in collaborazione con INO-CNR). P5 – Il progetto “oltre i limiti classici di misura” intende superare i limiti classici della misura sfruttando le proprietà degli stati quantistici del campo elettromagnetico con particolare riguardo all'interferometria e all'imaging (misure sotto lo shot noise, imaging di oggetti in rumore preponderante). È proseguito il lavoro sulla quantum enhanced interferometry, progettando e iniziando la realizzazione di un dimostratore. È proseguito lo studio del quantum-enhanced imaging, dimostrando un nuovo metodo di taratura che permette di coprire la zona di transizione tra conteggio di fotoni e regime analogico e sviluppando un’applicazione del ghost imaging ai domini magnetici. Infine è stato completato il progetto esecutivo per la realizzazione dei laboratori da dedicarsi alle attività di interferometria X e ottica. Con il Decreto MIUR n. 291 del 3 maggio 2016 il MIUR ha predisposto il finanziamento Premiale complessivo di k€ 4.833,959, assegnando all’INRIM:

2.154,861 k€ sulla base dei risultati della Valutazione della Qualità della Ricerca 2004-2010;

2.679,098 k€ destinati al finanziamento di specifici progetti di ricerca, anche in collaborazione con altri enti.

I progetti, finanziati e avviati nel 2016, di cui l’INRIM è coordinatore sono i seguenti:

Metrologia di tempo e frequenza in fibra ottica per la geodesia e lo spazio (MeTGeSp) Intermodal secure quantum communication on ground and space (Q-SecGroundSpace)

L’INRIM ha potuto usufruire, complessivamente per i due progetti, di un finanziamento di k€ 1.140 circa; il resto della cifra disponibile è stata trasferita ai partner (INAF, ASI e CNR). A seguire, una breve descrizione degli obiettivi dei progetti: MeTGeSp La misura accurata del tempo e della frequenza è alla base di molteplici applicazioni in diversi campi scientifici e tecnologici come la navigazione satellitare, la geodesia spaziale e la radioastronomia. Inoltre, la misura del tempo in ambito spaziale si lega in modo fondamentale agli effetti della fisica della gravitazione secondo le leggi della relatività generale. Questo progetto intende portare alla ricerca spaziale e in particolare ai campi della geodesia spaziale, della radioastronomia e dei sistemi satellitari per la navigazione strumenti e metodi di misura innovativi che permettano un aumento significativo delle capacità osservative, una comprensione migliore dei fenomeni fisici coinvolti e un avanzamento tecnologico oltre lo stato dell’arte.

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Q-SecGroundSpace La sicurezza nelle comunicazioni è una risorsa strategica per molti aspetti della società moderna. Negli ultimi anni è emerso che gli standard attuali delle comunicazioni sicure non sono sufficienti, come mostrato dalle massicce violazioni della riservatezza dei contenuti e al controllo generalizzato dello scambio di dati e metadati. Il progetto Q-SecGroundSpace ha come obiettivo quello di sviluppare la sinergia italiana nelle nuove tecnologie per le comunicazioni sicure basate sui principi della Meccanica Quantistica e di fornire una piattaforma che permetta di collegare in modo sicuro utenti connessi da fibre ottiche con altri in grado di effettuare collegamenti satellitari. La prima macro-attività ambisce alla progettazione e realizzazione di una piattaforma QKD in fibra, di una spaziale e della loro connessione per garantire operatività intermodale. In questa prima macro-attività è anche compreso lo sviluppo dell’infrastruttura metrologica per la caratterizzazione dei dispositivi a singolo fotone dei sistemi per la QKD. Nella seconda macro-attività figurano invece attività di investigazione, sviluppo di nuovi componenti e dispositivi a singolo fotone per la QKD di prossima generazione, con particolare riferimento a sorgenti e rivelatori di singolo fotone altamente innovativi e con prestazioni migliorate rispetto allo stato dell’arte. L’INRIM partecipa anche, in qualità di partner, ai seguenti progetti avviati nel 2017:

Laboratorio multidisciplinare del Mediterraneo (LABMED) (progetto INFN) Materiali innovativi e tecnologie efficienti per le energie rinnovabili (MATER) (progetto CNR) CIBO E SALUTE (progetto CNR)

Per la partecipazione a questi progetti l’Istituto ha ricevuto dall’INFN e dal CNR un finanziamento complessivo pari a k€ 518 circa. A seguire, una breve descrizione degli obiettivi dei progetti: LABMED L’attività di ricerca in ambiente marino profondo assume sempre una maggiore rilevanza a livello internazionale non solo per ragioni puramente scientifiche ma anche per le opportunità tecnologiche ed energetiche che il mare è in grado di fornire. L’economia del mare, lo sfruttamento delle forme energetiche e delle risorse marine, soprattutto in ambiente profondo sono dei settori i forte sviluppo negli ultimi anni. L’INFN, insieme all’INGV, da anni conducono, per ragioni scientifiche, attività di ricerca in ambiente marino profondo che ha permesso di sviluppare delle infrastrutture cablate sottomarine uniche nel loro genere nel bancino del Mediterraneo. D’altra parte, l’INRIM da anni conduce nell’ambito della metrologia primaria internazionale ricerche sull’uso della fibra ottica per disribuire segnali campioni di tempo e frequenza e per ottenere nuovi sensori per parametri geoficisici quali vibrazioni e temperatura. In particolare l’INFN ha implementato una stazione sottomarina al largo delle coste di Portopalo di Capo Passero costituita da un laboratorio di terra dal quale è possibile gestire le infrastrutture sottomarine (alimentazione ed acquisizione dati), un cavo elettro ottico sottomarino della lunghezza di circa 100 km, costituito da 20 fibre ottiche e un conduttore elettrico. Il cavo elettro ottico connette la stazione di terra con il nodo sottomarino di Portopalo di Capo Passero posizionato a 3.500 metri di profondità, ad una distanza dalla costa di circa 80 km. Il sito sottomarino attualmente sta vedendo l’installazione del primo blocco del telescopio sottomarino per la rivelazione di neutrini astrofisici di alta energia KM3NeT e rappresenterà il secondo nodo cablato del progetto EMSO (mediante l’installazione di un nodo di diramazione – Junction Box, connesso al cavo elettro ottico sottomarino). Il progetto LABMED prevede la realizzazione di una rete di laboratori e stazioni di monitoraggio sottomarino per potenziare la dotazione delle infrastrutture di ricerca del laboratorio distribuito per la ricerca sul mare localizzato in Sicilia e gestito da INFN ed INGV.

MATER Il progetto MATER “Materiali innovativi e tecnologie efficienti per le energie rinnovabili” ), coordinato dal CNR e con la partecipazione di INRIM, OGS, INGV, Centro Fermi e AREA Science Park, intende dare impulso alla transizione del sistema energetico del nostro Paese verso una progressiva e continua decarbonizzazione delle fonti energetiche e una sempre più consistente produzione di energia distribuita. Il progetto si propone obiettivi coerenti con la programmazione Comunitaria e Nazionale in materia di “Energia, sicura, pulita ed efficiente”. INRIM partecipa al WP3 (MATER-CO2), con riferimento metrologia della CO2, al WP5 (MATER-BIOMASSE), in relazione alla caratterizzazione termodinamica di biocarburanti liquidi, e al WP6 (MATER-SMART), per quanto concerne il monitoraggio dello stato delle reti elettriche e la trasmissione dei dati acquisiti per la gestione delle stesse.

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Ci&Sa Il progetto Cibo & Salute (Ci&Sa), coordinato dal CNR e con la partecipazione di INRIM, Stazione Zoologica ‘Anton Dohrn’ e OGS, intende contribuire a rafforzare e innovare il sistema agroalimentare italiano individuando soluzioni adeguate ed efficaci ai crescenti e nuovi bisogni alimentari della popolazione, e ai problemi di sicurezza alimentare e sostenibilità agroalimentare. Ci&Sa affronta in maniera interdisciplinare e innovativa i temi della food quality, food safety e food security, con l’obiettivo che il cibo, a qualsiasi scala (locale, globale),sia salutare, sicuro e di qualità, e sia prodotto in maniera sostenibile e accessibile, in particolare a quei segmenti di popolazione con disturbi alimentari e/o patologie connesse ad alimentazione scorretta. Nell’ambito del progetto, INRIM è responsabile del WP relativo allo sviluppo di nuove metodologie di tracciabilità nel settore agroalimentare. Nel 2016 sono stati ulteriormente sviluppati i Progetti Strategici descritti di seguito, nei quali l’INRIM ha deciso di investire parte del finanziamento ricevuto dal MIUR (tramite Decreto Ministeriale del giugno 2014) del valore complessivo di k€ 3.612; questa quota, ricevuta come fondo premiale 2013 indiviso, è stata in parte destinata anche al finanziamento delle seguenti attività (come da delibere del Consiglio di Amministrazione del 21 aprile 2015 e del 25 maggio 2015):

- Progetti Premiali già finanziati in precedenza; - progetti da sviluppare nell’ambito della costituzione di Joint Research Lab. (JRL); - Dottorato europeo in metrologia; - servizi alla ricerca.

Un’ulteriore fonte di finanziamento per i Progetti Strategici è arrivata dal finanziamento Premiale 2014 (Decreto MIUR n. 291 del 3 maggio 2016), attraverso la delibera del 19 luglio 2017 del CdA dell’INRIM che ha stabilito di destinare una quota del finanziamento, non superiore al 30%, al proseguimento dei progetti strategici già finanziati in precedenza. Si riporta di seguito un breve descrizione dei contenuti dei Progetti Strategici: PS1 – LIFT MATERA Il progetto è l’estensione verso l’Italia centro-meridionale del progetto LIFT (disseminazione di riferimenti di tempo e frequenza di altissima qualità metrologica mediante fibra ottica). La nuova tratta sarà Firenze-Roma-Napoli-Matera, con uno sbraccio verso il centro di Telespazio presso il Fucino. Questa tratta permetterà di collegare nuovi centri di ricerca e fornirà al centro di geodesia spaziale di Matera un riferimento di frequenza primario, necessario per migliorare l’accuratezza della geo-localizzazione. Sarà possibile compiere ulteriori studi sulle nuove tecniche VLBI in common clock tra le antenne di Matera e Medicina. Il collegamento con il Fucino sarà rilevante nell’ambito del progetto Galileo, in quanto permetterà di confrontare la scala di tempo Galileo con UTC(IT), in maniera alternativa e con una risoluzione migliore rispetto alla tecnica satellitare a due vie. Nel 2015 è stato definito il contratto di noleggio della fibre; la tratta sarà attrezzata e resa operativa nel corso del 2016. PS2 – DOSIMETRIA EM Il progetto PS2 “Dosimetria elettromagnetica per applicazioni biomedicali”, costituisce un’evoluzione del precedente Progetto Premiale P7 e ha come obiettivo di contribuire allo sviluppo e all’estensione delle metodiche diagnostiche e terapeutiche basate sull’impiego di campi elettromagnetici, con particolare riferimento alla tomografia a risonanza magnetica (MRI) e all’ipertermia magnetica indotta. Il Progetto, rispondendo alle priorità delle “Society Challenges” identificate nel programma di ricerca metrologica europea EMPIR, intende stimolare l’innovazione fornendo strumenti e metodologie di analisi per ricercatori, comunità medica, organismi normativi e legislativi e produttori di apparecchiature medicali. Il progetto è articolato in due filoni principali di attività, il primo rivolto all’imaging a risonanza magnetica e il secondo allo studio e caratterizzazione di nanostrutture magnetiche per l’ipertermia indotta. Nel corso del primo anno: Sul tema dell’imaging a risonanza magnetica si sono implementate tre metodologie di ricostruzione delle proprietà elettriche dei tessuti umani, basate sulla tecnica electric properties tomography (EPT), di potenziale impiego in ambito MRI. La capacità dei tre metodi di risolvere le proprietà elettriche in condizioni prossime a quelle reali (elevata disomogeneità dei tessuti) è stata valutata e confrontata mettendo in evidenza le criticità e le potenzialità. Inoltre, si sono estesi i metodi alla ricostruzione della potenza specifica deposita nei tessuti (SAR), di interesse in ambito MR-safety per il controllo in tempo reale del riscaldamento

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dei tessuti del paziente sottoposto a risonanza. E’ inoltre in fase di realizzazione un set-up sperimentale per la misura riferibile del SAR in phantom irradiati da campi RF prodotti da antenne bird-cage ed è in fase di progettazione un phantom per la misura del riscaldamento di protesi metalliche esposte ai campi di gradiente. Sul tema dell’ipertermia mediata da nano sistemi, sono stati prodotti in INRIM, mediante tecniche nanolitografiche (self-assembling), nanodischi di materiale magnetico ricoperti da un layer di Au (Ni80Fe20 raggio 500 nm, spessore 30 nm) ed è stata effettuata una caratterizzazione microstrutturale e morfologica insieme a un test di citotossicità. Si è avviata inoltre un’analisi modellistica sullo studio dell’influenza delle proprietà fisiche e geometriche di nanodischi magnetici sui processi di magnetizzazione che si sviluppano al loro interno in funzione del campo magnetico ac applicato. Relativamente ai meccanismi di generazione del calore, il SAR di questi sistemi (specific absorption rate) è stato calcolato dalla misura dell’ aumento di temperatura in un fluido contenente i nanodischi posto un sistema a induzione (Hmax = 900 mT a 100 kHz). Si sono quindi applicati i modelli per valutate il contributo delle perdite per isteresi magnetica e di quelle dovute alle correnti indotte. Infine, si è effettuata un’analisi preliminare dei fenomeni meccanici, determinando con modelli matematici il comportamento oscillatorio dei nanodischi in funzione della frequenza di eccitazione del campo e della viscosità del mezzo in cui sono immersi. PS3 – KELVIN Il progetto “Nuova definizione del kelvin e mise-en-pratique” persegue il rafforzamento di INRIM in ambito termometrico attraverso il suo contributo alla ridefinizione del kelvin, sulla base del valore della costante di Boltzmann k, e alla nuova mise en pratique (MeP-K). In particolare INRIM è impegnato nella determinazione di k con metodi acustici, a predisporre tecniche, procedure e sistemi di misura per poter soddisfare le prescrizioni della MeP-K, a individuare e implementare nuovi approcci di termometria primaria che possano progressivamente superare le scale quali base delle misure di temperatura. Nel corso del 1° anno di attività del progetto PS3 è stata pubblicata una nuova determinazione acustica della costante di Boltzmann con 1.1 ppm di incertezza, livello di incertezza che pone il valore INRIM come centrale nella scelta da parte del CODATA del futuro valore di k. E’ stata completata, in collaborazione con NIST e CODATA, l’analisi della possibile correlazione fra le determinazioni di k con metodo acustico precedentemente ottenute a livello mondiale. E’ stato avviato, nell’ambito della collaborazione con la Seconda Università di Napoli in Doppler Broadening Thermometry, l’utilizzo della nuova cella “multipasso” e del sistema di controllo e misure termiche messi a punto all’INRiM per l’analisi delle deviazioni T-T90 tra i punti del mercurio e circa 100 °C, con obiettivo il punto dell’indio (156 °C). In campo criogenico si sono effettuate le prime misure (punto triplo e transizione solido-solido) su due celle dell'Ossigeno e si è avviata una collaborazione sul progetto Argon in Ossigeno, con il KRISS che fornirà delle miscele gravimetriche con quantità di argon note. In termometria a radiazione si sono realizzate scale tra 1084 °C e 1500 °C finalizzate allo studio di scale per interpolazione con punti fissi. E’ proseguita la collaborazione con NIM (Cina) e NPL (UK) sull’influenza delle condizioni esterne nella realizzazione di punti fissi eutettici ad alta temperatura. E’ stato studiato l’effetto dell’inerzia termica del forno nella realizzazione delle transizioni solido-liquido del Co-C (1324 °C) e la conseguente possibilità di correzione delle curve di fusione. PS4 – NANO EM Il progetto si propone di contribuire a tre diverse line di attività: (i) Sviluppo di nanotecnologie innovative per dispositive in grado di fornire alti livelli di accuratezza di

misura (ii) Studio dei principi fisici che governano il funzionamento dei dispositive alla nanoscala (iii) Metodi di misura avanzati per la caratterizzazione dei dispositive e il loro impiego in metrologia.

Sono stati individuate tre distinti WP di sotto riportati. WP1: Superconducting devices WP2: Quantized charge and resistance WP3: Spintronic structures Il progetto che ha una scala temporale di tre anni è stato finanziato a luglio del 2015 per un terzo della cifra richiesta e gli obbiettivi sono stati riscalati opportunamente Nel corso del 2015

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Superconducting devices E’ in fase di realizzazione la schiera a 10 elementi tramite EBL) Per l’impiego di schiere in cryocoler si è messo a puntola termalizzazione del cryoooler Pubb. RI) Sono stati realizzati 3D nanoSQUID con processo Fib Pubb. RI) Sono stati fabbricati con EBL e caratterizzati nanoTES di Ti (submitted a paper) Studio della cavità ottica per strutture palsmoniche in Ag or Al. Quantized charge and resistance Protocollo stabilito per la fabbricazione di giunzioni tunnel ad alta resistenza, devices in fase di testin: in fase di realizzazione sistema criogenico per un protocollo di misura a basso rumore e alta resa in misure di Coulomb blockade; Sono stati fatti modelli numerici per circuiti con dispositivi QHE e completatat l’analisi di un QHE gyrator in regime ac, 3 pubblicazioni RI Si sono realizzati i primi test per la riferibilità da RK/2 a 10 kΩ tramite comparatore criogenico di corrente Collaborazione con NIM per la realizzazione dei devices per la QHARS in finalizzazione e progettazione di QHARS 10 kohm Strutture spintroniche. E’proseguita la caratterizzazione di grafene depositato su Co, evidenziando buone proprietà strutturali ed elettroniche, oltre che l'occorrenza di una crescita di grafene sospeso su discontinuità del film. Tale effetto apre alcune interessanti prospettive tecnologiche per la realizzazione di dispositivi spintronici - le proprietà magnetiche di film amorfi di Ge:Mn sono state studiate approfonditamente, ed interpretate mediate un modello a Polaroni Magnetici Legati - a seguito dello studio di fattibilità è stata ordinata una camera da vuoto che permetterà il collegamento tra il sistema MBE esistente ed il microscopio AFM/MFM di cui è richiesto l'acquisto. JRLAB Il finanziamento si propone di sostenere la creazione di Join Research Laboratories per svolgere attività di ricerca su temi di interesse comune dell’INRIM e di altre realtà italiane di eccellenza. Il fine è di potenziare il network MET-ITALIA descritto nel paragrafo 3.4. In particolare nel 2015 è stato finanziato l’avvio dell’Italian Quantum backbone con l’installazione del primo stadio di un sistema QKD, che collega per il momento Torino a Santhia. La delibera del 19 luglio 2017 del CdA dell’INRIM ha stabilito inoltre di destinare una quota del finanziamento Premiale 2014 (non superiore al 10%) all’attivazione dei nuovi progetti SEED, progetti di breve durata che dovranno puntare su nuove idee di ricerca in ambito metrologico, da sviluppare eventualmente come proposte per soggetti finanziatori esterni all’Ente. A partire dal 2017 sono stati avviati i seguenti progetti SEED, selezionati all’interno di una vasta rosa di proposte, per i quali sono stati stanziati nel complesso k€ 200:

GeCum Test of a low pressure standard based on a superconducting microwave cavity Interference-based charge qubit for quantum metrology and sensing (IBC QuBit) Mise en pratique of an opto-acoustic primary calibration method for MEMS microphones

Si riporta di seguito un breve descrizione dei contenuti dei progetti: GeCum - Genetic Quantum Measurement Il Genetic Quantum Measurement (GQM) è un innovativo protocollo di misura in grado di emulare i meccanismi evolutivi di mutazione, ibridazione e selezione. In linea di principio, tale protocollo è in grado di superare le prestazioni delle tradizionali misure proiettive (anche nel caso in cui esse costituiscano la misura ottima, in grado di saturare il limite di Cramér-Rao quantistico). Il GQM è composto da una sequenza di iterazioni in cui lo stato in esame subisce un'interazione-interferenza iniziale (mutazione+ibridazione) seguita da una misura selettiva (selezione); grazie al parallelismo quantistico, tutte le possibili "traiettorie evolutive" dello stato vengono esplorate simultaneamente. Il fatto che il GQM possa battere, in termini di incertezza, anche la strategia ottima prepara-e-misura, rendono questo protocollo di estremo rilievo per tutte le tecnologie quantistiche, in particolare per la metrologia quantistica e le misure "quantum-enhanced."

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Test of a low pressure standard based on a superconducting microwave cavity L'obiettivo del progetto consiste nella realizzazione di un prototipo che permetta di realizzare un campione di pressione in fase gassosa nell'intervallo compreso fra 100 Pa e 10 kPa con accuratezza relativa di 20 ppm. Il campione sfrutta la possibilità di determinare con precisione estremamente elevata le frequenze di risonanza di una cavità a microonde riempità di elio e mantenuta in stato di superconduzione a temperature inferiori a 10 K. Interference-based charge qubit for quantum metrology and sensing (IBC - QuBit) Nell'ambito del progetto si intende investigare le applicazioni di una nuova tipologia di dispositivo a controllo di singole cariche che sfrutta il principio dell'interferenza quantistica delle funzioni d'onda superconduttive appositamente controllate ai capi di un nanofilo. In particolare verrà progettato, analizzato e realizzato in forma prototipale un nuovo circuito superconduttivo che realizza un qubit a stato di carica. Il peculiare controllo mediante campi magnetici rende la proposta di particolare interesse per la sua natura elettrostatica, caratteristica di rilievo per un incremento dei tempi di coerenza degli stati quantistici in gioco, limitati fortemente dall'interazione con sistemi di cariche di backround a due livelli. Mise en pratique of an opto-acoustic primary calibration method for MEMS microphones Il progetto si propone di sviluppare un metodo di taratura basato sulla misura della velocità delle particelle di aria in condizioni di campo libero (camera anecoica) mediante la misura della correlazione della dispersione di fotoni nella zona in cui interferiscono due raggi laser. Dalla misura della velocità si ricava la pressione acustica (l'impedenza dello spazio libero è calcolabile) che incide sul microfono in taratura, successivamente posto nella zona di interferenza. Il metodo è primario e direttamente riferibile a grandezze del SI. 3.4 - Infrastrutture di ricerca European Metrology Research Programme (EMRP) European Metrology Programme for Innovation and Research (EMPIR) INRIM coordina la partecipazione italiana a due programmi di ricerca gestiti da EURAMET (2009-2017, European Metrology Research Programme – EMRP, 2014-2024 European Metrology Programme for Innovarion and Research – EMPIR), co-finanziati attraverso l’art.185 del trattato europeo di Lisbona. Il valore di EMRP è 400 M€: 200 M€ da risorse nazionali e 200 M€ dall’unione europea; il valore della partecipazione italiana a EMRP, 14 M€, è 7.0%. Il valore di EMPIR è 600 M€: 300 M€ da risorse nazionali e 300 M€ dall’unione europea; il 30% del cofinanziamento comunitario, 90 M€, finanzierà la partecipazione di industrie, università e istituti di ricerca europei ed extra-europei. Il valore della partecipazione italiana a EMPIR, 24 M€, è 7.6%. Gli obiettivi del programma EMPIR sono: i) sviluppare conoscenze e soluzioni appropriate e integrate atte promuovere l’innovazione e la competitività; ii) sviluppare tecnologie di misura indirizzate alle sfide poste dai problemi energetici, della salute e dell’ambiente; iii) creare un sistema di ricerca integrato con adeguata massa critica e impegni a livello nazionale, europeo e internazionale; iv) realizzare infrastrutture metrologiche europee ove appropriato. EMPIR è articolato in bandi annuali raggruppati in sei moduli:

excellence science: ricerche di metrologia fondamentale e applicata; industrial leadership: attività indirizzate dall’industria e progetti di trasferimento tecnologico ritagliati

sulle necessità industriali e che prefigurano un rapida applicazione; grand challenges (energy, health, environment): ricerche indirizzate alle sfide poste dai problemi

energetici, della salute e dell’ambiente; prenormativa: attività di ricerca e sviluppo necessarie alla normazione e alla definizione della

legislazione europea; research potential: attività indirizzate allo sviluppo delle risorse umane, in particolare nelle regioni

della convergenza; impact: attività indirizzate a sviluppare l’impatto di specifici risultati ottenuti nei progetti di ricerca

congiunti.

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Galileo Timing Research Infrastructure

L’infrastruttura sperimentale sviluppata in INRIM, con il supporto di diversi progetti ESA e EC, rappresenta la base per la ricerca, la formazione e il supporto ai progetti spaziali internazionali, sia sviluppando nuove applicazioni, sia come fucina di sperimentazione e formazione per sviluppo nuove tecnologie spaziali pre-industriali.

Nel 2016 si è conclusa la sperimentazione del laboratorio DEMETRA che ha sviluppato e validato 9 diversi servizi di timing basati sul segnale Galileo. Sono inoltre continuate le attività, supportate da ESA e EC, sulla sperimentazione del segnale Galileo per il time transfer e sull’analisi del comportamento degli orologi di bordo e del Galileo System Time.

La facility, che usufruisce di diversi contratti ESA e H2020, contribuisce allo sviluppo del sistema Galileo fornendo le competenze di metrologia del tempo necessarie per la validazione del timing del sistema, ma anche per lo studio e la sperimentazione di altri servizi di timing che possano irrobustire e sostenere lo sviluppo e la penetrazione nel mercato dei servizi offerti da sistema Galileo.

L’attuale facility ha avuto finanziamenti sia su richieste dirette di ESA (senza bando di selezione), sia su proposte dei partner rispondendo a bandi ESA e CE/H2020. A fine 2016, grazie alle competenze sviluppate nella facility, INRIM si è aggiudicato la gara per lo sviluppo e supporto del Galileo Time Service Provider con un contratto che coprirà 10 anni di attività.

I finanziamenti ricevuti nel periodo 2010-2016 e già previsti per l’anno 2017 sono indicati nella tabella seguente.

Tabella 5– Finanziamenti ricevuti nel quinquennio 2010-2016 e già acquisiti per i prossimi anni

Anno k€

2010 1254

2011 150

2012 76

2013 940

2014 400

2015 2000

2016 2500

2017 900

Per quanto riguarda le risorse umane, annualmente l'Ente dedica all' infrastruttura 18 mesi uomo all’anno di personale strutturato, più almeno 48 mesi uomo all’anno di personale non strutturato (PhD, Assegni, Borse, TD).

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Nanofacility Piemonte

L’INRIM è al momento l’unico Istituto Nazionale di Metrologia in Europa, insieme al PTB, a possedere un proprio centro di micro e nanofabbricazione. L’istituto vanta una pluriennale esperienza nel campo della litografia ottica e nella nanolitografia a fascio elettronico, nella crescita e deposizione di film sottili e nell’attacco chimico liquido e gassoso.

Grazie ad un contributo della Compagnia di San Paolo, è attivo dal gennaio 2010 il laboratorio Nanofacility Piemonte (www.nanofacility.it), dedicato alla nanofabbricazione mediante microscopia elettronica e ionica. La struttura tecnologica è aperta ai ricercatori di enti pubblici, accademici e del mondo industriale, offre servizi avanzati per la nanofabbricazione sulla base di collaborazioni scientifiche e tecnologiche. Dallo stesso anno è attivo un servizio di prenotazione per l’accesso alle strutture.

Nanofacility vanta oggi al suo attivo migliaia di ore di funzionamento per servizi alla ricerca sul territorio e in metrologia, e in sviluppa allo stato dell’arte le seguenti tecnologie: Electron Beam Lithography per ogni tipo di geometrizzazione su scala nanometrica, Ion beam Sculpting per la fabbricazione di dispositivi nanoSQUIDs, dispositivi basati su whiskers e nanowires, ottiche diffrattive e nanostrutture per la plasmonica e la fotonica, preparative per microscopia elettronica in trasmissione e per spettroscopie X (Gisax, Nexafs, etc.). Lavorazione FIB ed EBL+RIE del diamante per la fabbricazione di nanostrutture superficiali di estrazione della radiazione dai centri di luminescenza tramite nanolenti, lenti di Fresnel, nanopillars e guide d’onda. Tali tecniche sono accoppiate a litografia ottica e a litografia per self-assembly su larga area, con una continuità di risoluzione che va dai centimetri ai 10 nanometri.

Il recente impegno del personale e delle risorse di micro e nanofabbricazione di Nanofacility nei progetti EMRP ha ottenuto un buon impatto a livello europeo e ne è immediatamente conseguita una richiesta da parte dei principali NMIs europei nella fabbricazione di dispositivi, modelli e campioni di riferimento alla nanoscala.

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4 – Stato di attuazione delle attività relative al 2016

Attività e risultati di maggior rilievo conseguiti nel 2016 in ricerca e sviluppo

I risultati ottenuti con la rideterminazione della costante di Avogadro hanno guadagnato l’interesse della rivista Nature Physics. La rivista di Metrologia ha pubblicato un articolo appositamente redatto per descrivere la realizzazione del kg con il metodo XRCD (X-Ray Crystal Density) in vista della ridefinizione del Sistema Internazionale nel 2018. E. Massa, G. Mana: Counting atoms. Nature Physics, Vol. 12, no. 5, pp. 522-5 22, May 2016 (IF 20.147)

Fujii, K, Bettin, H, Becker, P, Massa, E. Rienitz, O. Pramann, A. Nicolaus, A. Kuramoto, N, Busch, I. Borys, M “Realization of the kilogram by the XRCD method” Metrologia, 53, Issue 5, A19-A45 (2016)

Il link in fibra ottica che collega Torino e Firenze è stato utilizzato per compiere misure di alta risoluzione sfruttando la disponibilità di un riferimento metrologico remoto ultrastabile. sono stati sviluppati algoritmi innovativi per l’analisi delle performances degli orologi, con particolare attenzione a quanto riguarda quelli impiegati in sistemi di navigazione satellitare.

Nell’ambito di un progetto europeo di Horizon 2020, denominato DEMETRA e coordinato da INRIM, è stato allestito un dimostratore per sperimentare nuovi servizi di timing basati sul sistema di navigazione europeo Galileo. Sono stati generati servizi di disseminazione del tempo certificati, con informazione di integrità, miglior precisione e robustezza. Il progetto che ha coinvolto 15 partner di 8 paesi europei ha avuto nel 2016 la fase di sperimentazione anche coinvolgendo possibili utenti finali per validare le capacità dei servizi proposti. Tra essi il distretto finanziario di Milano che ha usufruito del segnale di tempo in fibra ottica e le reti RAI e Mediaset che hanno ricevuto il segnale di tempo codificato da un satellite geostazionario, e diversi laboratori metrologici e industrie produttrici di orologi atomici che hanno potuto monitorare e correggere in tempo reale i loro orologi di riferimento. I servizi di Demetra hanno suscitato interesse anche per la sincronizzazione delle reti ferroviarie e della distribuzione dell’energia elettrica .

L. F. Livi, G. Cappellini, M. Diem, L. Franchi, C. Clivati, M. Frittelli, F. Levi, D. Calonico, J. Catani, M. Inguscio, and L. Fallani Synthetic Dimensions and Spin-Orbit Coupling with an Optical Clock Transition: PHYSICAL REVIEW LETTERS Volume: 117 Issue: 22 Article Number: 220401 Published: NOV 23 2016

Cecilia Clivati, Giacomo Cappellini, Lorenzo F. Livi, Francesco Poggiali, Mario Siciliani de Cumis, Marco Mancini, Guido Pagano, Matteo Frittelli, Alberto Mura, Giovanni A. Costanzo, Filippo Levi, Davide Calonico, Leonardo Fallani, Jacopo Catani, and Massimo Inguscio, Measuring absolute frequencies beyond the GPS limit via long-haul optical frequency dissemination, OPTICS EXPRESS Volume: 24 Issue: 11 Pages: 1865-1875 Published: MAY 30 2016

Zucca, C.; Tavella, P.; Peskir, G., Detecting atomic clock frequency trends using an optimal stopping method METROLOGIA Volume: 53 Issue: 3 Article Number: S89 Published: JUN 2016

Sono stati pubblicati i risultati di uno studio sull’uso di nanoparticelle in oro nelle tecniche di trattamento del tumore mediante ultrasuoni focalizzati. Lo studio evidenzia l’efficacia di tale tecnica rendendola promettente per il trattamento di specifici tumori localizzati.

Brazzale, C; Canaparo, R; Racca, L; Foglietta, F; Durando, G; Fantozzi, R; Caliceti, P; Salmaso, S; Serpe, L: Enhanced selective sonosensitizing efficacy of ultrasound-based anticancer treatment by targeted gold nanoparticles. Nanomedicine, Vol. 11, no. 23, 2016 (IF 4.9)

Si è completato uno studio relativo alla valutazione degli effetti indotti nel corpo umano generati per effetto del movimento in campi statici in prossimità di tomografi per risonanza magnetica. Lo studio, pubblicato sulla rivista Magnetic Resonance in Medicine, rappresenta il primo esempio di analisi basata sulle linee guida ICNIRP recentemente pubblicate.

Zilberti L; Bottauscio O.; Chiampi M.: Assessment of Exposure to MRI Motion-Induced Fields Based on the International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) Guidelines.. MAGNETIC RESONANCE IN MEDICINE, Vol. 76, no. 4, pp. 1291-1300, 2016 (IF 3.78)

Sono stati pubblicati sulla rivista Scientific Reports i risultati di uno studio che analizza, da un punto di vista teorico-modellistico, l’influenza della presenza di difetti in cristalli magnonici patternati, potenzialmente impiegabili per la realizzazione di micro sensori per il rilievo di cluster di nanoparticelle magnetiche.

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Manzin, A.; Barrera, G.; Celegato, F.; Coisson, M.; Tiberto, P.: Influence of lattice defects on the ferromagnetic resonance behaviour of 2D magnonic crystals. Scientific Reports, Vol. 6, Article no. 22004, 2016 (IF 5.2)

Si segnalano due pubblicazioni significative sulla caratterizzazione di TiO2, scaturite dal progetto H2020 SetNanoMetro, coordinato da INRIM. La prima, pubblicata sulla rivista Applied Catalysis B-Environmental, è relativa allo studio FTIR in-situ dei fenomeni di fotodegradazione di fenoli su TiO2 P25 per il monitoraggio dei processi di ossidazione superficiale durante reazioni catalitiche. La seconda, pubblicata su RCS Advances, riguarda l’analisi della distribuzione spaziale di nanoparticelle TiO2 in vivo mediante imaging 2D chimico basato su spettroscopia Raman.

Mino, L; Zecchina, A; Martra, G; Rossi, AM; Spoto, G: A surface science approach to TiO2 P25 photocatalysis: An in situ FTIR study of phenol photodegradation at controlled water coverages from sub-monolayer to multilayer. Applied Catalysis B-Environmental, Vol. 196, pp. 135-141, 2016 (IF 8.33)

Iannarelli, L; Giovannozzi, AM; Morelli, F; Viscotti, F; Bigini, P; Maurino, V; Spoto, G; Martra, G; Ortel, E; Hodoroaba, VD; Rossi, AM; Diomede, L: Shape engineered TiO2 nanoparticles in Caenorhabditis elegans: a Raman imaging based approach to assist tissue-specific toxicological studies. RSC Advances, Vol. 6, no. 74, pp. 70501-70509, 2016.

Una tecnica di fingerprinting chimico, basato su spettroscopia Raman, è stata impiegata per la determinazione della provenienza e dell’autenticità di vini prodotti nell’area geografica del Piemonte. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Food Chemistry.

Mandrile, L; Zeppa, G; Giovannozzi, AM; Rossi, AM: Controlling protected designation of origin of wine by Raman spectroscopy. Food Chemistry, Vol. 211, pp. 260-267, 2016 (IF 4.05)

l confronto degli esperimenti su sistemi bulk e film sottili con le predizioni della teoria delle moto di parete in sistemi disordinati ha permesso di descrivere per la prima volta in maniera quantitativa la dinamica di magnetizzazione in materiali magnetici dolci. Le valanghe magnetiche mostrano funzioni scaling differenti per le differenti classi di universalità che sono predette analiticamente senza parametri liberi. Per la prima volta inoltre viene proposto un test affidabile per l’individuazione di classi di universalità basate sulla forma media delle valanghe. G. Durin, F. Bohn, M. A. Corrêa, R. L. Sommer, P. Le Doussal, and K. J. Wiese, Quantitative Scaling of Magnetic Avalanches, Physical Review Letters 117, 087201 (2016) (IF 7.645) E’ stata proposta una tecnica litografica innovativa a risoluzione nanometrica per la geometrizzazione di cristalli di superconduttori ad alta temperatura critica (BiSCCO) mediante scrittura diretta con un fascio di radiazione X ad alta energia. Sono stati dapprima studiati gli effetti della radiazione X sulla cristallinità del materiale, sulle proprietà elettriche e su quelle superconduttive. Sfruttando questo processo maskless è stato quindi realizzato un dispositivo a elevato numero di giunzioni Josephson intrinseche, potenzialmente interessante per lo sviluppo di emettitori di radiazioni THz e per il campione di tensione elettrica.

Truccato, M; Agostino, A; Borfecchia, E; Mino, L; Carat, E; Pagliero, A; Adhlakha, N; Pascale, L; Operti, L; Enrico, E; De Leo, N; Fretto, M; Martinez-Criado, G; Lamberti, C: Direct-Write X-ray Nanopatterning: A Proof of Concept Josephson Device on Bi2Sr2CaCu2O8+delta Superconducting Oxide. Nano Letters, Vol. 16, no. 3, pp. 1669-1674, 2016 (IF 13.779) Attività e risultati di maggior rilievo conseguiti nel 2016 nel ruolo NMI

Pubblicazione dei risultati del confronto internazionale CCAUV.U-K3.1 sulla rivista Metrologia, riguardante le misure di potenza ultrasonora nel campo di frequenza tra 2 e 10.5 MHz e di potenza tra 10 e 15 mW, di particolare interesse per le applicazioni biomedicali.

Haller, J; Koch, C; Costa-Felix, R P B; Dubey, P K; Durando, G; Kim, Y T; Yoshioka, M: Final report on key comparison CCAUV.U-K3.1. Metrologia, Vo. 53, no. 1 A, article no. 09002, 2016 (IF 2.50)

Pubblicazione dei risultati del confronto internazionale CCM.D-K4 sulla rivista Metrologia, che copre la calibrazione di idrometri ad alta risoluzione nel campo di densità tra 600 e 2000 kg/m3 alla temperature di 20 °C.

S Lorefice, L O Becerra, E Lenard, Y J Lee, W G Lee, T Madec, P A Meury, J Caceres, C Santos, C Vamossy, J Man, K Fen, K Toda, J Wright, H Bettin, H Toth: CCM key comparison CCM.D-K4 'Hydrometer. Metrologia, Volume 53, Technical Supplement 2016.

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Un lavoro riguardante la nuova definizione del Kelvin, in vista della rivisitazione dei Sistema Internazione del 2018, è stato pubblicato sulla rivista Philosophical Transactions of the Royal Society.

Fellmuth, B; Fischer, J; Machin, G; Picard, S; Steur, PPM; Tamura, O; White, DR; Yoon, H: The kelvin redefinition and its mise en pratique. Philosophical Transactions of the Royal Society A - Mathematical Physical and Engineering Sciences, Vol. 374, no. 2064, Article no. 20150037, 2016. (IF 2.44)

I risultati di un confronto inter-laboratorio sulle scale spettrali di emittanza (range spettrale tra 2 μm e 14 μm nel campo di temperatura tra 23 °C e 800 °C), che ha coinvolto gli NMI di USA, Germania, Italia, Francia e Giappone, sono stati presentati sulla rivista Metrologia.

Hanssen, L; Wilthan, B; Filtz, J -R; Hameury, J; Girard, F; Battuello, M; Ishii, J; Hollandt, J; Monte, C: Infrared spectral normal emittance/emissivity comparison. METROLOGIA, Vol. 53, no. 1A, article no. 03001, 2016. Lo sviluppo di ponti digitali per la metrologia dell’impedenza elettrica è proseguito nell’ambito del Progetto EMRP 2012 SIB 53 Automated Impedance Metrology Extending the Quantum Toolbox for Electricity, con lo studio di reti autocompensanti, di particolare interesse per la metrologia delle impedenze elettriche di basso valore.

Callegaro L; D'Elia V; Kucera J; Ortolano M; Pourdanesh F; Trinchera B: Self-compensating networks for four terminal-pair impedance definition in current comparator bridges. IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, Vol. 65, no. 5, pp. 1149-1155, 2016.

E’ continuata la collaborazione con il PTB nell’ambito del progetto EMRP SIB 59 QWAVE per la realizzazione di campioni innovativi Josephson operanti in cryoocoler e metodi di misura finalizzati al trasferimento di forme d’onda ad elevata purezza spettrale per misure di tensione.

Sosso, A; Durandetto, P; Trinchera, B; Kieler, O; Behr, R; Kohlmann, J: Characterization of a Josephson array for pulse-driven standard in a cryocooler. MEASUREMENT, Vol. 95, no.1, pp. 77-81, 2016. Attività e risultati di maggior rilievo conseguiti nel 2016 nelle attivita di Knowledge Transfer

Tra i risultati scientifici e tecnologici più rilevanti ottenuti nell'ambito del progetto EMRP SIB61 "Crystal" è stato depositato un brevetto nazionale su un campione di lunghezza laterale alla nanoscala. Questo è realizzato con tecnologia del silicio e litografia per self-assembly di copolimeri a blocchi ed è costituito da schiere di pori nanometrici con un periodo di 27.7 +/- 0.014 nm. Il campione trova applicazione nella taratura di microscopi a forza atomica e elettronici a scansione.

Uno dei i risultati scientifici e tecnologici più significativi ottenuti nell'anno è rappresentato da un congegno per il raffreddamento uniforme di un campione di cui devono essere misurati parametri e caratteristiche a temperature vicine allo zero assoluto. Per questa invenzione è stato depositato brevetto nazionale chiamato “Dispositivo di termalizzazione”. Il brevetto si riferisce ad un apparato che incrementa la trasmissione di calore, facilitando il raffreddamento uniforme di un campione collocato su un substrato, ma, allo stesso tempo, lo mantiene in condizione di isolamento elettrico.

L’INRIM ha fornito docenza per il corso del Bureau International des Poids et Mesures: Capacity Building and Knowledge Transfer Course “Leaders of tomorrow”, 7-18 November 2016: “Specific guidelines for comparisons and CMCs in Electricity and Magnetism”

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5 – Risultati 2016 e confronto con anni precedenti

Nelle tabelle successive sono presentati alcuni indicatori di produzione scientifica e tecnologica al 31/12/2016. Altre informazioni sono contenute in “Risultati e Dati 2016”.

I prodotti INRIM sono stati suddivisi nelle tre seguenti categorie:

Scientific Work (S)

NMI Work (NMI)

Knowledge Transfer Work (KT)

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Tabella 6 –Pubblicazioni nel periodo 2013-2016

Descrizione 2013 2014 2015 2016

S NMI KT S NMI KT S NMI KT

Volumi 2 1 - - 1 1 - 1 - 2 - 2 - Articoli su riviste ISI (per 2016: IF medio1= 3.06) 101 180 145 33 2 158 134 19 5 143 131 11 1 Altri articoli su riviste e capitoli di libro 19 17 11 6 - 19 9 3 7 17 13 2 2 Articoli su atti di congresso 105 114 71 31 12 90 52 34 4 108 101 6 1 Rapporti tecnici 183 110 70 31 9 107 71 32 4 40 18 17 5

Totali 410 422 297 101 24 375 266 89 20 310 263 38 9 1IF medio 2015: 2.7; IF medio 2014: 2.2; IF medio 2013: 2.7. Si noti come, sebbene il numero dei prodotti sia diminuito rispetto agli anni precedenti, il valore dell’IF è aumentato.

La successiva Tab. 7 riporta i dettagli di ripartizione delle pubblicazioni 2016.

Tabella 7 – Distribuzione delle pubblicazioni 2016 Descrizione MF MQV NM STALT TOT

S NMI KT S NMI KT S NMI KT S NMI KT S NMI KT Volumi - - - - 2 - - - - - - - - 2 - Articoli su riviste ISI con IF 33 - - 42 7 - 47 1 - 9 3 1 131 11 1 Altri articoli e capitoli di libro 3 - - 1 - - 5 2 2 4 - - 13 2 2 Articoli su atti di congresso 28 - - 32 - 1 17 6 - 24 - - 101 6 1 Rapporti tecnici 1 1 - 3 2 2 8 4 - 6 10 3 18 17 5

Totali 65 1 - 78 11 3 77 13 2 43 13 4 263 38 9

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Nelle tabelle seguenti sono invece riportati i principali prodotti di trasferimento delle conoscenze, suddivisi tra prodotti specifici e attività formative.

Tabella 8 - Knowledge transfer - altri prodotti di valorizzazione applicativa

Descrizione 2013 2014 2015 2016

S NMI KT S NMI KT S NMI KT Contratti di ricerca attivi nell’anno 114 44 47 17 64 22 22 56 19 16 di cui nuovi 38 6 6 9 11 5 8 12 2 10 Brevetti6 depositati in Italia o all’estero 1 1 2 - - 2 - 3 Estensioni di brevetto all’estero 1 - - 2 - - - - Certificati di taratura 1.458 1.712 1.802 2.056 Rapporti di prova 62 62 73 65 Altri certificati e rapporti 25 21 62 94 CMC pubblicate sul KCDB del BIPM 409 402 425 415 Laboratori accreditati7 164 170 174 178 Procedure di taratura 221 235 240 245 Documenti e procedure del Sistema Qualità

44 103 97 25

Confronti chiave e internazionali 71 84 78 52 On site peer review visits (di NMI stranieri)

2 2 2 3

Progetti di strumenti, apparati o impianti

56 15 7 7 7 6 1 4 3 -

Manufatti e realizzazioni di rilievo 34 26 9 3 20 4 4 11 5 1

Tabella 9 - Knowledge transfer - formazione

Descrizione 2013 2014 2015 2016

KT KT KT

Dottorati (triennali) attivati nell’anno 9 16 7 11

Tesi concluse nell’anno (dottorato) 12 8 5 8

Tesi concluse nell’anno (II livello) 11 11 14 6

Tesi concluse nell’anno (I livello) 29 10 23 15

Ricercatori stranieri presso INRIM (mesi-persona) 29 25 15 3,5

Ricercatori INRIM all’estero (mesi-persona) 13 13 3 1

Seminari INRIM di esperti interni 10 4 3 1

Seminari INRIM di esperti esterni 23 26 23 13

Corsi di formazione per esterni ed interni 14 12 11 7 Organizzazione congressi, convegni e riunioni tecniche

21 29 40 23

Altre iniziative (eventi, comunicazione) 26 92 101 130

I relativi dati analitici - con il dettaglio sui prodotti realizzati dalle Divisioni - sono riportati a parte nel fascicolo “Risultati e dati 2016”.

6 Sono censiti sia i brevetti depositati da INRIM sia quelli di “inventori” dell’INRIM, ma depositati da altri organismi, in genere partner industriali. Sul basso numero di brevetti depositati, valgono le considerazioni già espresse sulla tendenza dei ricercatori a dare maggiore importanza alla pubblicazione che non al brevetto e sulle difficoltà/costi della gestione delle procedure brevettuali. Si continuerà a incoraggiare questa attività, operando per una sua maggiore valutazione rispetto ad altri “prodotti”. 7. Laboratori accreditati dal Dipartimento ACCREDIA-DT con il supporto tecnico del’INRIM.

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6 – Metodi di indirizzo, gestione e valutazione delle attività La valutazione dell’attività dell’ente è demandata all’Anvur nell’ambito degli esercizi della Valutazione della Qualità della Ricerca (VQR) e della Scheda Unica Annuale della Ricerca Dipartimentale (SUA-RD) per la valutazione delle attività di terza missione; entrambi gli esercizi sono stati avviati nel 2015 e si sono conclusi nell’estate del 2016.

7 – Risorse di personale La tabella 10 (tutti i dati sono espressi in unità di personale - udp) fornisce i dati sul personale dipendente al termine degli anni 2014-2016, con contratto a tempo indeterminato (TI) e a tempo determinato (TD).

Tabella 10 - Personale dipendente al termine degli anni 2014-2015-2016

Descrizione

2014 2015 2016

TI TD TI TD TI TD

Ricercatori e tecnologi 93 17 89 18 93 13

Tecnici 83 4 78 3 75 2

Amministrativi 24 0 23 4 21 5

Totale 200 21 190 25 189 20

La tabella successiva presenta l'evoluzione della dotazione organica e la distribuzione di personale TI a fine anno 2016.

Tabella 11 – Personale in servizio al 31/12/2016

Profilo Livello Dotazione Organica

Personale in servizio a

tempo indeterminato al

31-12-2016

Tempo indeterminato

DM 105 del 26/02/2016

Personale in servizio a

tempo determinato al 31-12-2016

Dirigente I fascia - - -Dirigente II fascia 1 - -

Dirigente di ricerca I 10 8 -Primo ricercatore II 23 19 2Ricercatore III 52 46 5 7Dirigente tecnologo I 2 2 -Primo tecnologo II 8 8 -Tecnologo III 7 5 4

Collaboratore tecnico E.R. IV 33 27 -Collaboratore tecnico E.R. V 15 13 -Collaboratore tecnico E.R. VI 19 18 2Operatore tecnico VI 11 8 -Operatore tecnico VII 5 5 -Operatore tecnico VIII 5 4 - Funzionario di amministrazione IV 4 2 5Funzionario di amministrazione V 1 1 - Collaboratore di amministrazione

V 10 10 -

Collaboratore di amministrazione

VI 1 1 -

Collaboratore di amministrazione

VII 3 3 -

Operatore di amministrazione VII 7 4 - Operatore di amministrazione VIII - - -

Totale 217 184 5 20

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I dati relativi al personale delle strutture tecnico-scientifiche dell’INRIM sono riportati nella tabella seguente.

Tabella 12 - Personale TI (al 31/12/2016)

Div Dir R&Tcnl Primi R&Tcnl R&Tcnl Tecnici Ammin. TOT

DIREZIONE SCIENTIFICA

9 21 46 25 3 104

STALT 2 4 10 27 - 43

Tot 2016 11 25 56 52 3 147 Tot 2015 9 26 52 54 3 144 Tot 2014 10 25 55 54 3 147 Tot 2013 12 28 56 57 3 156

La tabella successiva presenta anche le altre tipologie di figure che collaborano alle attività INRIM: Assegni di ricerca, Borse di addestramento e Co.Co.Co.

Tabella 13 – Altro personale

Altro Personale Personale in servizio al 31-12-2016

Tipologia fonte di finanziamento

NON FOE FOE

Assegnisti 37 37 -

Borsisti 10 10 -

Co.Co.Co 1 1 -

Comandi in Entrata 1 - 1Totale 49 48 1

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8 – Risorse finanziarie I principali dati riassuntivi (bilancio di competenza/accrual), estratti da “Esercizio finanziario 2016 - Rendiconto generale”, sono riepilogati nelle tabelle seguenti.

Tabella 14 - Entrate (al netto delle partite di giro) per gli esercizi 2014-2016 (k€)

Descrizione Capitoli di spesa

piano conti precedente

2014 2015 Capitoli di spesa

piano conti attuale2016

Avanzo di amministrazione anno precedente

7.464,95 12.365,59 9.468,20

Contributo MIUR cat. I cap. 1 18.616,85 18.079,41 1.1.1.1.02 18.042,63

Regione Piemonte: progetti di ricerca e contributi

cap. 3 213,06 381,48 1.1.1.2.01-1.1.1.8.05 0,00

Contratti con la Commissione della Unione Europea

capp. 7 e 10 2.137,61 4.660,841.1.1.8.03-

1.1.1.8.04-1.1.2.2.024.407,40

Contratti e contributi di ricerca diversi, di cui

capp. 2, 11 e 18 9.792,12 3.441,35

1.1.1.1.03-1.1.1.1.04-1.1.1.1.05-1.1.1.7.01-1.1.1.8.01-

1.1.1.8.10-1.1.2.2.03

7.668,24

IVA split e sconti -8,21 0,00

Contratti con altri enti pubblici e trasferimenti

capp. 6, 9 e 31 80,86 57,341.1.1.5-1.1.1.6-

1.1.1.8.08-1.1.1.8.09-1.1.2.2.01

0,00

Proventi da consulenze, tarature, prove e altre prestazioni di servizio, di cui:

capp. 8 e 12 2.353,86 2.054,38 1.1.2.1.01-1.1.2.2.04 2.257,51

- tarature, prove e altre attività svolte dalla Direzione scientifica

1.941,57 824,65

- attività di accreditamento di laboratori

412,29 1.241,75

IVA split e sconti -12,02

Altre entrate (affitti, interessi, recuperi, varie)

cat. VI-VII-VIII-X-XII 786,51 753,091.1.2.3-1.1.2.4-1.1.2.5-1.2.1.3-

1.2.1.5 531,50

Totale (incluso avanzo di amministrazione)

41.443,82 41.793,48 42.375,48

Totale (escluso avanzo di amministrazione)

33.978,87 29.427,89 32.907,28

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Tabella 15 - Spese (al netto delle partite di giro) per gli esercizi 2014-2016 (k€)

Descrizione Capitoli di spesa

piano conti precedente

2014 2015 Capitoli di spesa

piano conti attuale 2016

Oneri per il personale TI e TD, escluse missioni

cat. II e XV 13.521,72 14.172,85 1.1.1.2 13.581,58

Oneri per borse e assegni di ricerca

cap. 43 e 44 1.350,92 2.573,82 1.1.2.1.07 1.183,33

Oneri per collaboratori esterni

cap. 19 122,55 205,59 -

Missioni del personale TI e TD

cap. 9 503,38 420,51.1.1.2.16-1.1.1.2.17-1.1.1.2.20-1.1.1.2.21

521,72

Funzionamento ricerca escluse borse e assegni

Direzione scientifica: cap. 17, 18, 22, 23, 24, 42 e

45 SAL/STALT:

contratti ricerca se presenti

3.945,05 4.774,151.1.1.3-1.1.2.1-1.1.2.2-1.1.2.3

5.714,97

Funzionamento indiretto

Amministrazione e SAL/STALT

escluse borse e assegni

5.794,27 6.149,18

1.1.1.1-1.1.1.3-1.1.2.1-1.1.2.4-1.1.2.5-1.1.2.6-

1.1.2.7-1.1.5.1-1.1.5.2

5.288,74

Investimento ricerca

Direzione scientifica: cap.

59,60 e 61 SAL/STALT:

contratti ricerca se presenti

4.213,96 3.962,53 1.2.1.2-1.2.1.4 1.771,31

Spese d’investimento indirette

Amministrazione e SAL/STALT cat.

XI÷XIV 534,99 1512,81 1.2.1.1-1.2.1.2-1.2.1.6 2256,52

Differenza da trasferire all’esercizio successivo(**)

11.456,98 8.442,55 12.057,31

Totale 41.443,82 41.793,48 42.375,48

(**) Avanzo di gestione

Nella seguente tabella, si riportano alcuni indicatori della gestione finanziaria, utili per una sintesi comparativa dei fatti di gestione.

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Tabella 16 Indicatori della gestione finanziaria

Descrizione 2014 2015 2016

a) Spese per la ricerca 10.135,86 11.936,59 9.191,33

b) Autofinanziamento (al netto dei progetti premiali)

7.411,20 11.348,33 10.030,41

c) Utilizzo dell'autofinanziamento per le spese di ricerca (b-a)

-2.724,66 -588,26 839,08

d) Spese fisse 19.850,98 21.834,84 21.126,84

d1) di cui personale 13.521,72 14.172,85 13.581,58

e) Fondo ordinario dello Stato 18.616,85 18.079,41 18.042,63

f) Impatto delle spese di personale sul Fondo Ordinario (d1/e)

72,63% 78,39% 75,27%

g) Variazione tra l'avanzo di amministrazione a inizio e fine esercizio

4.900,63 -2.897,39 4.881,21

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PARTE 2 – Schede di attività

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1 – Direzione scientifica

Direttore scientifico: Maria Luisa Rastello

Personale impegnato (TPE)

Personale TPE Maria Luisa Rastello 0,80 Giovanni Mana 0,30 Vincenzo Lacquaniti 0,50 Oriano Bottauscio 0,50

In questa sezione viene presentato il quadro d’insieme dei risultati dell’attività di ricerca svolte dalle

Divisioni nel 2016.

Campi di attività

La deliberazione del Consiglio di Amministrazione n. 1/2015/1 del 4 febbraio 2015 ha definito le nuove strutture dell’INRIM, costituendo tre Divisioni Scientifiche e il Servizio Tecnico per le Attività rivolte ai Laboratori di Taratura (STALT).

Le Divisioni in cui si struttura l’INRIM a partire dal 31 marzo 2015 sono le seguenti:

Metrologia Fisica La Divisione sviluppa nuove conoscenze, tecnologie e metodi per la metrologia scientifica fondamentale. In particolare la Divisione cura:

la realizzazione pratica del metro, del chilogrammo e del secondo; la valorizzazione delle potenzialità metrologiche dell’interferometria, dell’ottica quantistica e

dei sistemi quantistici; la metrologia in ambito spaziale.

A questo fine svolge e integra attività di ricerca teorica e sperimentale e attività di sviluppo tecnologico e conduce ricerche coordinate con l’industria mirando a raggiungere un livello di maturità tecnologica pari alla validazione in laboratorio. Divisione Metrologia per la Qualità della Vita La Divisione sviluppa la scienza metrologica associata alla qualità della vita in relazione all’alimentazione, all’ambiente, alla salute e all’uso razionale dell’energia. In particolare la Divisione cura:

la realizzazione pratica del kelvin e della mole; la metrologia biomedicale a supporto delle applicazioni diagnostiche e terapeutiche; la metrologia per la sicurezza e sostenibilità alimentare; la metrologia a supporto degli studi climatici e il monitoraggio ambientale; la metrologia per lo sviluppo di sistemi energetici affidabili e sostenibili.

In questi ambiti collabora con soggetti pubblici e privati a supporto delle necessità del Paese, per il benessere dei cittadini e la tutela dell’ambiente. Nanoscienze e materiali La Divisione conduce ricerca di base e tecnologica nell’ambito delle nanoscienze e dei materiali, sia in relazione alla realizzazione di riferimenti metrologici, sia in risposta alle esigenze di innovazione tecnologica dell’industria e dei servizi. In particolare, la divisione cura:

la realizzazione pratica dell’ampere e della candela; lo sviluppo di tecnologie di preparazione di materiali, mezzi nanostrutturati e dispositivi e di

tecnologie nanofotoniche; lo studio dei fenomeni fisici nella materia condensata.

La Divisione promuove e valorizza l’originalità e le potenzialità dell’approccio metrologico alle nanoscienze ed ai materiali nelle sue relazioni con i soggetti operanti in ambito nazionale e internazionale.

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Attività e risultati di maggior rilievo conseguiti nel 2016 in ricerca e sviluppo

I risultati ottenuti con la rideterminazione della costante di Avogadro hanno guadagnato l’interesse della rivista Nature Physics. La rivista di Metrologia ha pubblicato un articolo appositamente redatto per descrivere la realizzazione del kg con il metodo XRCD (X-Ray Crystal Density) in vista della ridefinizione del Sistema Internazionale nel 2018. E. Massa, G. Mana: Counting atoms. Nature Physics, Vol. 12, no. 5, pp. 522-5 22, May 2016 (IF 20.147)

Fujii, K, Bettin, H, Becker, P, Massa, E. Rienitz, O. Pramann, A. Nicolaus, A. Kuramoto, N, Busch, I. Borys, M “Realization of the kilogram by the XRCD method” Metrologia, 53, Issue 5, A19-A45 (2016)

Il link in fibra ottica che collega Torino e Firenze è stato utilizzato per compiere misure di alta risoluzione sfruttando la disponibilità di un riferimento metrologico remoto ultrastabile. sono stati sviluppati algoritmi innovativi per l’analisi delle performances degli orologi, con particolare attenzione a quanto riguarda quelli impiegati in sistemi di navigazione satellitare.

Nell’ambito di un progetto europeo di Horizon 2020, denominato DEMETRA e coordinato da INRIM, è stato allestito un dimostratore per sperimentare nuovi servizi di timing basati sul sistema di navigazione europeo Galileo. Sono stati generati servizi di disseminazione del tempo certificati, con informazione di integrità, miglior precisione e robustezza. Il progetto che ha coinvolto 15 partner di 8 paesi europei ha avuto nel 2016 la fase di sperimentazione anche coinvolgendo possibili utenti finali per validare le capacità dei servizi proposti. Tra essi il distretto finanziario di Milano che ha usufruito del segnale di tempo in fibra ottica e le reti RAI e Mediaset che hanno ricevuto il segnale di tempo codificato da un satellite geostazionario, e diversi laboratori metrologici e industrie produttrici di orologi atomici che hanno potuto monitorare e correggere in tempo reale i loro orologi di riferimento. I servizi di Demetra hanno suscitato interesse anche per la sincronizzazione delle reti ferroviarie e della distribuzione dell’energia elettrica .

L. F. Livi, G. Cappellini, M. Diem, L. Franchi, C. Clivati, M. Frittelli, F. Levi, D. Calonico, J. Catani, M. Inguscio, and L. Fallani Synthetic Dimensions and Spin-Orbit Coupling with an Optical Clock Transition: PHYSICAL REVIEW LETTERS Volume: 117 Issue: 22 Article Number: 220401 Published: NOV 23 2016

Cecilia Clivati, Giacomo Cappellini, Lorenzo F. Livi, Francesco Poggiali, Mario Siciliani de Cumis, Marco Mancini, Guido Pagano, Matteo Frittelli, Alberto Mura, Giovanni A. Costanzo, Filippo Levi, Davide Calonico, Leonardo Fallani, Jacopo Catani, and Massimo Inguscio, Measuring absolute frequencies beyond the GPS limit via long-haul optical frequency dissemination, OPTICS EXPRESS Volume: 24 Issue: 11 Pages: 1865-1875 Published: MAY 30 2016

Zucca, C.; Tavella, P.; Peskir, G., Detecting atomic clock frequency trends using an optimal stopping method METROLOGIA Volume: 53 Issue: 3 Article Number: S89 Published: JUN 2016

E’ stato sviluppato un set up per realizzare “quantum weak measurements” su stati ottici, che rappresentano un nuovo paradigma della misura quantistica. Tale set up è stato applicato allo studio della connessione della contestualità quantistica con i “weak values” e alla misura sequenziale di variabili incompatibili sullo stesso stato.

F. Piacentini, A. Avella, M.P. Levi, R. Lussana, F. Villa, A. Tosi, F. Zappa, M. Gramegna, G. Brida, I.P. Degiovanni, M. Genovese Phys. Rev. Lett. 116, 180401 (2016).

F. Piacentini, A. Avella, M.P. Levi, M. Gramegna, G. Brida, I.P. Degiovanni, E. Cohen, R. Lussana, F. Villa, A. Tosi, F. Zappa, and M. Genovese; Phys. Rev. Lett. 117 (2016) 170402

Sono stati pubblicati i risultati di uno studio sull’uso di nanoparticelle in oro nelle tecniche di trattamento del tumore mediante ultrasuoni focalizzati. Lo studio evidenzia l’efficacia di tale tecnica rendendola promettente per il trattamento di specifici tumori localizzati.

Brazzale, C; Canaparo, R; Racca, L; Foglietta, F; Durando, G; Fantozzi, R; Caliceti, P; Salmaso, S; Serpe, L: Enhanced selective sonosensitizing efficacy of ultrasound-based anticancer treatment by targeted gold nanoparticles. Nanomedicine, Vol. 11, no. 23, 2016 (IF 4.9)

Si è completato uno studio relativo alla valutazione degli effetti indotti nel corpo umano generati per effetto del movimento in campi statici in prossimità di tomografi per risonanza magnetica. Lo studio, pubblicato sulla rivista Magnetic Resonance in Medicine, rappresenta il primo esempio di analisi basata sulle linee guida ICNIRP recentemente pubblicate.

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Zilberti L; Bottauscio O.; Chiampi M.: Assessment of Exposure to MRI Motion-Induced Fields Based on the International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) Guidelines.. MAGNETIC RESONANCE IN MEDICINE, Vol. 76, no. 4, pp. 1291-1300, 2016 (IF 3.78)

Sono stati pubblicati sulla rivista Scientific Reports i risultati di uno studio che analizza, da un punto di vista teorico-modellistico, l’influenza della presenza di difetti in cristalli magnonici patternati, potenzialmente impiegabili per la realizzazione di micro sensori per il rilievo di cluster di nanoparticelle magnetiche.

Manzin, A.; Barrera, G.; Celegato, F.; Coisson, M.; Tiberto, P.: Influence of lattice defects on the ferromagnetic resonance behaviour of 2D magnonic crystals. Scientific Reports, Vol. 6, Article no. 22004, 2016 (IF 5.2)

Sono state pubblicate sulla rivista Journal of Chemical Physics misure accurate della densità di acqua sottoraffreddata nel campo di temperature tra 243 K e 283 K e di pressione tra 140 MPa e 400 MPa. Le misure hanno evidenziato scostamenti rispetto agli andamenti calcolati attraverso le equazioni di stato pubblicate dalla International Association for Properties of Water and Steam (IAPWS-95).

Romeo R; Giuliano Albo PA; Lorefice S; Lago S: Density measurements of subcooled water in the temperature range of (243 and 283) K and for pressures up to 400 MPa. JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, Vol. 144, article no. 074501, 2016 (IF 2.89)

Si segnalano due pubblicazioni significative sulla caratterizzazione di TiO2, scaturite dal progetto H2020 SetNanoMetro, coordinato da INRIM. La prima, pubblicata sulla rivista Applied Catalysis B-Environmental, è relativa allo studio FTIR in-situ dei fenomeni di fotodegradazione di fenoli su TiO2 P25 per il monitoraggio dei processi di ossidazione superficiale durante reazioni catalitiche. La seconda, pubblicata su RCS Advances, riguarda l’analisi della distribuzione spaziale di nanoparticelle TiO2 in vivo mediante imaging 2D chimico basato su spettroscopia Raman.

Mino, L; Zecchina, A; Martra, G; Rossi, AM; Spoto, G: A surface science approach to TiO2 P25 photocatalysis: An in situ FTIR study of phenol photodegradation at controlled water coverages from sub-monolayer to multilayer. Applied Catalysis B-Environmental, Vol. 196, pp. 135-141, 2016 (IF 8.33)

Iannarelli, L; Giovannozzi, AM; Morelli, F; Viscotti, F; Bigini, P; Maurino, V; Spoto, G; Martra, G; Ortel, E; Hodoroaba, VD; Rossi, AM; Diomede, L: Shape engineered TiO2 nanoparticles in Caenorhabditis elegans: a Raman imaging based approach to assist tissue-specific toxicological studies. RSC Advances, Vol. 6, no. 74, pp. 70501-70509, 2016.

Un metodo per determinare la porosità di film sottili mediante electron probe microanalysis (EPMA) è l’oggetto del lavoro pubblicato sulla rivista Analytical Chemistry.

Ortel, E;, Hertwig, A; Berger, D; Esposito, P; Rossi, AM; Kraehnert, R; Hodoroaba, VD; New Approach on Quantification of Porosity of Thin Films via Electron-Excited X-ray Spectra. Analytical Chemistry, Vol. 88, no. 14, pp. 7083–7090, 2016 (IF 5.89)

Una tecnica di fingerprinting chimico, basato su spettroscopia Raman, è stata impiegata per la determinazione della provenienza e dell’autenticità di vini prodotti nell’area geografica del Piemonte. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Food Chemistry.

Mandrile, L; Zeppa, G; Giovannozzi, AM; Rossi, AM: Controlling protected designation of origin of wine by Raman spectroscopy. Food Chemistry, Vol. 211, pp. 260-267, 2016 (IF 4.05)

Un lavoro di review riguardante gli esperimenti volti a dimostrare l’accuratezza nella determinazione della temperatura termodinamica e il suo legame con la scala internazionale di temperature ITS-90 è stato pubblicato sulla rivista Philosophical Transactions of the Royal Society A. Vengono anche fornite informazioni sullo stato dell’arte dei principali metodi primari adottati.

Gavioso, RM; Ripa, DM; Steur, PPM; Gaiser, C; Zandt, T; Fellmuth, B; de Podesta, M; Underwood, R; Sutton, G; Pitre, L; Sparasci, F; Risegari, L; Gianfrani, L; Castrillo, A; Machin, G: Progress towards the determination of thermodynamic temperature with ultra-low uncertainty. Philosophical Transactions of the Royal Society A - Mathematical Physical and Engineering Sciences, Vol. 374, no. 2064, Article no. 20150046, 2016 (IF 2.44) l confronto degli esperimenti su sistemi bulk e film sottili con le predizioni della teoria delle moto di parete in sistemi disordinati ha permesso di descrivere per la prima volta in maniera quantitativa la dinamica di magnetizzazione in materiali magnetici dolci. Le valanghe magnetiche mostrano funzioni scaling differenti per le differenti classi di universalità che sono predette analiticamente senza parametri liberi. Per la prima

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volta inoltre viene proposto un test affidabile per l’individuazione di classi di universalità basate sulla forma media delle valanghe. G. Durin, F. Bohn, M. A. Corrêa, R. L. Sommer, P. Le Doussal, and K. J. Wiese, Quantitative Scaling of Magnetic Avalanches, Physical Review Letters 117, 087201 (2016) (IF 7.645)

E’ stata messa a punto tecnica per controllare la chiralità in singoli nanodots di Ni80Fe20 prodotti mediante litografia a fascio elettronico basata sulla misura di cicli di isteresi locale utilizzando la microscopia a forza magnetica. E’ stato quindi possibile individuare i processi di magnetizzazione che avvengono localmente nella nanostruttura e che quindi sono alla base della chiralità con cui si sviluppa il vortice

M. Coisson, G. Barrera, F. Celegato, A. Manzin, F. Vinai, P. Tiberto, Sci. Rep. Sci. Rep. 6, 29904; doi: 10.1038/srep29904 (2016) (IF 5.228)

E’ stata proposta una tecnica litografica innovativa a risoluzione nanometrica per la geometrizzazione di cristalli di superconduttori ad alta temperatura critica (BiSCCO) mediante scrittura diretta con un fascio di radiazione X ad alta energia. Sono stati dapprima studiati gli effetti della radiazione X sulla cristallinità del materiale, sulle proprietà elettriche e su quelle superconduttive. Sfruttando questo processo maskless è stato quindi realizzato un dispositivo a elevato numero di giunzioni Josephson intrinseche, potenzialmente interessante per lo sviluppo di emettitori di radiazioni THz e per il campione di tensione elettrica.

Truccato, M; Agostino, A; Borfecchia, E; Mino, L; Carat, E; Pagliero, A; Adhlakha, N; Pascale, L; Operti, L; Enrico, E; De Leo, N; Fretto, M; Martinez-Criado, G; Lamberti, C: Direct-Write X-ray Nanopatterning: A Proof of Concept Josephson Device on Bi2Sr2CaCu2O8+delta Superconducting Oxide. Nano Letters, Vol. 16, no. 3, pp. 1669-1674, 2016 (IF 13.779) E’ stato proposto un nuovo dispositivo superconduttivo per il controllo di singoli elettroni e la conseguente generazione di correnti continue quantizzate. Il dispositivo sfrutta la modulazione delle proprietà di trasporto di due nanofili inseriti all’interno di anelli superconduttivi concatenanti differenti flussi magnetici controllati in frequenza. Il fenomeno fisico alla base di tale parametro di controllo si basa sull’effetto di prossimità modulabile tramite il principio dell’interferenza quantistica, pertanto il dispositivo viene chiamato Superconducting Quantum Interference Single-Electron Transistor (SQUISET). Enrico, E; Giazotto, F: Superconducting Quantum Interference Single-Electron Transistor. Physical Review Applied, Vol. 5, no. 6, Article no. 064020, 2016 (IF 4.061) Attività e risultati di maggior rilievo conseguiti nel 2016 nel ruolo NMI

Pubblicazione dei risultati del confronto internazionale CCAUV.U-K3.1 sulla rivista Metrologia, riguardante le misure di potenza ultrasonora nel campo di frequenza tra 2 e 10.5 MHz e di potenza tra 10 e 15 mW, di particolare interesse per le applicazioni biomedicali.

Haller, J; Koch, C; Costa-Felix, R P B; Dubey, P K; Durando, G; Kim, Y T; Yoshioka, M: Final report on key comparison CCAUV.U-K3.1. Metrologia, Vo. 53, no. 1 A, article no. 09002, 2016. (IF 2.50).

Pubblicazione dei risultati del confronto internazionale CCM.D-K4 sulla rivista Metrologia, che copre la calibrazione di idrometri ad alta risoluzione nel campo di densità tra 600 e 2000 kg/m3 alla temperature di 20 °C.

S Lorefice, L O Becerra, E Lenard, Y J Lee, W G Lee, T Madec, P A Meury, J Caceres, C Santos, C Vamossy, J Man, K Fen, K Toda, J Wright, H Bettin, H Toth: CCM key comparison CCM.D-K4 'Hydrometer. Metrologia, Volume 53, Technical Supplement 2016.

Un lavoro riguardante la nuova definizione del Kelvin, in vista della rivisitazione dei Sistema Internazione del 2018, è stato pubblicato sulla rivista Philosophical Transactions of the Royal Society.

Fellmuth, B; Fischer, J; Machin, G; Picard, S; Steur, PPM; Tamura, O; White, DR; Yoon, H: The kelvin redefinition and its mise en pratique. Philosophical Transactions of the Royal Society A - Mathematical Physical and Engineering Sciences, Vol. 374, no. 2064, Article no. 20150037, 2016 (IF 2.44)

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I risultati di un confronto inter-laboratorio sulle scale spettrali di emittanza (range spettrale tra 2 μm e 14 μm nel campo di temperatura tra 23 °C e 800 °C), che ha coinvolto gli NMI di USA, Germania, Italia, Francia e Giappone, sono stati presentati sulla rivista Metrologia.

Hanssen, L; Wilthan, B; Filtz, J -R; Hameury, J; Girard, F; Battuello, M; Ishii, J; Hollandt, J; Monte, C: Infrared spectral normal emittance/emissivity comparison. METROLOGIA, Vol. 53, no. 1A, article no. 03001, 2016. Lo sviluppo di ponti digitali per la metrologia dell’impedenza elettrica è proseguito nell’ambito del Progetto EMRP 2012 SIB 53 Automated Impedance Metrology Extending the Quantum Toolbox for Electricity, con lo studio di reti autocompensanti, di particolare interesse per la metrologia delle impedenze elettriche di basso valore.

Callegaro L; D'Elia V; Kucera J; Ortolano M; Pourdanesh F; Trinchera B: Self-compensating networks for four terminal-pair impedance definition in current comparator bridges. IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, Vol. 65, no. 5, pp. 1149-1155, 2016.

E’ continuata la collaborazione con il PTB nell’ambito del progetto EMRP SIB 59 QWAVE per la realizzazione di campioni innovativi Josephson operanti in cryoocoler e metodi di misura finalizzati al trasferimento di forme d’onda ad elevata purezza spettrale per misure di tensione.

Sosso, A; Durandetto, P; Trinchera, B; Kieler, O; Behr, R; Kohlmann, J: Characterization of a Josephson array for pulse-driven standard in a cryocooler. MEASUREMENT, Vol. 95, no.1, pp. 77-81, 2016. Attività e risultati di maggior rilievo conseguiti nel 2016 nelle attivita di Knowledge Transfer

Tra i risultati scientifici e tecnologici più rilevanti ottenuti nell'ambito del progetto EMRP SIB61 "Crystal" è stato depositato un brevetto nazionale su un campione di lunghezza laterale alla nanoscala. Questo è realizzato con tecnologia del silicio e litografia per self-assembly di copolimeri a blocchi ed è costituito da schiere di pori nanometrici con un periodo di 27.7 +/- 0.014 nm. Il campione trova applicazione nella taratura di microscopi a forza atomica e elettronici a scansione.

Uno dei i risultati scientifici e tecnologici più significativi ottenuti nell'anno è rappresentato da un congegno per il raffreddamento uniforme di un campione di cui devono essere misurati parametri e caratteristiche a temperature vicine allo zero assoluto. Per questa invenzione è stato depositato brevetto nazionale chiamato “Dispositivo di termalizzazione”. Il brevetto si riferisce ad un apparato che incrementa la trasmissione di calore, facilitando il raffreddamento uniforme di un campione collocato su un substrato, ma, allo stesso tempo, lo mantiene in condizione di isolamento elettrico.

L’INRIM ha fornito docenza per il corso del Bureau International des Poids et Mesures: Capacity Building and Knowledge Transfer Course “Leaders of tomorrow”, 7-18 November 2016: “Specific guidelines for comparisons and CMCs in Electricity and Magnetism”

La presentazione dei risultati nelle schede di Divisione riportate di seguito si riferisce ai Programmi definiti nel Piano Triennale 2016-2018. In generale, i risultati raggiunti sono in buon accordo con i risultati attesi.

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Distribuzione del personale per struttura

I dati relativi al personale delle Divisioni e della Segreteria Scientifica sono riportati nella tabella seguente.

Tabella 17 - Personale TI (al 31/12/2016) Div Dir R&Tcnl Primi R&Tcnl R&Tcnl Tecnici Ammin. TOT

MF 3 5 16 7 31 MQV 2 7 12 5 26 NM 4 9 17 13 43 SEGR. SCIENT.

- 1 3 4

Tot 2016 9 21 46 25 3 104 Tot 2015 9 26 52 54 3 144 Tot 2014 10 25 55 54 3 147 Tot 2013 12 28 56 57 3 156

Ha continuato ad operare l’unità staccata di Radiochimica e Spettroscopia presso il Dipartimento di Chimica Generale dell’Università di Pavia. Tale unità afferisce alla divisione Metrologia Qualità della Vita.

Distribuzione delle risorse umane per tipologia di attività

Nelle tabelle in testa a ciascun programma è rappresentata la distribuzione del personale tra Scientific Work, NMI Work (mantenimento, upgrading, confronti internazionali e collaborazione in organismi metrologici internazionali, disseminazione e supporto a STALT), Terza Missione e altre attività (gestionali e di supporto a qualità, sicurezza e normazione) specifiche di ogni programma. L’attività classificata come Scientific Work è in gran parte indirizzata alla metrologia come sviluppo di nuovi campioni e di nuovi metodi di misura, e alle attività di ricerca di base in genere; mentre, come NMI Work si è inteso evidenziare il complesso di altre attività tecnico-scientifiche che danno origine a “prodotti” specifici di un istituto nazionale di metrologia.

La distinzione tra Scientific Work, NMI Work e Terza Missione è stata adottata su indicazione del Comitato di Valutazione, come riportato nel documento “Evaluation of Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica 2013”. La distinzione è stata recepita dall’Anvur, che ha messo in valutazione le attività di Terza Missione attraverso la compilazione della Scheda Unica Annuale della Ricerca Dipartimentale (SUA-RD) e dal MIUR che ha introdotto apposite schede per la ricerca istituzionale (NMI Work) e per le attività di Terza Missione (Knowledge Transfer Work) nella documentazione del Piano Triennale 2016-2018.

Complessivamente nelle tre Divisioni, la distribuzione 2016 delle risorse umane per tipologia di attività è riportata nel seguente grafico; il dettaglio è invece riportato nelle tabelle successive.

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Tabella 18 – Divisioni: risorse umane (TPE) per tipologia di attività

Div Scientific

Work NMI Work

Knowledge Transfer

Work

Management and

miscellanea Totale

MF 44,45 4,35 1,25 0,50 50,55 MQV 41,95 11,35 3,45 0,40 57,15 NM 57,10 5,45 3,10 1,40 67,05

Totale 143,50 21,15 7,80 2,30 174,75 % 82% 12% 5% 1% 100%

82%

12% 5% 1%

Risorse umane (TPE) per tipologia di attività

Scientific Work

NMI Work

Knowledge Transfer

Management andmiscellanea

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Segreteria scientifica

Responsabile: Maria Luisa Rastello

Personale impegnato (TPE)

Personale TPE Lucia Bailo 1 Michela Borla 0,80 Claudia Rota 1 Marina Sardi 0,90

Descrizione dell’attività

Management delle divisioni Riunioni istituzionali (CdA e CS) Relazioni esterne (visitatori e contatti vari) Eventi scientifico-divulgativi

Risultati conseguiti

Formazione Continua Poiché la metrologia fa parte dei programmi scolastici ed è propedeutica a diversi insegnamenti, per quanto attiene la formazione continua si è svolto un corso rivolto agli insegnanti delle scuole di ogni ordine e grado avente come tema la formazione e la pratica educativa della metrologia. Il corso è alla sua quinta edizione, viene proposto con il sostegno dell’USR Piemonte e in collaborazione con Ce.Se.Di, ente formativo della Città Metropolitana di Torino, che ogni anno organizza corsi di aggiornamento per insegnanti e attività per studenti, pubblicizzandoli mediante un catalogo on-line. Queste attività sono state finanziate in parte da un progetto MIUR per la “Diffusione della Cultura Scientifica”, coordinato dall’INRIM con la partecipazione dell’IIS Galilei Ferrari di Torino capofila della rete “Robotica a scuola”. Quest’anno il corso, che segue il calendario scolastico, si è svolto proponendo ai docenti tre seminari, tenuti da esperti su invito, su alcuni temi di attualità della metrologia ( il coinvolgimento delle misure nella società attuale, incertezza e riferibilità, misure e robotica). I docenti quindi hanno riportano in classe quanto acquisito, gli studenti nei laboratori della loro scuola hanno progettato realizzato esperimenti, misurato, valutato le incertezze delle loro misure, prodotto una relazione. Queste attività sono sfociate in un concorso rivolto alle scuole superiori, che ha avuto una partecipazione anche su base nazionale (uno dei lavori è arrivato dalla provincia di Cosenza). Gli studenti hanno potuto presentare quanto fatto durante l’evento di premiazione del concorso stesso, i premi distribuiti sono stati alcuni kit di esperimenti di fisica, acquistati con i fondi del progetto MIUR, che sono andati ad arricchire i laboratori delle scuole di provenienza. L’ultimo evento è stato un incontro - dibattito sulla Metrologia e sui metodi di insegnamento e divulgazione, che ha raccolto insegnanti, divulgatori ed esperti di comunicazione scientifica sulle possibilità di un più efficace scambio tra scuola e mondo dell’informazione. Alcuni gruppetti di studenti sono inoltre stati coinvolti in una attività sperimentale per la taratura di un micrometro mediante interferometro laser di Michelson. La partecipazione a questi eventi, è stata di circa 25 insegnanti per ogni seminario, mentre una decina di loro ha seguito anche la parte sperimentale, con circa un centinaio di studenti interessati al concorso ed alla esperienza proposta. Il materiale prodotto durante tutte le attività (seminari, incontro sulla divulgazione) è stato poi pubblicato sul sito INRIM. Un testo sulla metrologia, che raccoglie i materiali distribuiti durante gli incontri e le esperienze proposte, riprodotto in numerose copie (180) con i fondi del bando MIUR, è stato realizzato e distribuito ai partecipanti delle varie iniziative.

Public engagement L’INRIM, oltre alle già citate conferenze e all’incontro su Metrologia e Divulgazione, che sono stati eventi pubblici rivolti non solo agli insegnanti, ha partecipato nel 2016 alla Notte dei ricercatori con un proprio stand, dove ha messo a disposizione del pubblico alcune delle sue competenze, attraverso suoi ricercatori che hanno presentato i risultati di un progetto europeo ed esperimenti didattici sul magnetismo, per mostrare quanto la ricerca possa essere collegata all’esperienza comune di tutti. In quell’occasione il neo-presidente INRIM ha tenuto una conferenza, riscuotendo un notevole interesse nel pubblico.

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Durante il corso dell’anno ci sono state numerose occasioni di visite di ricercatori di altri Paesi, di gruppi organizzati, di privati cittadini, ma soprattutto di studenti delle scuole di ogni ordine e grado: nei mesi di marzo e maggio si sono concentrate le visite rivolte ai bambini della scuola primaria e secondaria di primo grado, poi di quelli delle scuole superiori, il numero complessivo dei visitatori si aggira nel 2016 intorno alle 800 unità. Il rapporto con le scuole si è fatto più stretto con l’attivazione nel 2016 di circa 20 tirocini per studenti di licei, istituti tecnici, licei economici, alcuni di essi inseriti in alternanza scuola-lavoro, secondo la Legge 107/2075.

Piano Triennale di Attività 2016-2018, Relazione Consuntiva di attività scientifica 2015 e Risultati e dati 2015 Nel 2016 la Segreteria Scientifica ha prodotto, grazie al contributo delle Divisioni, i tre seguenti documenti:

Risultati e dati 2015: si tratta di un documento di lavoro della Direzione Scientifica che censisce nel dettaglio i prodotti dell’Istituto, distinguendoli nelle tre categorie “Scientific Work” (risultati prodotti nel campo Ricerca e Sviluppo), “NMI Role Work” (risultati conseguiti nell’ambito della missione NMI propria dell’INRIM) e “Knowledge Transfer Work” (risultati connessi alle attività di terza missione, ovvero al trasferimento delle conoscenze verso l’industria e verso la società più in generale).

Piano Triennale di Attività 2016-2018: rappresenta la programmazione triennale dell’Ente e viene richiesto annualmente dal MIUR, che fornisce alla Direzione Scientifica le linee guida per la sua compilazione.

Relazione Consuntiva di attività scientifica 2015: costituisce la sintesi dei risultati scientifici conseguiti dall’istituto nell’anno, ricavati da “Risultati e dati 2015” e interpretati alla luce della programmazione triennale dichiarata nel Piano Triennale di riferimento.

Per la compilazione dei tre documenti ci si è avvalsi, oltrechè dei contributi delle Divisioni e della supervisione del Direttore Scientifico, anche del supporto degli uffici amministrativi e del Servizio Gestione Qualità, con i quali si intrattiene un costante rapporto di collaborazione.

Valutazione della Qualità della Ricerca (VQR 2011-2014) e Valutazione delle Attività di Terza Missione Nel 2016 la Segreteria Scientifica si è occupata della raccolta dati da inviare per la Valutazione della Qualità della Ricerca (VQR 2011-2014), collaborando, in più riunioni organizzative e anche attraverso la gestione di appositi database, con un gruppo di lavoro composto dal Direttore Scientifico, da tre rappresentanti delle Divisioni e da un rappresentante della struttura STALT. Per quanto riguarda la VQR 2011-2014, si è provveduto ad implementare e a controllare i dati relativi ai prodotti selezionati dal personale ricercatore e tecnologo, fino alla loro trasmissione all’Anvur; è stata inoltre effettuata la verifica delle figure in formazione e della mobilità del personale, anche tramite il supporto degli uffici dell’Amministrazione. La valutazione delle attività di terza missione è stata effettuata dall’Anvur attraverso la Scheda Unica Annuale della Ricerca Dipartimentale - SUA-RD): la compilazione della Scheda Unica Annuale ha riguardato i prodotti di terza missione dell’INRIM, ovvero i brevetti, le entrate conto terzi, le attività di public engagement e le attività di formazione continua; i dati relativi a tali categorie di prodotti sono stati raccolti dalla Segreteria Scientifica attraverso la collaborazione con il personale delle Divisioni e di STALT, nonché con il supporto dell’Amministrazione; la Segreteria Scientifica ha infine collaborato con il Direttore Scientifico e il Responsabile di STALT nell’operazione di supervisione prima dell’invio dei dati all’Anvur. La raccolta e l’elaborazione dei dati per entrambe le valutazioni, ed infine la loro trasmissione all’Anvur, hanno richiesto l’utilizzo e la gestione di quattro diversi database Cineca (LOGINMIUR, IRIS, VQR e AVA.MIUR).

Database IRIS A partire da novembre 2015 la Segreteria Scientifica gestisce, in qualità di amministratore INRIM, il database IRIS, dedicato alla raccolta delle pubblicazioni dell’Istituto e divenuto quindi l’Institutional Repository dei prodotti della ricerca; la gestione del database ha comportato diversi compiti quali:

la “pulizia” periodica del database allo scopo di eliminare i prodotti duplicati per errore o non correttamente inviati a loginmiur attraverso gli automatismi previsti dal software;

il supporto al personale ricercatore e tecnologo per le operazioni di inserimento, modifica e cancellazione dei prodotti;

l’aggiornamento dell’utenza, in considerazione degli avvicendamenti legati a pensionamenti e nuove assunzioni;

contatti costanti col Customer Portal Cineca per la risoluzione di problemi di varia natura;

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la partecipazione a Webinar sull’utilizzo dell’Institutional Repository, anche in relazione alla raccolta delle pubblicazioni per la VQR 2011-2014.

Coordinamento con gli Uffici Amministrativi e supporto al Direttore Scientifico e al personale delle Divisioni La Segreteria Scientifica si occupa anche di gestire il flusso di tutte le pratiche che necessitano la validazione/firma dei responsabili di Divisione, fino alla loro consegna in Amministrazione. In particolare, viene fornito un importante supporto al personale scientifico e tecnico per tutto quello che concerne la preparazione della documentazione amministrativa di competenza del Direttore Scientifico. Tale supporto comporta una continua attività di comunicazione e collaborazione col Direttore Scientifico, i Responsabili di Divisione e di STALT.

Gestione elenchi del personale Un’attività fondamentale è costituita dalla raccolta delle informazioni relative al personale attivo in istituto, sia stabilizzato che precario, attraverso la costituzione e il costante aggiornamento di elenchi utili per le attività delle Divisioni.

Segreteria di concorsi pubblici La Segreteria Scientifica si è fatta carico nel 2016, attraverso lo svolgimento della funzione di Segretari di Concorsi Pubblici, della maggior parte dei Bandi di Concorso pubblicati dall’INRIM. L’impegno è stato notevole in quanto la funzione di Segretario comporta il prendersi cura di tutte le procedure gestionali e logistiche che accompagnano i lavori delle Commissioni dalla loro costituzione, attraverso lo svolgimento delle riunioni fino all’espletamento delle prove concorsuali e alla conclusione del procedimento, che si perfeziona con la verbalizzazione di tutte le fasi del concorso.

Certificati di taratura Nel 2016 la Segreteria scientifica ha curato l’archiviazione di tutti i certificati di taratura e prova emessi dalle Divisioni; i certificati sono stati seguiti a partire dalla firma dei responsabili di Divisione fino alla trasmissione della copia cartacea all’Amministrazione e del file allo sperimentatore ed all’assistente della Qualità.

Documentazione e dati dottorati di ricerca e Scuola di Dottorato di Ricerca in Metrologia del Politecnico di Torino Nel 2016 si è provveduto alla predisposizione e tenuta dei dati, sia in formato cartaceo sia informatico, relativi al Dottorato di Ricerca in Metrologia del Politecnico di Torino; si è inoltre partecipato alle riunioni della Scuola di Dottorato con il compito di predisporre i relativi verbali. Si sono calendarizzate le attività previste per lo svolgimento del Dottorato e si sono mantenuti i contatti con la Scuola di Dottorato del Politecnico per un migliore svolgimento dei lavori.

Predisposizione pratiche per attivazione bandi di concorso o pratiche di proroga/rinnovo del personale non strutturato Nel corso dell'anno sono state raccolte e curate sia le richieste di attivazione, sia le richieste di proroga/rinnovo del personale con contratto a tempo determinato, assegni di ricerca e borse ad affidamento diretto attraverso la raccolta della modulistica, delle autorizzazioni e delle relazioni di attività svolte con la successiva archiviazione della documentazione sia in formato cartaceo che elettronico Inoltre sono state gestite le pratiche di richiesta di associatura e di incarico di ricerca all'Istituto, sottoposte all'approvazione del CdA.

Sistema GUADO Anche nel 2016 la Segreteria Scientifica ha gestito e controllato le richieste di acquisto delle tre Divisioni e dello STALT inserite nel database GUADO, fornendo un prezioso supporto a tutto il personale e facendo da collegamento tra la Direzione scientifica, l’Amministrazione e i Sistemi informatici.

Elenchi contratti e piani di spesa Come ogni anno, anche nel 2016 sono stati predisposti gli elenchi dei contratti industriali, dei progetti regionali, europei, FP7, MIUR e progetti premiali da utilizzare nel database GUADO, provvedendo anche alla gestione dei piani di spesa e delle relative rimodulazioni, nonché all’inserimento dei dati relativi nel database GUADO.

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Divisione Metrologia Fisica Responsabile: Giovanni Mana

Risorse umane (TI + TD) al 31/12/2016 Ricercatori e Tecnologi: 24. Tecnici: 7

Ulteriori risorse umane Assegnisti, Borsisti e Dottorandi: 19. Associati e incarichi: 5

Articolazione delle attività

La Divisione Metrologia Fisica è articolata nei seguenti programmi:

MF1: interferometria (Enrico Massa)

MF2: tempo e frequenza (Filippo Levi)

MF3: ottica quantistica (Marco Genovese)

Avanzamento del piano triennale La Divisione sviluppa conoscenze, tecnologie e metodi per la metrologia scientifica. In particolare per:

la realizzazione del metro, del chilogrammo e del secondo; l’interferometria ottica e X, l’ottica quantistica e i sistemi quantistici; la metrologia in ambito spaziale.

Nel corso del 2016, la Divisione ha gestito 27 contratti di ricerca nazionali e/o internazionali e pubblicato 33 lavori su riviste censite nella banca dati Web of Science. Sono stati emessi 120 certificati di taratura. Di particolare impatto sono stati: i) la misura assoluta della frequenza della transizione 1S0-

3P0 dell’atomo di 171Yb rispetto alla fontana di Cesio, ii) il link nazionale in fibra ottica per la distribuzione di riferimenti assoluti di tempo e frequenza fino a Roma la disseminazione di segnali di tempo verso il distretto finanziario di Milano iii) lo studio numerico e sperimentale dello stress superficiale in cristlli di silicio. Nel seguito sono riassunti i principali risultati conseguiti.

Ricerca & Sviluppo Nell’ambito dell’International Avogadro Coordination e in collaborazione con la Divisione MQV è stata misurata la concentrazione di vacanze in cristalli di silicio mediante l’attivazione neutronica di precipitati di CuSi3. È stato sviluppato un sistema ottico per la misura di pressioni da 15 kPa a 900 kPa, basato sullo scattering Rayleigh dimostrando la relazione lineare tra pressione del gas e luce diffusa e prospettando lo sviluppo di sensori basati su tale tecnica. E’ proseguita la disseminazione di segnali di frequenza in fibra ottica. Sono stati compiuti esperimenti con il radio osservatorio di Medicina e il LENS a Firenze; sono stati forniti segnali di tempo certificati alla piazza finanziaria di Milano. Presso il LENS è stata realizzata una catena di frequenze che ha permesso la misura di una transizione vibrazionale in un fascio di CO metastabile con 11 cifre significative. (miglior risultato in letteratura). Nel laboratorio di ioni intrappolati e gas quantistici è stata ideata, progettata e simulata la trappola elettro-ottica che permetterà di intrappolare atomi ultrafreddi e ioni con potenziali puramente statici. L’orologio ottico all’Yb è completamente operativo con accuratezza prossima a 1x10-16.

Sono state condotte sperimentazioni sui segnali di tempo del sistema di navigazione europeo Galileo per realizzare servizi commerciali e validarne l’utilizzo in ambiente reale.

E stato realizzato un microscopio sub shot noise basato sulla correlazione tra twin beams. Sono state studiate sperimentalmente misure deboli, sia relativamente alla loro connessione con la contestualità quantistica sia realizzando misure sequenziali di variabili incompatibili. Sono stati sviluppati metodi per la caratterizzazione di risorse e dispositivi utilizzati nell’informazione quantistica.

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Ricerca Istituzionale (Istituto Metrologico Nazionale) Il metro è realizzato e riferito alla velocità della luce e al secondo mediante pettini di frequenza, laser stabilizzati e transizioni atomiche.

La Divisione (congiuntamente alla Divisione MQV) collabora alla realizzazione del kilogrammo mediante sfere di Si 28 caratterizzate in termini geometrico (volume e superficie), cristallografico (parametro reticolare), chimico (purezza e composizione isotopica).

La Divisione mantiene e dissemina le unità di tempo e frequenza. A tal fine opera e migliora progressivamente un campione primario di frequenza (ITFCs2) a fontana di Cs, sviluppa algoritmi per realizzare e distribuire la scala di tempo nazionale e partecipa alla rete di taratura dell’International Atomic Time.

Campioni nazionali (DM 591/1993)

MF1 Campione di lunghezza d’onda (laser stabilizzati e pettine di frequenza) MF2 Campione primario di frequenza a fontana di cesio MF2 Scala nazionale di tempo UTC(IT)

Altri campioni

MF1 Reticolo campione in silicio monocristallino

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Programma MF1 – Interferometria Responsabile: Enrico Massa

Personale impegnato (TPE) per tipologia di attività

Personale strutturato Afferenza R&S Ruolo NMI

Terza missione

Gestione o coordinamento

Totale

Milena Astrua ST2 0,40 0,40 Marco Bisi1 MF1 0,20 0,40 0,25 0,85 Giancarlo D’Agostino7 MQV1 0,20 0,20 Claudio Francese2 MF1 0,35 0,05 0,05 0,45 Giovanni Mana3 MF1 0,50 0,50 Domenico Mari MF1 1 1 Enrico Massa MF1 0,90 0,10 1 Francesca Pennecchi MQV2 0,10 0,10 Marco Pisani4 MF1 0,80 0,10 0,90 Marco Santiano5 MF1 0,60 0,60 Carlo Paolo Sasso MF1 1 1 Massimo Zucco6 MF1 0,40 0,20 0,60

Personale non strutturato Marco Di Luzio (dottorato) MQV1 1 1

Totale 7,45 0,65 0,40 0,10 8,60 1) collaborazione con programma NM1 (15% TPE) 2) collaborazione con programma ST2 progetto Luminar (20% TPE) e collaborazione con il programma MF2 (35%) 3) collaborazione con programma MQV2 progetto EnV58 (20% TPE) 4) responsabile attività di taratura STALT e collaborazione con programma ST2 progetto Luminar (10% TPE) 5) collaborazione con programmi MQV1 (5% TPE) e ST2 (35% TPE). 6) collaborazione con programmi MF2 (25% TPE) e MF3 (15% TPE) 7) collaborazione con programma MQV1 (80% TPE) Articolazione del programma

Ricerca e Sviluppo Interferometria X/ottica – Identificato un errore di misura localizzato (circa 10 pm/mm) dell’interferometro X/ottico. Dalle analisi eseguite si è riscontrato che l’anomalia risiede nell’interferometro ottico; è stato quindi programmata la realizzazione di una copia dell’interferometro ottico. Effettuata una determinazione indipendente del possibile effetto superficiale nella determinazione assoluta del parametro reticolare presso KEK Giappone. Costante di Avogadro – Misura della concentrazione di vacanze mediante l’attivazione neutronica di precipitati di CuSi3 in cristalli di silicio naturale, la tecnica sarà applicata anche al materiale arricchito da utilizzarsi nella determinazione della costante di Avogadro. Metodi matematici per la metrologia – Calcolato l’effetto teorico dello strain superficiale sulla lamella dell’analizzatore dell’interferometro a raggi X (collaborazione UNICA). L’analisi prevede deformazioni importanti al momento non confermate da misurazioni sperimentali. Analisi e studi propedeutici agli elementi finiti con software commerciale per l’analisi delle deformazioni subite da una sfera di silicio (diametro di circa 100 mm). Interferometria laser – Costruzione dei sistemi meccanici e della struttura da vuoto di un Ring Laser Goniometer, battezzato G-LAS (Gyro-Laser Angle Standard) per la realizzazione di un goniometro assoluto con accuratezza di 50 nrad, in collaborazione con INFN Pisa. Il ritardo di circa un anno nella costruzione è stato causato da un errore di realizzazione delle camere che ha reso necessaria la rilavorazione di due delle quattro camere. Validazione di un interferometro a eterodina con sorgente laser a cavità estesa (ECDL) a 1064 nm che raggiunge risoluzioni di 10 pm/Hz1/2 a 1 Hz al fine di sostituire i sensori capacitivi negli accelerometri montati su satelliti, contratto ESA in collaborazione con UNI-PI. Studiati gli effetti della turbolenza e del gradiente termico nella misura di distanza ottica in aria. Dimostrazione di misura di distanza in aria con interferometro a supereterodina a 1550 nm su distanza fino a 500 m. Validazione della tecnica di misura della temperatura media in aria mediante misura della velocità del suono su distanze fino a 200 m con incertezze inferiori a 1 °C. Misure ottiche di pressione – Realizzazione di un campione di pressione (1 kPa – 120 kPa) mediante interferometria ottica: la differenza relativa tra il valore della pressione misurata dall’interferometro e la lettura di un barometro riferito ad un sistema primario INRIM è risultata minore di 10-4 Pa a alla pressione di 120 kPa. Eseguita una nuova misura indipendente dello sbilanciamento tra i due rami dell’interferometro,

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necessaria affinché il sistema possa essere considerato un campione di pressione assoluta. E’ stato realizzato un esperimento ad hoc, basato sul metodo dell’onda sintetica con rivelazione super-eterodina, ottenendo risultati compatibili con i precedenti. Caratterizzazione di un sistema ottico per la misura di pressioni da 15 kPa a 900 kPa, basato sullo scattering Rayleigh. La relazione tra pressione del gas e luce diffusa è risultata fortemente lineare (R2 > 0.9999), prospettando l’eventuale sviluppo di sensori basati su tale tecnica. Misure angolari – Realizzazione di dispositivo per caratterizzazione di attuatori di nanoangoli basato su multiriflessione con risoluzione di 2 nrad/√Hz fino a 10 kHz. Completato il progetto di un generatore monolitico in titanio di nanoangoli per la taratura di autocollimatori e livelle elettroniche (Progetto EMRP SIB58). Analisi spettrale – Creato, in collaborazione con il Centro per la Conservazione e il Restauro dei Beni Culturali “La Venaria Reale” e Laboratorio Analisi Scientifiche of Regione Autonoma Valle d’Aosta, un database di analisi diagnostiche di circa 1200 combinazioni di materiali pittorici disponibile su pagina internet del gruppo. Ricerca istituzionale (ruolo NMI) Realizzazione, mantenimento e disseminazione del metro – Il metro e disseminato mediante pettini di frequenza (in fibra e Ti:Sa) e sorgenti laser stabilizzate (Nd:YAG/I2 532 nm e He-Ne/I2 633 nm). Sviluppo di tecniche per la caratterizzazione di celle di iodio usate come riferimento di laser per la realizzazione pratica del metro. Sono state validate due tecniche, una basata sulla fluorescenza indotta da laser e l’altra basata sulla misura della larghezza di transizioni iperfini. Formazione accademica – Tirocini curriculari e tesi di laurea sono stati svolti presso il programma: corso di dottorato in Metrologia; corso “metodi di osservazione e misura”, laurea magistrale in fisica (UNITO); corso “Laboratorio di fisica della materia”, laurea magistrale in scienza dei materiali e chimica (UNIPO). Attività del CCM, CCL e WG collegati – Il programma partecipa CCM, CCL e a gruppi di lavoro interni specifici appartenenti ai comitati di riferimento. Attività di terza missione Certificati di taratura – Sono stati emessi alcuni certificati di taratura. Supporto alle attività di taratura di Angoli e Rotondità. Contratti industriali – Contratto Novasens con Novasis: sviluppo di una cella, basata su tecnica multipass, per la misura spettroscopica di concentrazione di CO2 e NH3. Contratto CCN-COATS (collaborazione con TASI): sviluppo tecniche di misura di assetto di satellite con incertezze dell’ordine di 1 urad e 1 um. Divulgazione – Collaborazione al progetto PACMAN-CERN per la metrologia per la realizzazione di acceleratori di prossima generazione. Realizzazione di interferometro Michelson compatto trasportabile per attività di divulgazione. Infrastrutture Il programma gestisce e opera un interferometro X/ottico a scansione per la la realizzazione del kilogrammo contando atomi di silicio nel quadro di un accordo bilaterale con il PTB.

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Programma MF2 – Metrologia di Tempo e Frequenza Responsabile: Filippo Levi


Personale strutturato Afferenza R&S Ruolo NMI Terza

missione Gestione o

coordinamento Totale

Filippo Levi MF2 0,55 0,30 0,05 0,10 1 Patrizia Tavella MF2 0,50 0,30 0,10 0,10 1 Davide Calonico MF2 0,65 0,30 0,05 1 Claudio Calosso MF2 1 1 Giancarlo Cerretto MF2 0,40 0,60 1 Salvatore Micalizio MF2 1 1 Ilaria Sesia MF2 0,75 0,20 0,05 1 Massimo Zucco MF1 0,25 0,25 Elio Bertacco MF2 0,90 0,10 1 Roberto Costa MF2 0,50 0,50 1 Alberto Mura MF2 0,50 0,50 1 Alberto Sacchetti MF2 1 1 Giuseppe Vizio STALT 0,10 0,10 Gabriele Santambrogio (TD)

MF2 1

1

Carlo Sias (TD) MF2 1 1 Cecilia Clivati (TD, TI dal 15/12)

MF2 1

1

Marco Pizzocaro (TD, TI dal 15/12)

MF2 1

1

Giovanna Signorile (TD) MF2 1 1 Marco Tarallo (TD) MF2 0,20 0,20 Personale non strutturato Pierre Thoumany (ass) MF2 1 1 Lucia Duca (ass) MF2 1 1 Matteo Frittelli (ass) MF2 1 1 Elena Cantoni (ass) MF2 0,50 0,50 Concetta de Stefano (ass) MF2 1 1 Carolina Cardenas (PhD) MF2 1 1 Benjamin Rauf (PhD) MF2 1 1 Gianmaria Milani (PhD) MF2 1 1 Valerio Formichella (PhD) MF2 1 1 Anna Tampellini (PhD) MF2 1 1 Filippo Bregolin (PhD) MF2 1 1 Matteo Barbiero (PhD) MF2 1 1 Michele Gozzelino (PhD) MF2 0,50 0,50 Associati Giovanni Costanzo (Polito)

MF2 0,30 0,30

0,60

Aldo Godone MF2 0,30 0,30 Totale 25,30 3,20 0,75 0,20 29,45

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Articolazione del programma Ricerca e Sviluppo Algoritmi e timing e per Galileo –Il programma ha condotto sperimentazioni sui segnali di tempo del sistema di navigazione Galileo per realizzare servizi commerciali e validarne l’utilizzo in ambiente reale. Con il progetto DEMETRA finanziato da Horizon 2020 è stato realizzato un laboratorio dedicato in collaborazione con 15 partner europei sperimentando nuovi servizi di disseminazione del tempo con caratteristiche di accuratezza, robustezza e integrità innovative. Prosegue l’attività di validazione degli orologi di bordo di galileo e EGNOS su commessa dell’ESA e della EC. Iniziato un nuovo progetto nell’ambito della gara per le Galileo System Operation, che vede l’Istituto in prime partnership con Thales Alenia Space per la costruzione del Galileo Time Service Provider. L’infrastruttura fornirà al sistema Galileo le informazioni di correzione e predizione per mantenere l’ora di Galileo sincronizzata a UTC. Al Progetto partecipano i maggiori istituti metrologici europei e alcune industrie spaziali europee. Campioni atomici di frequenza – L’orologio ottico all’Yb è operativo. La sua accuratezza è stata valutata intorno a 1x10-16, la sua frequenza è stata misurata nel corso di due distinte campagne di misura rispetto alla fontana di Cesio e rispetto ad un orologio ottico trasportabile allo Sr del PTB. Tutte le misure condotte sono risultate in accordo con il valore raccomandato dal BIPM per la realizzazione secondaria del secondo, contribuendo a migliorarne l’incertezza statistica. In collaborazione con J.C. Camparo (Aerospace Corporation) sono stati compiuti studi innovativi sul light shift risonante utilizzando la fontana di cesio. Campioni in cella - Nell’ambito di un contratto ESA è iniziata la collaborazione con Leonardo-Finmeccanica per la realizzazione di un prototipo spaziale dell’orologio POP (Pulsed Optically Pumped). In questa prima fase verrà realizzato e testato il packaging fisico dell’orologio. Disseminazione e sincronizzazione in fibra ottica – E’ proseguita la disseminazione di segnali di frequenza in fibra ottica verso università ed enti di ricerca. Sono stati compiuti esperimenti sia con il radio osservatorio di Medicina che con il LENS a Firenze. È proseguita la sperimentazione volta alla sincronizzazione e alla disseminazione di segnali di tempo fibra utilizzando la tecnica “white-rabbit”. Questa tecnica è stata impiegate per fornire segnali di tempo certificati alla borsa di Milano. E’ iniziato lo sviluppo delle tratta Firenze-Matera, che collegherà anche Roma e Napoli e prevederà una diramazione verso il centro spaziale del Fucino (sede della PTF di Galileo). Attività di ricerca nel polo fiorentino –. Nel laboratorio di spettroscopia molecolare presso il LENS è stato realizzata una catena di frequenze che ha permesso la misura di una transizione vibrazionale in un fascio di CO metastabile con 11 cifre significative. L'incertezza su tale misura è 4 ordini di grandezza inferiore al miglior valore riportato in letteratura. Il laboratorio sta lavorando a ridurre ulteriormente l'incertezza sulla misura. Inoltre continuano le attività di sviluppo di tecniche di raffreddamento e intrappolamento di molecole neutre. Nel laboratorio di ioni intrappolati e gas quantistici è stata ideata, progettata e simulata la trappola elettro-ottica che permetterà di intrappolare atomi ultrafreddi e ioni per la prima volta con potenziali puramente statici. La trappola sarà costituita da elettrodi di titanio e da porta specchi in shapal hi-m soft per la realizzazione di un potenziale di intrappolamento ibrido elettro-ottico. Inoltre, sono stati realizzati, secondo un progetto originale, i primi prototipi per le sorgenti laser, dimostrando la possibilità di realizzare laser a cavità estesa sia con diodi laser dotati di anti-reflection coating, sia usando LED superluminescenti. Ruolo NMI Generazione e della scala di tempo UTC(IT) e sua integrazione in UTC e TAI – La scala nazionale di tempo è generata da un’insieme di orologi costituito dal campione primario ITCsF2, quattro maser attivi e cinque orologi a fascio di cesio. Nel corso del 2016 la scala di tempo Italiana non si è mai scostata da UTC di più di +7, -6 ns. ITCsF2 è stata utilizzato per 5 tarature di TAI. Disseminazione nazionale – Il segnale di tempo è disseminato gratuitamente mediante NTP, mentre sono in corso di sperimentazione nuove tecniche satellitari e in fibra ottica. Formazione accademica – Il programma ha contribuito alla didattica del corso “Master in Navigazione” del Politecnico di Torino. Personale del programma tiene regolarmente seminari e corsi di II e III livello presso università italiane. Attività del CCTF, WG collegati ed EURAMET – Il programma partecipa al CCTF e a molti dei gruppi di lavoro in seno a esso. Esprime un delegato EURAMET per il settore disciplinare di pertinenza. Attività di terza missione Certificati di taratura – Sono stati emessi 137 certificati di taratura (12 interni). Divulgazione – È stata svolta attività di divulgazione scientifica rivolta alle scuole di ogni ordine e grado e particolarmente verso gli studenti delle scuole superiori (51 visite ai laboratori per un totale di circa 850 visitatori). Infrastrutture infrastruttura Galileo – validazione del sistema di timing Galileo e sperimentazione di nuove modalità di utilizzo dei segnali del sistema. infrastruttura LIFT – disseminazione di riferimenti accurati in fibra ottica verso laboratori e istituti di ricerca italiani e internazionali (1200 km già operativi, ulteriori 900 km verranno allestiti nel 2017).

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Programma MF3 – Ottica Quantistica Responsabile: Marco Genovese



missione Gestione o


Ivo Pietro Degiovanni MF3 0,80 0,20 1 Marco Genovese MF3 0,65 0,10 0,05 0,20 1 Marco Gramegna MF3 0,75 0,20 0,05 1 Ivano Ruo Berchera MF3 1 1 Fabio Saccomandi MF3 1 1 Massimo Zucco MF1 0,15 0,15 Fabrizio Piacentini (TD, TI dal 15-12)

MF3 1 1

Alice Meda (TD) MF3 1 1 Paolo Traina (TD) MF3 1 1 Personale non strutturato Alessio Avella (assegno,TI dal 15-12)

MF3 1 1

Ekaterina Moreva (assegno)

MF3 1 1

Elena Losero (PhD) MF3 0,15 0,15 Siva Pradyumna (PhD) MF3 1 1 Nigam Samantaray (PhD) MF3 1 1 Associati

Paolo Olivero (Unito) MF3 0,20 0,20 Totale 11,70 0,50 0,10 0,20 12,50

Articolazione del programma

Ricerca e Sviluppo

Generazione, applicazione e misura di luce sub-Poissoniana – Realizzato un microscopio sub shot noise basato sulla correlazione tra twin beams. Si sta approntando, in collaborazione col DTU, un interferometro olografico (doppio interferometro di Michelson), al fine di dimostrare sperimentalmente che esistono significative regioni di vantaggio per i protocolli quantistici, sia basati su luce squeezed, che su twin beams. Studiata l’emissione di nuove centri di colore (He) in diamante. Nuovi paradigmi della misura quantistica – Studiate sperimentalmente (su fotoni) misure deboli, sia relativamente alla loro connessione con la contestualità quantistica sia realizzando misure sequenziali di variabili incompatibili. Metrologia per le tecnologie quantistiche – Sviluppati metodi per la caratterizzazione di risorse e dispositivi utilizzati nell’informazione quantistica; in particolare, rivelatori di fotoni (studio dei backflash in rivelatori IR).

Ricerca istituzionale (ruolo NMI)

E’ proseguita la collaborazione con lo European Telecommunication Standard Institute per la definizione di uno standard europeo per la crittografia quantistica. Formazione accademica – 1 tesi di laurea triennale e 3 (magistrali sono stati svolte presso il programma; tre corsi di dottorato.

Attività di terza missione

Divulgazione – È stata svolta attività di divulgazione scientifica rivolta alle scuole di ogni ordine e grado e particolarmente verso gli studenti delle scuole superiori. Effettuati seminari per la divulgazione della metrologia quantistica presso insegnanti e pubblico generico.

Infrastrutture

Sono in corso di progettazione e realizzazione nuovi laboratori sotterranei per l’interferometria e l’ottica quantistica.

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Divisione Metrologia per la Qualità della Vita Responsabile: Oriano Bottauscio

Risorse umane (TI + TD) al 31/12/2016 Ricercatori e Tecnologi: 20. Tecnici: 7



La Divisione ha come compito quello di sviluppare la scienza metrologica associata alla qualità della vita in relazione alla salute, all’ambiente e all’uso razionale dell’energia. Per rispondere a queste esigenze, la divisione è strutturata in quattro programmi di ricerca tematici.

Per quanto concerne le tematiche relative alla salute, la Divisione è attiva con due programmi, in particolare nella metrologia biomedica a supporto delle applicazioni diagnostiche e terapeutiche e nella metrologia per la sicurezza e sostenibilità alimentare. Per quanto concerne le tematiche relative all’energia e all’ambiente la Divisione si occupa della metrologia per lo sviluppo di sistemi energetici affidabili e sostenibili e della metrologia a supporto degli studi climatici e il monitoraggio ambientale. La Divisione cura inoltre la realizzazione pratica del kelvin e della mole.

I programmi di attività e le linee di sviluppo generali sono indicati nello schema seguente:

PROGRAMMA

MQV1: Metrologia Biomedica (Oriano Bottauscio)

L’attività in questo ambito è rivolta a dare il necessario supporto metrologico al miglioramento e allo sviluppo di nuove metodiche diagnostiche e terapeutiche nel campo delle scienze biomediche e biologiche, attraverso lo sviluppo di metodologie e tecniche di misura riferibili e di modelli teorico-numerici avanzati ad esse complementari.

MQV2: Metrologia per l’energia e l’ambiente (Gabriella Crotti)

Nell’ambito della metrologia per i sistemi energetici, l’attività è incentrata sullo sviluppo di riferimenti, sensori e metodologie di misura per la caratterizzazione di combustibili e bio-combustibili e per il monitoraggio e controllo dei sistemi di distribuzione e utilizzo dell’energia elettrica. Per quanto riguarda le tematiche ambientali, l’attività è rivolta a fornire il supporto metrologico in ambiti specifici, quali la misura di inquinanti atmosferici e contaminanti e gli studi sulla meteorologia.

MQV3: Metrologia Alimentare (Andrea Mario Rossi)

L’attività è rivolta a dare supporto metrologico per l’analisi dei prodotti alimentari, sviluppando metodi di misura riferibili alle unità del SI, tecniche innovative di analisi e nanosensori per il monitoraggio degli alimenti. La necessità è quello di contribuire alla sicurezza alimentare per la tutela dei consumatori.

MQV4: Metrologia della temperatura (Mauro Battuello)

L’attività di ricerca è connessa agli studi per la nuova definizione del kelvin e la sua mise-en-pratique (MeP-K) attraverso la predisposizione di tecniche, procedure, sistemi di misura e l’individuazione e implementazione di nuovi approcci di termometria primaria.

Nel corso del 2016 si è consolidata la struttura organizzativa impostata nel corso del precedente anno, con il parziale completamento di attività avviate nell’ambito delle precedenti strutture organizzative ed un graduale orientamento verso nuove attività e progetti avviati o in fase di avvio.

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Ricerca e Sviluppo

La produzione scientifica della Divisione è stata nel 2016 numericamente rilevante con 48 lavori pubblicati su riviste internazionali, di cui oltre l’80% su riviste di quartile Q1/Q2. La Divisione ha partecipato a 17 progetti di ricerca internazionali, di cui 2 coordinati da INRIM. Per quanto riguarda le attività relative alla Metrologia biomedica, i risultati di maggior rilievo ottenuti nel corso dell’anno sono i seguenti:

nell’ambito della dosimetria per applicazioni US e MR, sono stati pubblicati i risultati di due studi. Il primo riguardante l’uso di nanoparticelle in oro nelle tecniche di trattamento del tumore mediante ultrasuoni focalizzati, che ha evidenziato l’efficacia di tale tecnica rendendola promettente per il trattamento di specifici tumori localizzati. Il secondo, relativo alla valutazione degli effetti indotti nel corpo umano generati per effetto del movimento in campi statici in prossimità di tomografi per risonanza magnetica, rappresenta il primo esempio di analisi basata sulle linee guida ICNIRP recentemente pubblicate.

sul tema delle metodologie di indagine biologica, si è studiato il ruolo di scaffold ottenuti mediante materiali polimerici microstrutturati nei fenomeni di adesione, elongazione ed ordinamento di cellule staminali mesenchimali. Il lavoro ha messo in evidenza come tali scaffold siano promettenti per la medicina rigenerativa del miocardio.

per quanto riguarda la micro-sensoristica, si è completato uno studio che analizza, da un punto di vista teorico-modellistico, l’influenza della presenza di difetti in cristalli magnonici patternati, potenzialmente impiegabili per la realizzazione di micro sensori per il rilievo di cluster di nanoparticelle magnetiche.

Sulle tematiche della Metrologia per l’energia e l’ambiente, i risultati di maggior rilievo ottenuti nel corso dell’anno sono i seguenti:

sono state pubblicate i risultati delle misure accurate della densità di acqua sottoraffreddata nel campo di temperature tra 243 K e 283 K e di pressione tra 140 MPa e 400 MPa, che hanno evidenziato scostamenti rispetto agli andamenti calcolati attraverso le equazioni di stato pubblicate dalla IAPWS-95.

è stato messo a punto un setup per la caratterizzazione magnetomeccanica di campioni di materiale magnetostrittivo, di interesse per le applicazioni di energy harvesting, ed è stato applicato alla caratterizzazione completa di un campione di Fe81.6Ga18.4.

si è concluso uno studio relativo alla classificazione, modellizzazione e quantificazione degli errori umani nelle analisi chimiche, che riporta esempi relativi alle misure di pH, all’analisi di pesticidi e all’analisi di campioni geologici.

nell’ambito della metrologia per la climatologia, sono stati pubblicati i risultati di uno studio per la rivalutazione delle serie storiche di misure della temperature diurna, che ha evidenziato variazioni dipendentemente dalla regione geografica considerata, mentre a livello globale le differenze sono risultate molto contenute.

Sulle tematiche della Metrologia alimentare si segnala l’avvio delle attività che intendono portare alla costituzione della nuova infrastruttura di ricerca pan-Europea (METROFOOD-RI), valutata “emerging” per la sua eccellenza scientifica nel dominio “Health & Food”. I risultati di maggior rilievo ottenuti nel corso dell’anno sono i seguenti:

nell’ambito della spettroscopia RAMAN si sono pubblicati i risultati di un lavoro che ha riguardato l’applicazione di una tecnica di fingerprinting chimico per la determinazione della provenienza e dell’autenticità di vini prodotti nell’area geografica del Piemonte;

per quanto riguarda la tematica della sicurezza alimentare, nell’ambito del progetto Progetto FP7 SETNanoMetro, si è realizzato un fotoreattore portabile per la standardizzazione della misura della proprietà fotocatalitiche dei materiali e sono stati pubblicati i risultati di un’analisi della distribuzione spaziale di nanoparticelle TiO2 in vivo mediante imaging 2D chimico basato su spettroscopia Raman;

infine, per quanto riguarda lo studio di novel food, si sono avviati studi per la determinazione, tramite attivazione neutronica, di elementi tossici nelle nuove farine provenienti da insetti.

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Sulle tematiche della Metrologia della temperatura, i risultati di maggior rilievo ottenuti nel corso dell’anno sono i seguenti:

per quanto riguarda il miglioramento della scala ITS-90, la pubblicazione dei risultati teorico-sperimentali di uno studio per la valutazione degli effetti delle impurità sulla temperatura di congelamento di metalli puri impiegati nella realizzazione di punti fissi;

il completamento e la pubblicazione degli esperimenti volti a dimostrare l’accuratezza nella determinazione della temperatura termodinamica e il suo legame con la scala internazionale di temperature ITS-90;

si è contribuito, attraverso lo sviluppo di sistemi accurati di controllo e misura di temperatura, alla pubblicazione dei risultati relativi ai parametri spettroscopici di C2H2 a 1.4 μm ottenuti sperimentalmente utilizzando la cella “multipasso” mantenuta alla temperatura del punto triplo dell’acqua.

Si segnala infine, in collaborazione con LNE-CNAM, l’istituzione del Joint Research Laboratory for Fluid Metrology Evangelista Torricelli per la collaborazione scientifica nel campo della Metrologia dei Fluidi finalizzata a realizzare strumentazione, metodi di misura e campioni innovativi di grandezze e proprietà fisiche che caratterizzano lo stato di fluidi puri e miscele in fase gassosa o liquida.


Per quanto riguarda la Metrologia Biomedica, si segnala la pubblicazione dei risultati del confronto internazionale CCAUV.U-K3.1 riguardante le misure di potenza ultrasonora nel campo di frequenza tra 2 e 10.5 MHz e di potenza tra 10 e 15 mW.

Sono inoltre in corso i seguenti confronti internazionali:

CCQM P(137) "Clynical amylase measurement", nell’ambito del Cell Analysis Working Group del CCQM, in fase di report A;

CCQM P(165) "quantification of CD34+ cell counts", nell’ambito del Cell Analysis Working Group del CCQM, report in fase finale.

Per quanto riguarda la Metrologia per l’energia e l’ambiente, si segnala la pubblicazione dei risultati del confronto internazionale CCM.D-K4, che copre la calibrazione di idrometri ad alta risoluzione nel campo di densità tra 600 e 2000 kg/m3 alla temperature di 20 °C.

Sono inoltre in corso i seguenti confronti internazionali:

CCQM-K131 “Quantification of PAHs (low polarity analytes) in a multicomponent organic solution”, nell’ambito dell’ Organic Analysis Working Group del CCQM, in fase di report A;

CCQM-K120.b “Carbon dioxide at urban level”, nell’ambito del Gas Analysis Working Group del CCQM, per il quale si sono concluse le misure.

Per quanto riguarda la Metrologia alimentare, si segnala:

Partecipazione al confronto internazionale APMP.QM-S10 APMP Supplementary Comparison "Elements in Food Supplement", nell’ambito dell’ Inorganic Analysis Working Group del CCQM, per il quale si sono concluse le misure mediate attivazione neutronica.

Per quanto riguarda la Metrologia della Temperatura, si segnalano:

la pubblicazione di un lavoro riguardante la nuova definizione del Kelvin, in vista della rivisitazione dei Sistema Internazione del 2018, pubblicato sulla rivista Philosophical Transactions of the Royal Society;

i risultati di un confronto inter-laboratorio sulle scale spettrali di emittanza (range spettrale tra 2 μm e 14 μm nel campo di temperatura tra 23 °C e 800 °C), che ha coinvolto gli NMI di USA, Germania, Italia, Francia e Giappone;

la conclusione delle misure per il confronto supplementare EURAMET T-S3 “Calibration of thermocouples in fixed points and/or by comparison from 419,527 ºC (freezing point of zinc) up to 1492 ºC (Pd-C eutectic fixed point)”.

Per quanto riguarda l’attività di certificazione, nel corso del 2016 sono stati emessi complessivamente circa 150 certificati di taratura e prova.

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Nel corso del 2016 è proseguita la razionalizzazione delle procedure di misura della Divisione. In particolare, si è deciso di sospendere la CMC relativa alla misura delle conducibilità elettrolitica. La scelta è stata dettata dal fatto che, pur avendo avuto INRIM un ruolo di rilievo a livello internazionale nello sviluppo di queste misure, non sono attualmente richieste attività di certificazione a livello nazionale. Il laboratorio viene comunque mantenuto regolarmente in funzione e la CMC potrà essere riattivata qualora mutasse l’esigenza nazionale. Infine, per quanto riguarda le attività di Knowledge Transfer, si segnala il deposito di un brevetto italiano (No. deposito 0001423865) relativo alla “Schermatura elettromagnetica per apparati medicali”.

Campioni nazionali (DM 591/1993)

MQV2 Campione di intensità di campo elettrico MQV4 Scala Internazionale di Temperatura del 1990 (STI-90) tra 24.6 K e 273.16 K mediante

termometro a resistenza di platino a capsula (6 campioni) MQV4 Scala Internazionale di Temperatura del 1990 (STI-90) tra 83.8 K e 1235 K mediante

termometro a resistenza di platino a stelo (9 campioni) MQV4 Scala Internazionale di Temperatura del 1990 (STI-90) tra 1235 K e 2500 K mediante

termometro a radiazione monocromatico (2 campioni) Altri campioni

MQV1 Campione nazionale di ozono in aria (1 campione) MQV1 Potenza ultrasonora (1 campione) MQV2 Sistema di generazione di campi magnetici campione (sino a 100 kHz) MQV2 Campione di rapporto di alta tensione continua fino a 100 kV MQV2 Campione di rapporto di alta tensione alternata fino a 100 kV MQV2 Sistema campione per la misura di trasformatori di tensione fino a 100 kV MQV2 Sistema campione per la misura di trasformatori di corrente MQV2 Sistema campione per strumenti di misura di scariche parziali MQV2 Miscele gravimetriche primarie di CO2 in aria e azoto MQV3 Campione di conducibilità elettrolitica

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Programma MQV1 – Metrologia Biomedica Responsabile: Oriano Bottauscio


Personale strutturato Afferenza R&S Ruolo NMI

Terza missione


Totale

Michele Borsero(1) MQV1 0,85 0,05 0,90 Oriano Bottauscio MQV1 0,50 0,50 Gabriella Crotti (6) MQV2 0,10 0,10 Giancarlo D’Agostino(2) MQV1 0,80 0,80 Giampaolo D’Errico MQV1 0,65 0,30 0,05 1 Giovanni Durando MQV1 0,60 0,30 0,10 1 Domenico Giordano(4) MQV2 0,20 0,10 0,10 0,40 Alessandra Manzin MQV1 0,90 0,10 1 Francesca Pennecchi(3) MQV2 0,10 0,10 Maria Paola Sassi MQV1 0,60 0,25 0,15 1 Adriano Troia MQV1 0,60 0,20 0,20 1 Mauro Zucca(5) MQV2 0,20 0,20 Luca Zilberti (TD)(7) MQV1 1 1 Andrea Agosto MQV1 0,30 0,60 0,10 1 Laura Revel MQV1 0,70 0,30 1 Stefano Pavarelli (TD) MQV1 0,40 0,30 0,30 1 Personale non strutturato

Alessia Demichelis (Ass.)

MQV1 0,70 0,30 1

Carla Divieto (Ass.) MQV1 0,70 0,30 1 Simone Lazzaroni (Ass.) MQV1 1 1 Leonardo Mortati (Ass.) MQV1 0,70 0,30 1 Alessandro Arduino (PhD)

MQV1 1 1

Riccardo Ferrero (PhD) MQV1 1 1 Enrico Simonetto (PhD) MQV1 1 1 Umberto Zanovello (PhD)

MQV1 1 1

Elisa Pozzi (PhD) MQV1 1 1 Associati Mario Chiampi MQV1

Totale 16,50 3,50 0,90 0,10 21 1) collaborazione con programma STALT1 (TPE 0,10) 2) collaborazione con programma MF1 (TPE 0,20) 3) collaborazione con programmi MQV2 (TPE 0,80) e MF1 (0,10) 4) collaborazione con programma MQV2 (TPE 0,60) 5) collaborazione con programma MQV2 (TPE 0.8) 6) collaborazione con programma MQV2 (TPE 0.9) 7) TI dal 15/12/2016

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Ricerca e Sviluppo

L'attività scientifica, schematicamente descritta nel seguito in funzione delle principali tematiche affrontate, ha prodotto complessivamente nel 2016 16 lavori su rivista indicizzata ISI o Scopus.

Dosimetria delle applicazioni diagnostiche e terapeutiche Sono proseguiti gli esperimenti relativi alla comprensione dei meccanismi di attivazione di profarmaci (ALA) mediante onda ultrasonora. In particolare è stata inoltre messa a punto una catena di misura per rilevare e quantificare il rumore prodotto dal fenomeno di cavitazione acustica al fine di ottimizzare le condizioni di insonazione per attivare il rilascio di farmaci da parte di nanodroplets e altri vettori. Risultati relativi alla formazione di radicali prodotti dalla cavitazione sono stati presentati al congresso internazionale ICA.

E’ stato realizzato un set-up di indagine diagnostica ecografica posizionato su sistema di assi micro-motorizzati che consenta lo sviluppo di tecniche di misura in ambito QUS (Quantitative Imaging Ultrasound) mediante analisi dei segnali “raw” generati dalla sonda ecografica.

Nell’ambito dell’attività di realizzazione e caratterizzazione di materiali simulatori tissutali (TMM) per applicazioni in ambito US, si è consolidata la capacità di modulare indipendentemente le proprietà acustiche, elastiche e termiche. I risultati relativi alla caratterizzazione e ad una serie di indagini legate alla propagazione delle lesioni indotte da ultrasuoni focalizzati sono state recentemente pubblicate su rivista ISI.

L’attività oggetto del progetto MIUR-PRIN “Sviluppo e applicazione di nuovi materiali dosimetrici per radiazioni ionizzanti” concluso nel 2015 ha avuto un seguito nel 2016. In particolare è stato studiato il meccanismo di complessazione tra lo Xylenol Orange e lo ione Fe3+ nei dosimetri a gel di Fricke. I risultati sono stati pubblicati su rivista ISI.

E’ proseguita l’attività di sviluppo ed applicazione di strumenti di calcolo per la dosimetria elettromagnetica in ambito MRI, anche attraverso l’attivazione di collaborazioni con l’Istituto Ortopedico Rizzoli di Bologna (sviluppo di modelli virtuali di pazienti portatori di protesi) e con l’Università di Padova (implementazione di tecniche di sparsificazione per la gestione efficiente di sistemi algebrici di grandi dimensioni e con matrici dense). Sono state altresì potenziate le funzionalità dei suddetti sistemi, con lo scopo di renderli sempre più idonei a simulare situazioni realistiche (implementazione di un nuovo solutore termico transiente, basato sull’algoritmo di Douglas-Gunn). E’ stato pubblicato un articolo che ha investigato il fenomeno del rilassamento di carica nel contesto dei campi elettrici indotti nel corpo degli operatori che si muovono attraverso il campo magnetico stazionario dei tomografi MRI. E’ stata avviata un’attività di analisi teorica del cloaking magnetico, che potrebbe essere applicato per evitare artefatti e riscaldamenti di protesi metalliche sottoposte a MRI.

E’ stato migliorato il set-up sperimentale per dosimetria EM. Esso permette la generazione di campi elettromagnetici nella gamma di frequenza 10 MHz – 400 MHz e la misura delle componenti elettriche e magnetiche del campo, in condizioni di campo vicino, con una risoluzione spaziale di alcuni millimetri ed elevata ripetibilità grazie ad un sistema di movimentazione automatico delle sonde di campo. Un lavoro su questo tema è stato presentato a CPEM2016, confrontando i risultati ottenuti per mezzo di simulazioni numeriche con quelli ottenuti sperimentalmente, utilizzando due diverse antenne planari (“loop”), una realizzata all’INRIM e una effettivamente impiegata in un tomografo a 7 T presso la Fondazione “Imago 7” di Pisa.

Metodiche diagnostiche quantitative Sono state implementate diverse strategie per sfruttare le informazioni provenienti da tomografi a risonanza magnetica al fine di svolgere l’identificazione delle proprietà elettriche dei tessuti (Electric Properties Tomography-EPT). Particolare attenzione è stata rivolta al metodo Contrast Source Inversion (CSI-EPT), che ha dato risultati incoraggianti su test bidimensionali e per il quale sono state condotte indagini tecniche approfondite (influenza del rumore di misura sui risultati, effetto dello schermo). E’ stata quindi avviata una fase di sviluppo del CSI-EPT finalizzata a renderlo utilizzabile in un contesto clinico realistico (analisi di domini tridimensionali, gestione di input parziali). Sviluppo di nuovi metodi di misura e di nuovi biomarkers nelle terapie avanzate E’ stata verificata mediante microscopia multimodale CARS/SHG/TPEF, l’efficacia di uno scaffold Micro-e Macrostrutturato PLGA/Gelatin nell’influenzare in vitro l’evoluzione di cellule staminali mesenchimali umane in senso cardiogenico. Si è concluso il progetto IND 54 METAMC di cui due principali risultati ottenuti da INRIM in collaborazione con POLITO, sono stati: (a) la realizzazione di un campione di vapori di metanolo in aria in concentrazione variabile da 1·10-8 a 1·10-6 nmol/mol la cui stabilità a breve (min, ore) e medio termine (giorni) è stata misurata, con metodi di Spettroscopia Cavity Ring Down, inferiore a 1% del valore di concentrazione

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generato, mentre la linearità e la riproducibilità di generazione inferiori a 3% del valore di concentrazione generato; (b) la misura per confronto della velocità di diffusione di metanolo e acetone, in condizioni termodinamiche definite (incertezza di misura inferiore al 2%). Questo risultato consentirà di realizzare una nuova generazione di campioni primari di quantità di sostanze, in matrice gassosa, basati sulla diffusione e di mettere a punto un nuovo metodo per la misura accurata della diffusività di sostanze.

Si è concluso il progetto SIB54 BioSITrace, i cui principali risultati sono stati: (a) sviluppo della metodologia basata sulla digital droplet PCR (ddPCR) per la misura assoluta del numero di copie di DNA mutato del gene KRAS, biomarker di diverse tipologie di tumore (vedere anche ruolo NMI); (b) selezione in base al diametro di lipoproteine HDL LDL con metodi innovativi (AFM, microscopia CARS).

Nell’ambito del progetto 15HLT NEUROMET è iniziato lo sviluppo di protocolli originali, basati sulla tecnica di PCR digitale, di quantificazione di micro RNA quali biomarker presenti nel sangue dei pazienti, per la diagnosi precoce e non invasiva della malattia di Alzhaimer.

Nell’ambito del progetto STEMMREF, sono stati ottenuti i primi risultati di biocompatibilità delle nanoparticelle ottenute da UNITO Chimica con cellule staminali mesenchimali umane; sono stati inoltre avviati primi esperimenti per lo sviluppo di un metodo standardizzato per la quantificazione delle funzioni cellulari e la sua valutazione metrologica che tenga conto dell’accuratezza e dell’incertezza associata alla misura.

Infine, nell’ambito dell’implementazione del metodo k0 basato sull’attivazione neutronica è stata effettuata la caratterizzazione del flusso neutronico del reattore Triga Mark II dell’Università di Pavia. I risultati sono stati descritti in un articolo sottoposto alla rivista Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry.

Sensoristica e manipolazione di bio-sistemi Sono state esplorate, da un punto di vista modellistico, le potenzialità di cristalli magnonici 2D (array di antidot) nella realizzazione di sensori per il rilevamento di nanoparticelle magnetiche, operanti nel range dei Gigahertz. Nello specifico, sono stati investigati il meccanismo di detection, che si basa sulle variazioni delle frequenze di risonanza indotte dal campo magnetico prodotto dalle particelle, e il possibile impatto sulle prestazioni del sensore dei difetti reticolari dovuti ai processi di fabbricazione. Inoltre, in collaborazione con NPL ed PTB, sono stati studiati sensori basati su materiali magnetici nanostrutturati che sfruttano l'effetto Hall planare. In particolare, i modelli sviluppati all'INRIM hanno consentito l'interpretazione di immagini ottenute con la tecnica "Scanning Gate Microscopy", in presenza di una particella magnetica ancorata alla sonda.

Infine, in collaborazione con il Programma NM3, si è effettuata la caratterizzazione modellistica e sperimentale di nanostrutture magnetiche (dot), con stato di rimanenza caratterizzato da una configurazione a vortice, che ha potenziali applicazioni nell’ingegneria elettronica, nell’ipertermia magnetica e nella sensoristica. L’attenzione è stata focalizzata sulla determinazione di una delle caratteristiche fondamentali del vortice, la chiralità, tramite un approccio innovativo basato su tecniche di microscopia a forza magnetica (MFM), dove è fondamentale l'apporto di modelli teorico-computazionali che consentano la ricostruzione numerica delle immagini MFM.

Ricerca istituzionale (ruolo NMI) Realizzazione mantenimento disseminazione (non attività conto terzi) dei campioni In linea con le strategie e le raccomandazioni del Comitato Consultivo per la Chimica e la Biologia (CCQM), i risultati dell’attività sono i seguenti: (i) Nell’ambito del confronto internazionale CCQM P165, dimostrazione della capacità di contare cellule staminali CD34+, esaminando le fonti di incertezza di misura e confrontando la propria piattaforma di citometria a flusso con altre piattaforme. Ne risulta che la citometria a flusso può essere considerato un metodo assoluto per il dosaggio di cellule CD34+ di pazienti in attesa di trapianto autologo di cellule staminali. I risultati di tutti i partecipanti sono stati entro il 30% dal valore medio di riferimento e INRIM ha ottenuto un valore che si discosta del 10% dal valore di riferimento; (ii) allo scopo di valutare la ddPCR come metodo primario di riferimento per la misura del numero di copie di DNA, è stato organizzato, gestito e completato, in collaborazione con il National Institute of Biology - DI Sloveno, uno studio di confronto di misura del volume delle droplets, dimostrando che il volume e’ importante fonte di incertezza della metodologia e che il valore finora assegnato dal software delle macchine QX100 e QX200 deve essere sottoposto a revisione; (iii) INRIM ha dimostrato di avere la capacità’ di misurare in modo assoluto (senza riferimento a geni standard) con incertezza compresa tra il 10% e il 20% concentrazioni del gene KRAS in campioni a diverse concentrazioni note, raggiungendo, sulla macchina QX100, un limite di detection di 10 copie/uL, pari a circa un ordine di grandezza inferiore rispetto alla tecnica tradizionale qPCR; (iv) Mantenimento del campione nazionale di frazione molare di ozono in aria ambiente tra 0 e 1000 nmol/mol con incertezza assoluta Q [1.1, 0.022 x(O3)].

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Confronti nazionali e internazionali E’ stato pubblicato in versione definitiva il report contenente i risultati relativi alla Key Comparison CCAUV.U-K3.1 for Ultrasonic Power (Final report on key comparison CCAUV.U-K3.1, Metrologia). Studio Pilota P123 (INRIM, NIST, LGC lab pilota), analisi dati

Partecipazione con successo al confronto internazionale “CCQM P165: Quantification of CD34+ Cell Counts” (primo draft del report in discussione alla CCQM gi Aprile 2017)

Partecipazione al confronto “CCQM-P137: Clinical amylase measurement” sulla misura di attività enzimatica di rilevanza clinica dell’amilasi.

Formazione accademica Lezioni ed esercitazioni all’interno del corso “Radiochimica” riservato agli allievi del corso di Chimica, Università di Pavia, Marzo-Aprile 2016. Svolgimento di seminari all'interno del corso "Elettrotecnica" riservato agli allievi di Ing. Elettrica, Politecnico di Torino, Maggio 2016.

Svolgimento del corso di III livello “Mathematical-Physical Aspects of Electromagnetism, Politecnico di Torino, giugno 2016.

Attività di tutoraggio per 3 tesi di dottorato, 1 tesi di laurea magistrale e 3 tesi di laurea triennale del Politecnico di Torino.

Membership organismi metrologici e normativi Proseguono le attività legate agli aspetti normativi in ambito IEC:

87/586/NP Measurement of ultrasound field parameters at high pressure therapeutic levels in water; 87/574/NP Ultrasonics - Measurements of electroacoustical parameters and output acoustic power

of spherically focusing transducers using self- reciprocity method. Proseguono le attività in ambito ASTM:

WK55364 Standard Practice for Quantifying Cell Proliferation in 3D-Scaffolds by a Non-Destructive Method

Nomina di ASTM International Emerging professional (EP) e partecipazione alle riunioni del comitato tecnico ASTM International e al Commettee F04 on Medical and Surgical Materials and Devices

A partire dal 05/11/2016 INRIM riveste il ruolo di convenor del TCAUV- SC Ultrasound and Underwater Acoustic.

Membership altri organismi nazionali e internazionali Partecipazione al Gruppo Nazionale di Ricercatori Elettrotecnica, attraverso l’Unità Torino – INRIM. Chairmanship del Publication Committee della Conferenza “European Magnetic Sensors and Actuators” (EMSA 2016), pubblicazione dei proceeding sulla rivista “IEEE Transactions on Magnetics”.

Partecipazione al Technical Programme Committee della Conferenza “European Magnetic Sensors and Actuators” (EMSA 2016).

Membership nell’IOC della conferenza Soft Magnetic Materials (SMM).

Attività di terza missione Attività e servizi conto terzi (prove, tarature, contratti industriali, attività in convenzione, supporto all’accreditamento dei laboratori, normazione tecnica) Il laboratorio di taratura di sensori di campo magnetico ed elettrico a bassa e media frequenza ha emesso 32 certificati di taratura. Supporto alla stima del bilancio di incertezza e alla definizione delle procedure per la taratura dei misuratori di campo magnetico 1 Hz- 100 kHz. Il laboratorio per la taratura dei misuraratori di Ozono ha emesso 21 certificati di taratura di calibratori e di analizzatori di ozono in aria ambiente per confronto con il campione nazionale mantenuto dall’INRIM.

Brevettazione E’ stato depositato un brevetto italiano relativo alla “Schermatura elettromagnetica per apparati medicali”, numero di deposito: 0001423865. Public engagement (divulgazione, eventi pubblici) Svolgimento della conferenza “I segni (elettromagnetici) con cui il corpo ci informa su di sé” all’interno del Festival della Scienza di Genova.

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Programma MQV2 – Energia&Ambiente Responsabile: Gabriella Crotti



missione Gestione o


Gabriella Crotti(5) MQV2 0,60 0,20 0,10 0,90 Domenico Giordano(1) MQV2 0,40 0,20 0,60 Simona Lago MQV2 0,80 0,20 1 Andrea Merlone(2) MQV2 0,20 0,20 0,10 0,50 Francesca Pennecchi(3) MQV2 0,70 0,10 0,80 Michela Sega MQV2 0,40 0,40 0,10 0,10 1 Marina Sardi(8) MQV2 0,10 0,10 Mauro Zucca(4) MQV2 0,70 0,10 0,80 Paolo Alberto Giuliano Albo (TD)

MQV2 0,80 0,20 1

Aline Piccato (TD) (sino a settembre 2016)

MQV2 0,65 0,10 0,75

Mario Siciliani de Cumis (TD, sino a novembre 2016

MQV2 0,80 0,80

Federico Fissore MQV2 0,20 0,30 0,50 1 Giorgio Varetto MQV2 0,20 0,30 0,50 1 Giovanni Mana(9) MF1 0,20 0,20

Personale non strutturato

Graziano Coppa (Ass.)(6) MQV4 0,50 0,50 Rugiada Cuccaro (Ass.)(7) STALT 0,20 0,20 Francesca Rolle (Ass.) MQV2 0,50 0,50 1 Raffaella Romeo (Ass) MQV2 1,00 Mohammad Modarres (PhD) MQV2 1,00 1 Enrica Pessana (PhD) MQV2 0,50 0,50 1 Francesca Sanna (PhD) MQV2 0,70 0,70

Totale 11,05 3,20 1,50 0,10 15,85 1) collaborazione con programma MQV1 (TPE 0,40) 2) collaborazione con programma MQV4 (TPE 0,45) 3) collaborazione con programmi MQV2 (TPE 0,10), e MF1 (TPE 0,10) 4) collaborazione con programma MQV1 (TPE 0,20) 5) collaborazione con programma MQV1 (TPE 0,10) 6) collaborazione con programma MQV4 (TPE 0,50) 7) collaborazione con STALT (TPE 0,80) 8) segreteria scientifica, attività di formazione (TPE 0,90) 9) collaborazione su progetto EnV58 (20% TPE)


Ricerca e Sviluppo L'attività di ricerca è indirizzata alla studio e sperimentazione di riferimenti, sensori e metodologie di misura per i sistemi energetici con applicazioni alla caratterizzazione di bio-combustibili e liquidi refrigeranti, alle misure di qualità dell’energia nelle reti elettriche e alla caratterizzazione di materiali magnetici intelligenti in sistemi per l’energy harvesting. In campo ambientale, il programma sviluppa i riferimenti per le misure di inquinanti atmosferici e contaminanti, fornisce il supporto metrologico ai rilievi di temperatura per gli studi in laboratorio e le applicazioni in campo di meteorologia e climatologia e studia nuovi approcci statistici per l’assicurazione della riferibilità delle misure di parametri chimico/ambientali.

Su questi temi il programma ha operato nel 2016 nell'ambito di progetti di ricerca co-finanziati dalla Comunità europea. L'attività scientifica ha prodotto complessivamente 14 lavori su rivista indicizzata ISI o Scopus.

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Misure termofisiche e chimiche per la caratterizzazione di fluidi e miscele Con riferimento alla caratterizzazione di gas naturali liquefatti a temperature criogeniche, si è completata la caratterizzazione di un apparato sperimentale, in grado di operare a temperature comprese tra i 90 K e 150 K e per pressioni fino al 12 MPa, per la misura simultanea di velocità del suono e di densità completamente tracciabile (progetto EMRP ENG60 Metrological support for LNG custody transfer and transport fuel applications). Utilizzando metodi numerici si è ottimizzata la prestazione del sensore in modo da ridurre i fenomeni di diffrazione acustica al livello di poche parti su diecimila.

Nell’ambito del progetto EMRP ENG59 Sensor development and calibration methods for in-line detection of viscosity and solid contents on non-newtonian liquids, con riferimento allo sviluppo di campioni di viscosità non newtoniana, si sono completati i cicli di misura della viscosità su due fluidi forniti dal PTB e su un set di quattro differenti fluidi forniti dal VSL. E' stata inoltre caratterizzata e tarata una stazione di misura della densità per la taratura in linea di densimetri e la misura della densità di fluidi, quali i "drilling fluids", nel campo di temperatura tra (0 e 150) °C e pressioni sino a 20 MPa.

In collaborazione con il NIST e con The Catholic University of America sono state effettuate misure di densità e velocità del suono in due campioni di gas refrigeranti compressi, di nuova generazione (cis-1,3,3,3-tetrafluoroprop-1-ene ovvero R1234ze(Z) e 2,3,3,3-Tetrafluoropropene (R-1234yf)), sia in termini di potenziale di gas serra (GWP) che di inquinamento chimico. Le misure sono state ottenute in fase liquida per pressioni fino a 35 MPa e i risultati hanno permesso di implementare un'equazione di stato utile come strumento di progettazione di nuovi impianti refrigeranti e di conversione di quelli già esistenti.

Misure per un uso sostenibile dell'energia elettrica E’ stata completata la caratterizzazione dei sistemi di riferimento per lo studio di trasduttori di tensione in presenza di forme d'onda reali sino a 30 kV con contenuto spettrale dalla continua sino a 20 kHz. I due sistemi sviluppati all’INRIM, sono stati applicati alla caratterizzazione di trasformatori di tensione impiegati in misure di qualità della potenza nell’ambito del progetto EMRP ENG52 Measurement tools for Smart Grid stability and quality. Sono stati studiati metodi per la correzione della risposta in frequenza di multimetri che implementano la modalità di acquisizione DCV. Sono stati sviluppati due approcci per l’identificazione della funzione complessa del filtro in ingresso al digitalizzatore sino a 100 kHz, basati sulla stima dei parametri di ingresso del digitalizzatore e su un modello “black box”.

Per quanto riguarda lo sviluppo di dispositivi magnetoelastici, è stato .messo a punto un setup per la caratterizzazione magnetomeccanica di campioni di materiale magnetostrittvo. Un campione di Fe81.6Ga18.4 è stato completamente caratterizzato. La risposta del materiale agli sforzi meccanici è stata studiata, anche in merito al suo utilizzo come sensore. E’ stato inoltre realizzato un sistema interferometrico per la misura della deformazione globale del provino.

Misura di inquinanti atmosferici e contaminanti E' stato messo a punto un metodo per la separazione e la quantificazione di idrocarburi policiclici aromatici (IPA) in soluzione in frazioni in massa nell’intervallo (5-30) µg/g, raggiungendo incertezze estese dell’ordine del 2,5% mediante gascromatografia accoppiata alla spettrometria di massa (GC-MS): gli analiti scelti sono rappresentativi di classi di IPA a differente volatilità. E’ stato sviluppato un bilancio di incertezza per la taratura di analizzatori di ossidi di azoto effettuata con miscele primarie prodotte per diluizione dinamica. Metodi elettrochimici coulometrici (titolazione coulometrica Karl-Fischer e Evolved Water Vapour Analysis) sono stati applicati alla determinazione del contenuto di acqua in campioni solidi nell’ambito del progetto EMRP SIB64.

Nell'ambito dello IUPAC project n° 2016-007-1-500, è stato sviluppato un modello per la valutazione del rischio di non conformità per materiali multicomponente nelle misure in chimica.

Misure di temperatura per la meteorologia e la climatologia Nell’ambito del progetto EMRP ENV58 Meteomet2, in collaborazione con il BEV, è stato caratterizzato in laboratorio e successivamente montato in campo l’esperimento per la valutazione dell’effetto albedo sui sensori meteorologici di temperatura.

Sono stati inoltre tarati in laboratorio e caratterizzati in campo i sensori di tipo MicroTemp utilizzati da CNR-IRPI, nell’ambito del progetto RiST. E’ stata eseguita la caratterizzazione del bagno temostatico “Thermo Scientific ENCO HAAKE G50 - AC200” con una soluzione di soluzione di acqua deionizzata (50%) e glicol etilenico (50%), impiegato per la taratura dei sensori, nei punti -20 °C, 10 °C e 40 °C. In ciascun punto sono state valutate la stabilità del bagno, l’uniformità radiale e quella assiale mediante catene termometriche tarate.

Utilizzando la cella climatica EDDIE sono state condotte verifiche sugli anemometri ad ultrasuoni forniti dal CEM al -15 °C, 0 °C, 20 °C e 40 °C effettuando le misure con l’anemometro alle velocità 5 m/s, 15 m/s e 25

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m/s.

Infine, sempre sempre nell’ambito del progetto MeteoMet2, l’INRIM ha fornito supporto per l’esecuzione in laboratorio di esperimenti volti alla determinazione dell’effetto di shock termici e meccanici su differenti tipi di sensori di temperatura utilizzati in ambito meteorologico e di misura del permafrost.

Ricerca istituzionale (ruolo NMI) Realizzazione mantenimento e disseminazione (non attività conto terzi) dei campioni Sono state preparate per via gravimetrica miscele di biossido di carbonio in aria, in frazione molare di interesse ambientale (400-900) μmol/mol, a partire dai singoli gas puri generando una matrice simile all’aria ambiente; è stato sviluppato un bilancio di incertezza da associare a miscele gassose primarie prodotte mediante diluizione dinamica.

Sono state tarate in laboratorio diverse serie di catene termometriche per il permafrost usate da ARPA Piemonte e Valle d’Aosta per le misure nelle rispettive stazioni alpine. La sperimentazione delle metodologie di taratura in situ di catene simili è pianificata per il 2017.

Sono state definite le modalità di taratura di sistemi a bobine di Helmholtz per la generazione di campi magnetici di riferimento finalizzate a determinare la costante di bobina ed i fattori di correzione per i parametri parassiti capacitivi. Confronti nazionali e internazionali Nel corso del 2016 il programma ha partecipato a 2 confronti chiave, CQM-K131, “Quantification of PAHs (low polarity analytes) in a multicomponent organic solution” e CCQM-K120.b “Carbon dioxide in air at urban level (480-800) μmol/mol”.

Formazione accademica Nel 2016 sono stati attivati o in corso sui temi di interesse 7 PhD (Politecnico di Torino: Elettronica, Fisica; Metrologia; Università di Torino: Agraria) e 3 Tesi di Laurea magistrale (Politecnico di Torino: Energetica e Ingegneria Elettronica e Telecomunicazioni, Università di Torino: Corso di Laurea in Scienze Statistiche, Economiche e Manageriali) .

Si è tenuto il corso “The evaluation of uncertainty in measurement” del dottorato in Metrologia (a.a. 2015-‘16).

Membership organismi metrologici e normativi Il programma contribuisce alle attività degli organismi metrologici internazionali. In particolare, nell'ambito dei Comitati Consultivi del CIPM, partecipa alle attività del CCQM e dei gruppi di lavoro Gas analysis, Organic analysis, ad hoc WG sulla mole.

Per quanto riguarda l'EURAMET partecipa alle attività del TC Electricity and Magnetism (SC Power&Energy), del TC Metrology in Chemistry (SC Organic Analysis, SC gas Analysis), TC-Temperature (WG Thermophysical Properties of Materials) Svolge inoltre il ruolo di convenor dell’ EURAMET task group Environment .

E’ membro del Committee member della UNI/CT 016/GL 69 “Metodi statistici per la gestione dei processi” e della ISO/TC 69/SC 6 “Measurement methods and results” e della ISO/TC 69/SC 6/WG7 “Statistical methods to support measurement uncertainty evaluation”.

Attività di terza missione Attività e servizi conto terzi (prove, tarature, contratti industriali, attività in convenzione, supporto all’accreditamento dei laboratori, normazione tecnica) A ricaduta delle attività di ricerca e sviluppo, il programma svolge attività di supporto tecnico-scientifico all'industria, ai costruttori di dispositivi e strumenti e a enti operanti nel campo dell'accreditamento. In questo ambito si collocano l'attività di misura e taratura di campioni, sensori e generatori nel campo delle misure di alte tensioni continue e alternate e delle forti correnti alternate (65 documenti emessi) ed il contratto industriale ”Studio ed eventuale revisione dei metodi e del calcolo dell’incertezza per nuove norme EN” con la SNAM rete gas”, nell’ambito del quale sono stati sviluppati i criteri statistici per la scelta del punto di campionamento nelle prove di analisi emissioni. Inoltre, In un campione di misura, inviato da Denso Thermal Systems, consistente in una miscela di acqua e glicole (PARAFLU 11) di composizione sconosciuta, si sono effettuate misure di densità utilizzando due diverse tecniche, calore specifico e viscosità lungo sei differenti isoterme per temperature comprese fra -30 °C e 20 °C a pressione atmosferica.

Supporto tecnico è stato fornito ad ACCREDIA e in particolare al Dipartimento Laboratori di Taratura e al COFRAC nei settori quantità di sostanza, anemometria e termometria elettrica, sia in relazione ad attività di accreditamento di laboratori, sia partecipando a tavoli tecnici e gruppi di lavoro.

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Il programma contribuisce infine alla preparazione di norme e guide tecniche pubblicate da organismi metrologici internazionali e comitati tecnici nazionali. Per il 2016, si segnalano la Guida EURAMET n. 4 “EURAMET Guide on Comparisons” e la IUPAC/CITAC Guide for classification, modelling and quantification of human errors in a chemical analytical laboratory.

Public engagement (divulgazione, eventi pubblici) Organizzazione della seconda edizione della conferenza internazionale MMC, tenutasi a Madrid il 26-29 settembre 2016, in coabitazione con CIMO-TECO e il Meteorological Technology World Expo 2016

Organizzazione e partecipazione all’evento di public outreach “Balme alla frontiera della scienza”, il 22 ottobre 2016, mirato alla comunità locale, riguardo ai progetti scientifici portati avanti nell’ambito del progetto MeteoMet nel territorio del comune.

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Programma MQV3 – Metrologia alimentare Responsabile: Andrea Mario Rossi



missione Gestione o


Francesca Durbiano MQV3 0,40 0,50 0,10 1

Luigi Bergamaschi MQV3 0,70 0,20 0,10 1 Chiara Portesi MQV3 0,80 0,10 0,10 1 Andrea Mario Giovannozzi (TD)1

MQV3 1 1

Andrea Mario Rossi MQV3 0,50 0,30 0,20 1

Personale non strutturato Dario Imbraguglio (Ass.) MQV3 0,90 0,10 1 Elena Orrù (Ass.)2 MQV3 0,80 0,20 1 Pasquale Esposito (Borsista)3

MQV3 1 1

Luca Iannarelli (PhD) MQV3 1 1 Luisa Mandrile (PhD) MQV3 1 1 Ilaria Fusaro (PhD)4 MQV3 1 1 Alessio Sacco (PhD)5 MQV3 1 1

Totale 10,10 1,40 0,30 0,20 12 1) TI dal 15/12/2016 2) fino al 31/03/2016 3) fino al 31/05/2016 4) dal 1/06/2016 5) dal 1/11/2016 Articolazione del programma

Ricerca e Sviluppo L'attività scientifica, schematicamente descritta nel seguito in funzione delle principali tematiche affrontate, ha prodotto complessivamente nel 2016 6 lavori su rivista indicizzata ISI o Scopus.

Metrologia Raman E’ continuato lo sviluppo del sistema “Tip Enhanced Raman Spectroscopy” (TERS) , nell’ambito del quale si è sviluppato un substrato a bassa rugosità inferiore a 4 nm in oro come materiale standard per il confronto tra misure di monolayer di biomolecole. Il programma è coinvolto in due confronti interlaboratorio nell’ambito della metrologia Raman dedicata ad apparati dispersivi per la misura del volume confocale e delle calibrazione in frequenza.

Metrologia per l’analisi dei batteri Il progetto METvsBadBugs, iniziato a giugno 2016, vede il programma coinvolto nel WP dedicato all’analisi dinamica dell’interazione antibiotici e batteri. Durante i primi sei mesi del progetto sono stati sviluppati dei substrati per Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) mediante tecniche di self assembly, al fine di ottenere nanostrutture con morfologie omogenee su larga area, migliorando la stabilità e riproducibilità dei substrati per la misura di campioni modello/reali. Nel corso del 2016 è stato pubblicato un lavoro scientifico sull’argomento.

Metrologia per la sicurezza alimentare INRIM ha il Coordinamento del Progetto SETNanoMetro FP7 (www.setananometro.eu), rivolto alla standardizzazione di nanoparticelle di TiO2 e alle loro applicazioni in ambito alimentare. Il progetto ha prodotto un fotoreattore portabile per la standardizzazione della misura della proprietà fotocatalitiche dei materiali. Durante il 2016 è stata organizzata la scuola internazionale “Nanoscience meets Metrology”.

INRiM è inoltre coinvolto nel progetto sui novel food: gli insetti. In tale ambito si stanno conducendo studi tramite attivazione neutronica per la determinazione di elementi tossici eventualmente assorbiti nel campione, e di parti di insetti presenti in traccia nelle farine. Con la spettroscopia vibrazionale sono in corso studi per l’individuazione delle specie di insetti presenti nelle farine.

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Infrastruttura Metrofood INRIM fa parte del progetto di nuova infrastruttura di ricerca pan-Europea guidato da ENEA (METROFOOD-RI), che è stato valutato “emerging” per la sua eccellenza scientifica nel dominio “Health & Food”. Il progetto, coordinato dall’Italia, è attualmente supportato da Portogallo, Romania, Austria, Spagna, Grecia, Francia, Repubblica Ceca, Turchia, Moldavia, Repubblica di Macedonia, Repubblica di Slovenia e vede la partecipazione di 31 Partner di 15 diversi Paesi Europei.

Metrologia chimica per dispositivi biomedicali Nell’aprile 2016 si è concluso il progetto IND56 Q-AIMDS EMRP (http://projects.npl.co.uk/IND56-Q-AIMDS), di cui INRiM è stato leader del WP2 “Development of emerging ambient techniques” ed il cui obiettivo era di migliorare la caratterizzazione di sistemi biomedicali. Il progetto ha portato allo sviluppo di una metodica quantitativa e riferibile al Sistema Internazionale per la rivelazione di contaminanti modello sulla superficie di dispositivi biomedicali, quali wound dressing e hip liners per protesi d’anca, mediante comparazione tra sistemi di analisi di superficie ad alto vuoto e tecniche spettroscopiche ambientali. Su questo ambito una serie di lavori scientifici sono in attesa di accettazione per l’eventuale pubblicazione.

Ricerca istituzionale (ruolo NMI) E’ iniziata una collaborazione per lo sviluppo di metodiche elettrochimiche per la determinazione dei contaminanti negli alimenti con la Dr.ssa Agnese Giacomino del Dipartimento di Scienza e Tecnologia del Farmaco dell’Università di Torino.

Nell’ambito di questa collaborazione è stato sviluppato un metodo di misura basato sulla voltammetria di ridissoluzione anodica per la determinazione dell’ocratossina nel vino rosso. Ad oggi il metodo di misura è stato applicato a tamponi fosfato con acetonitrile.

Inoltre, nell’ambito della stessa collaborazione sono state sviluppate due tecniche di misura elettrochimiche per la determinazione dell’area superficiale di un elettrodo d’oro. In particolare sono state considerate la voltammetria ciclica con diversa velocità di scansione, basata sull’equazione di Randles-Sevcik e la voltammetria a scansione lineare a diversa velocità di rotazione dell’elettrodo, basata sull’equazione di Levich.

Il programma è responsabile del campione primario per la conducibilità elettrolitica di soluzioni acquose nell’intervallo di valori compreso fra 0.005 S/m e 2 S/m.

Membership organismi metrologici Il programma contribuisce alle attività degli organismi metrologici internazionali. In particolare, nell'ambito dei Comitati Consultivi del CIPM, partecipa alle attività del CCQM e dei Gruppi di lavoro dell’Analisi Inorganica (IAWG), Analisi Organica (OAWG), Surface Analysis (SAWG), Protein Analysis (PAWG) ed Electrochemical Analysis (EAWG).

Per quanto riguarda l'organismo metrologico europeo EURAMET, il programma partecipa ai sotto-comitati di analisi elettrochimica (SCEA), analisi organica (SCOA) e analisi inorganica (SCIA) del TC-MC.

Nell’ambito della realizzazione, mantenimento, disseminazione, il programma è stato coinvolto nell’attività di consulenza tecnica con UME Tubitak (Turchia) per la realizzazione di un campione primario di conducibilità elettrolitica.

Confronti nazionali internazionali Confronti di misura per la determinazione della porosità di strati sottili di materiali porosi, in

collaborazione con BAM e DFM. Formazione accademica: corso di spettroscopie avanzate per il dottorato in metrologia. Attività di tutoraggio e relazione finale per 2 lauree in Fisica e 2 in Chimica presso l’Università di

Torino.

Attività di terza missione Attività e servizi conto terzi (prove, tarature, contratti industriali, attività in convenzione, supporto all’accreditamento dei laboratori, normazione tecnica)

Partecipazione al rinnovo dell’accreditamento del centro ISPRA: Servizio di Metrologia Ambientale dell’Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale, a Roma.

Liason Comitato CEN/TC 352 –Nanotechnologies. Public engagement (divulgazione, eventi pubblici)

Organizzazione della scuola “Nanoscience Meets Metrology “ che si e’ tenuta a Torino dal 3-6 Settembre 2016.

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Infrastrutture INRIM è partner della nascente infrastruttura di ricerca pan-Europea METROFOOD-RI, guidata da ENEA e valutata “emerging” per la sua eccellenza scientifica nel dominio “Health & Food”. Attraverso questa infrastruttura sarà possibile sia sviluppare attività di ricerca innovative nel campo alimentare e della nutrizione, sia costituire attività di supporto per la condivisione di banche dati di misura fruibili da laboratori e cittadini.

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Programma QV4 – Metrologia della Temperatura Responsabile: Mauro Battuello



missione Gestione o


Mauro Battuello MQV4 0,40 0,60 1 Roberto Maria Gavioso MQV4 0,90 0,10 1 Ferruccio Girard MQV4 0,30 0,60 0,10 1 Daniele Madonna Ripa MQV4 0,80 0,20 1 Andrea Merlone (1) MQV2 0,20 0,30 0,50 Peter Steur MQV4 0,50 0,40 0,10 1 Roberto Dematteis(2) STALT 0,25 0,25 0,50 Michael Florio MQV4 0,30 0,40 0,30 1 Domenico Giraudi (3) MQV4 0,10 0,30 0,40


Graziano Coppa (4) MQV4 0,40 0,10 0,50 Paolo Tarizzo (5) MQV4 0,30 0,30 Inseok Yang (KRISS) - 0,10 0,10 Tshifhiwa Elmon Madiba (NMISA)

-

Totale 4,30 3,25 0,75 8,30 1) collaborazione con programma MQV2 (50 % TPE) 2) collaborazione con STALT(50 % TPE) 3) part time al 40 % 4) collaborazione con programma MQV2 (50 % TPE) 5) cessato a fine marzo 2016 Articolazione del programma

Ricerca e Sviluppo L'attività scientifica, schematicamente descritta nel seguito in funzione delle principali tematiche affrontate, ha prodotto complessivamente nel 2016 12 lavori su rivista indicizzata ISI o Scopus.

Misura di temperature termodinamica con tecniche acustiche e a microonde Si sono completate le misure di temperatura termodinamica con metodo acustico nell’intervallo fra 234 K e 430 K previste nell’ambito del progetto EMRP SI 2011 InK (Implementing the New Kelvin). Un sommario dei risultati ottenuti è stato pubblicato su Philosophical Transactions of the Royal Society A. Si è avviato il progetto EMPIR SI 2015 InK2 (Implementing the New Kelvin 2) che prevede, per l’INRIM, la realizzazione di un termometro primario criogenico basato sulla misura dell’indice di rifrazione in cavità a microonde e la determinazione della temperatura termodinamica nell’intervallo fra 45 K e 273.16 K. Il criostato è stato consegnato dal fornitore a fine 2016 ed è attualmente in fase di collaudo.

E’ stata formalizzata con LNE-CNAM l’istituzione del Joint Research Laboratory for Fluid Metrology Evangelista Torricelli per la collaborazione scientifica nel campo della Metrologia dei Fluidi finalizzata a realizzare strumentazione, metodi di misura e campioni innovativi di grandezze e proprietà fisiche che caratterizzano lo stato di fluidi puri e miscele in fase gassosa o liquida; Sviluppo e miglioramento di campioni di temperatura Nell’ambito della collaborazione con la II Università di Napoli sulle metodologie spettroscopiche sono stati pubblicati su Physical Review A alcuni risultati relativi ai parametri spettroscopici di C2H2 a 1.4 μm ottenuti sperimentalmente utilizzando la cella “multipasso” mantenuta alla temperatura del punto triplo dell’acqua attraverso sistemi di controllo e misura di temperatura sviluppati in INRIM. Nell’ambito della collaborazione con il KRISS sul progetto Argon in Ossigeno, sono state completate le misure sulla miscela con 1000 ppm Argon, con ulteriore misure sulla transizione alfa-beta (23.8 K) e beta-gamma (43.8 K), entrambe transizioni solido-solido. I risultati sono stati presentati a TEMPMEKO2016. Inoltre sono state sigillate due celle con la miscela da 350 ppm ed altre due con la miscela da 123 ppm. Prime misure sono state eseguite su una cella con la miscela da 350 ppm.

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Nel mese di Luglio il Dr. Inseok Yang del KRISS ha partecipato alla chiusura delle prime celle dell’anno. CCT-WG-NCTh “High-Temperature Fixed Point Research Programme, Post Campaign”: si è conclusa la caratterizzazione delle celle del rame che hanno partecipato alle determinazioni di T termodinamica per l’inserimento nella prossima mise-en-pratique del kelvin (MeP-K). I risultati sono stati presentati a TEMPMEKO2016 (“Stability of high-temperature fixed point cells during thermodynamic temperature determination”) E’ proseguita la realizzazione di scale di temperatura per radiazione a diverse lunghezze d’onda (650 nm e 900 nm) per lo studio di scale per interpolazione.

Nell’ambito del progetto EMRP SIB10 “NOTED” si sono conclusi i lavori rivolti al miglioramento del principio del cosiddetto “amplificatore di temperatura”. Sempre quale deliverable del progetto NOTED, è inoltre in preparazione un’ulteriore raccomandazione al CCT, per l’adozione di una metodologia standard per la taratura di termometri campione a capsula (cSPRT). Sono stati pubblicati i dati relativi ai lavori degli anni ‘90, rivisti in termini di valutazioni di incertezza rispetto alla stabilità dei SPRT al TPW e con estensione ai nuovi campi ottenuti negli anni 2010 con il nuovo amplificatore di temperatura.

Applicazioni scientifiche e tecnologiche di Metrologia Termica Si è concluso il contratto Ansaldo, in collaborazione con STALT, per la fornitura di un tubo di calore a controllo di pressione al potassio. Il sistema è ora operativo presso la sede Ansaldo di Genova, insieme ai circuiti di pressione, potenza e raffreddamento, tutti realizzati su disegno INRiM.

E’ proseguita la collaborazione con LNE (Lyon) che ha portato alla realizzazione su studio INRiM di un tubo di calore a controllo di pressione per taratura di termometri e termocoppie. Il dispositivo ha un disegno totalmente innovativo, permettendo la completa apertura e sostituzione della testa e di tutti i pozzetti termometrici, per disporre di più configurazioni per termometri di diametri diversi. Blocchi uniformatori sono inoltre stati aggiunti per migliorare l’uniformità nel volume interno di misura. Il fluido usato è acqua e il campo di lavoro è da 80 °C a 150 °C.

Progetto SCIEF: è stato finanziato da ASI il progetto SCIEF in cui INRIM, in collaborazione con INO-CNR, si occuperà della caratterizzazione termica e spettrale della cavità corpo-nero di riferimento (il progetto sarà attivo nel 2017 ed inizio 2018).

Ricerca istituzionale (ruolo NMI) Realizzazione mantenimento disseminazione (non attività conto terzi) dei campioni: Collaborazione tra i gruppi campioni di temperatura e di termometria acustica per la taratura di termometri e consulenza nell’ambito dell’attività di misura di T-T90 con metodo acustico. Sono state rivisitate accuratamente tutte le tarature eseguite precedentemente, con l’accento sulla preparazione del budget delle incertezze. Per il laboratorio campioni per SPRT a stelo è stato installato un nuovo forno per la realizzazione dei punti fissi Zinco, Alluminio ed Argento. La sua caratterizzazione, alle temperature dei tre punti fissi, si protrae nel 2017. Con l’obiettivo di migliorare la realizzazione della ITS-90 ad alta temperatura, attraverso la riduzione dell’incertezza sulla lunghezza d’onda effettiva del termometro campione, è iniziata l’attività con il nuovo sistema spettrometrico a doppio monocromatore (arrivato a fine 2016) utilizzato per la caratterizzazione spettrale. E’ iniziato il lavoro di adeguamento ottico-meccanico di ingressi e uscite e si sono realizzati i software di configurazione per l’effettuazione delle misure ed il software di gestione della taratura spettrale dei monocromatori. E’ proseguita la caratterizzazione delle due nuove stazioni di misura con heatpipe ad acqua ed al cesio. Sono stati eseguiti test di uniformità longitudinale e confronti cavità-termometro a radiazione impiegando sensori diversi quali termometro a resistenza, tc tipo S e tc Au/Pt. Si è anche provveduto ad un confronto con la heatpipe al potassio già in dotazione al laboratorio. E’ poi stato effettuato uno studio sull’effetto di orientamento delle cavità. Partecipazione al congresso TEMPMEKO2016 a Zakopane – Polonia: I ricercatori di QV4 sono stati presenti a Tempmeko 2016 con 15 lavori inerenti le attività di ricerca connesse al Progetto Strategico PS3 e al ruolo NMI nella realizzazione e disseminazione della ITS-90.

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Confronti nazionali internazionali Per il confronto Euramet.T-K9 è stato completato anche il secondo 'round' del loop con INRIM come sub-pilot, e si resta in attesa dei risultati di ritorno degli ultimi partecipanti di questo ‘round’. E’ stato preparato il protocollo per un confronto bilaterale, estensione dell’EURAMET T-S4, con TUBITAK UME (Turchia), e da loro richiesto, per un confronto di celle per punti fissi per radiazione di In, Sn, Zn, Al, Ag e Cu e di scale per l’approssimazione della ITS-90 tra 150 °C e 1100 °C. Le misure all’INRIM sono previste nel 2017. Si sono concluse le misure per il confronto supplementare EURAMET T-S3 “Calibration of thermocouples in fixed points and/or by comparison from 419,527 ºC (freezing point of zinc) up to 1492 ºC (Pd-C eutectic fixed point)” che ha visto impegnati i gruppi di termometria primaria per contatto e per radiazione oltre al laboratorio di termometria afferente a STALT.

Si è concluso con la pubblicazione dei risultati su Metrologia e una presentazione a TEMPMEKO2016 il confronto organizzato dal TG-ThQ del CCT di misure di emissività spettrale nell’infrarosso tra NIST, NPL, NMIJ, LNE e INRIM.

Membership organismi metrologici Proseguono le partecipazioni ai seguenti gruppi di lavoro del CCT: WG-CTh for Contact Thermometry WG-NCTh for Non Contact Thermometry WG-SP for Strategic Planning Chairmanship del Task Goup TG-Env on Environment Task Group TG-K for Realisation of the Kelvin Task Group TG-SI for the SI Task Group TG-ThQ for Thermophysical Quantities e, in ambito EURAMET, ai gruppi di lavoro del TC-T: Task Group “Best Practice” Task Group “Strategy” In ambito IMEKO prosegue il mantenimento della segreteria scientifica del TC12. E’ proseguita l’attività per la revisione della Supplementary Information for the ITS-90: pubblicato sul sito del BIPM il "Guide to the Realization of the ITS-90 - Metal Fixed Points for Contact Thermometry". Associata a questo lavoro è la pubblicazione sulla rivista Metrologia di “Liquidus slopes of impurities in ITS-90 fixed points from the mercury point to the copper point in the low concentration limit” Divulgazione internazionale di attività in metrologia termica, mediante redazione della IMEKO TC 12 Newsletter. Contributo organizzativo alla preparazione della conferenza internazionale TEMPMEKO2016. Attività di terza missione Attività e servizi conto terzi (prove, tarature, contratti industriali, attività in convenzione, supporto all’accreditamento dei laboratori, normazione tecnica) Il laboratorio Termometria a Radiazione Industriale ha emesso 30 certificati di taratura per termometri a radiazione e misuratori di flusso termico. Sono state redatte 8 revisioni di procedure tecniche: 6 in Termometria a Radiazione Primaria e 2 in Termometria a Radiazione Industriale.

Il programma sovraintende inoltre il laboratorio Temperature Intermedie che ha emesso, attraverso la struttura STALT, 36 certificati di taratura per SPRT ai punti fissi, di cui 10 per l'interno. Sono state eseguite n. 6 tarature di termocoppie ai punti fissi, tutte per l'interno. Nel mese di Ottobre, il Dr. Tshifhiwa Elmon Madiba del NMISA ha partecipato alla seconda campagna di taratura conto terzi, per training nell’ambito del MOU tra INRIM e NMISA. Il laboratorio per SPRT ai punti fissi è stato oggetto del Peer Review gestito dal CEM, con esito molto positivo.

Contributo alla preparazione della IEC Technical Specification on the metrological characterization of thermal cameras - part 1 (Document 65B/1015/NP), stesura del draft finale che sarà portato all’approvazione ad inizio 2017. Public engagement (divulgazione, eventi pubblici) Contributo all’organizzazione dell’evento TEMPMEKO2016 - circa 400 partecipanti.

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Divisione Nanoscienze e Materiali Responsabile: Vincenzo Lacquaniti Risorse umane (TI + TD) al 31/12/2016 Ricercatori e Tecnologi: 30. Tecnici: 13 Ulteriori risorse umane Assegnisti, Borsisti e Dottorandi: 29. Associati e incarichi: 20 Articolazione delle attività La Divisione conduce ricerca di base e tecnologica nell’ambito delle nanoscienze e dei materiali, sia in relazione alla realizzazione di riferimenti metrologici, sia in risposta alle esigenze di innovazione tecnologica dell’industria e dei servizi, con particolare attenzione alla ricerca su:

- dispositivi e tecniche di misura per la realizzazione pratica dell’ampere e delle unità elettriche; - dispositivi e tecniche di misura per la realizzazione della candela; - tecnologie di preparazione di materiali, mezzi nano strutturati e dispositivi e tecnologie per il

magnetismo, la nano fotonica e altre applicazioni; - fenomeni fisici nella materia condensata e materiali funzionali; - metrologia per nano scienze. − la realizzazione pratica dell’Ampere e della Candela; − lo studio dei fenomeni fisici nella materia condensata.

La Divisione è articolata nei seguenti 5 programmi:

NM1: Dispositivi superconduttivi e campione di tensione (Eugenio Monticone) NM2: Metrologia dell’ampere (Luca Callegaro) NM3: Nanomagnetismo (Paola Tiberto) NM4: Materiali funzionali (Massimo Pasquale) NM5: Metrologia della candela e nano fotonica (Giorgio Brida)

Considerazioni complessive sullo stato di avanzamento del piano triennale nella Divisione L’attività di nanoscienze della Divisione ruota intorno al laboratorio QR, che contiene al suo interno la Nanofacility Piemonte. Il livello di internazionalizzazione delle ricerche, la capacità di autofinanziamento e la produzione scientifica sono risultate nel 2016 in linea con gli anni precedenti. La Divisione ha gestito, nel corso del 2016, 28 contratti di ricerca nazionali e internazionali, di cui molti associati all’European Metrology Research Programme (EMRP) e all’European Metrology Programme for Innovation and Research (EMPIR). Sono stati pubblicati 52 lavori su rivista internazionale. La Divisione mantiene e sviluppa 10 Campioni Nazionali per le unità elettriche e fotometriche, e 10 altri campioni. Nel 2016 sono risultati attivi 6 confronti di misura internazionali. Sono stati emessi più di 120 certificati di taratura e prova, anche verso la struttura STALT per il mantenimento delle catene di riferibilità in campo elettrico. Nel seguito sono sintetizzati i principali risultati conseguiti considerando le attività svolte nelle linee prioritarie individuate in conformità con la valutazione ANVUR:

− Attività di ricerca di base e applicata; − Ruolo di istituto metrologico primario; − Per l’attività di trasferimento di conoscenze i risultati della divisone confluiscono in un’unica scheda

di istituto. Attività di ricerca di base e applicata

Design di dispositivi Quantum Hall Array Resistance Standards per valori decadici di resistenza quantizzata.

Realizzazione (con CNR-NEST) di un dispositivo turnstile a singolo elettrone (SQUISET) a controllo magnetico per la generazione di correnti quantizzate.

Realizzazione di nanoSQUID basati su sculpting con Focused Ion Beam (FIB) o nanocostrizioni. Realizzazione di Transition Edge Sensors (TES) di piccola area. Studi per il miglioramento

dell’efficienza di nano-TES basati su strutture plasmoniche. Progettazione di Predictable Quantum Efficiency Detectors (PQED) per fibra ottica e confronto internazionale. Completamento di 5 radiometri LED autocalibranti.

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Realizzazione e caratterizzazione di campioni di riferimento dimensionali (per dimensioni laterali alla nanoscala) basati su strutture in silicio tridimensionali ottenute per self-assembly di copolimeri a blocchi .

Studio degli effetti di gradienti termici sulla dinamica dei vortici in magnetic tunnel junctions. Realizzazione di multilayer ad anisotropia magnetica perpendicolare: studio dell’evoluzione di bolle magnetiche in presenza di campo magnetico longitudinale, e di risonanza ferromagnetica.

Caratterizzazione, anche con imaging, e modellizzazione della dinamica di magnetizzazione (sino a a 1 GHz) in materiali magnetici dolci.

Round-robin di misura dell’effetto magnetocalorico in leghe MnFePSi. Misure magnetiche per archeomagnetismo.

Ricerca connessa al ruolo NMI Prosecuzione l’attività per lo sviluppo di un campione di tensione Josephson in regime variabile, in

ambiente cryogen-free, con elettronica dedicata di pilotaggio. Primo esperimento di realizzazione del farad dall’ohm con un ponte completamente digitale, con

incertezza di 0.1 ppm. Il laboratorio del campione quantistico di resistenza elettrica, basato sull’effetto Hall quantistico, si è

dotato di un ponte di resistenza a comparatore di correnti criogenico (CCC) per il trasferimento a valori decadici.

Studi per l’estensione in frequenza (sino a 1 MHz) della riferibilità nelle misure di fase e di trasferimento ac-dc di tensione e corrente per campionamento ad alta velocità.

Confronti internazionali in corso:

EURAMET.EM-S35 (Project 1217) Comparison of High-Current Ratio Standard (status: in progress) CCEM.RF-K5.c.CL Reflection coefficient / S parameters in PC-3.5 (status: circulation in progess) IEC TC68 – Joint Working Group Project IEC TR TC 68-7 “Relationship of Epstein to Single Sheet

Tester (SST) measurements results” (Coordinatore) EURAMET-COOMET comparison “Supplemetary comparison of national standard facilities in the

field of measuring the polarization and specific total power loss in soft magnetic materials” IEC TC68 – “Round Robin Test of measurements of magnetic properties of Fe-based amorphous

strip by means of a single sheet tester” Confronto interlaboratorio (PTB, CMI, MSL, KRISS, INMETRO, LNE) di fotorivelatori PQED (EMRP

Newstar - SIB57) Tra I ruoli internazionali svolti si cita:

− EURAMET TC-EM: Chairmanship; Working Group on Strategic Planning. − EURAMET TC-EM: WG RF&MW − CCEM: Working Group on Regional Metrology Organizations, membership. − CCEM: WG RF&MW − CPEM Executive Committee, member-at-large.

Tra le attività di formazione accademica:

− Partecipazione al Consiglio di Dottorato − Corso "Fisica dello Stato Solido", Dip. Scienze e Innovazione Tecnologica, UPO − Corso “Struttura della materia e laboratorio di fisica dei materiali I”, UPO

Campioni nazionali mantenuti dalla Divisione (DM 591/1993) Campione nazionale di intensità di corrente elettrica Campione nazionale di intensità di corrente elettrica in regime alternato sinusoidale (NM2) Campione nazionale di potenza elettrica (NM2) Campione nazionale di potenza elettrica per radiofrequenza e microonde (NM1) Campione nazionale di attenuazione di potenza (NM1) Campione nazionale di energia elettrica (NM2) Campione nazionale di tensione elettrica, potenziale elettrico, forza elettromotrice (NM1) Campione nazionale di tensione elettrica in regime alternato sinusoidale (NM2) Campione nazionale di resistenza elettrica in regime alternato sinusoidale (NM2) Campione nazionale di impedenza caratteristica (NM2) Campione nazionale di capacità elettrica (NM2) Campione nazionale di flusso di induzione magnetica (NM4)

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Campione nazionale di induzione magnetica (NM4) Campione nazionale di induttanza (NM2) Campione nazionale di intensità luminosa (NM5) Altri campioni: Campione quantistico di tensione elettrica per effetto Josephson (NM1) Campione quantistico di resistenza per effetto Hall quantistico (NM2) Campione di rapporto di tensione in regime alternato sinusoidale (NM2) Potenza radiazione in fibra ottica (NM5) Sensibilità spettrale (NM5) Luminanza (NM5) Esposizione luminosa (NM5) Trasmissione regolare (NM5) Trasmissione diffusa (NM5) Riflessione regolare (NM5)

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Programma NM1 – Dispositivi quantistici

Responsabile: Eugenio Monticone


Personale strutturato R&S Ruolo NMI Terza

missione Gestione o

coordinamento* Totale

Luca Boarino 0,30 0,30

Natascia De Leo 0,60 0,60

Vincenzo Lacquaniti 0,50 0,50

Eugenio Monticone 1 1

Luca Oberto 0,90 0,10 1

Roberto Rocci 0,20 0,20

Danilo Serazio 0,30 0,30

Andrea Sosso 0,80 0,20 1

Marco Bisi 0,15 0,15

Personale non strutturato Bruno Trinchera 0,15 0,25 0,40 Matteo Fretto 1 1 Paolo Durandetto 1 1 Luca D’Ortenzi 0,80 0,80 Giulia Aprile 0,35 0,10 0,45

Totale 7,55 0,55 0,60 8,70

*Nella colonna gestione rientrano le seguenti attività: responsabilità di strutture di rilievo, ruoli in organismi di istituto, nazionali e internazionali (non NMI).


Ricerca e Sviluppo TES per IR-visibile. E’ iniziato lo studio di strutture plasmoniche per il miglioramento dell’efficenza in nanoTES di Ti in collaborazione con il Politecnico di Milano. Sono stati depositati film con diverso spessore e rate di deposizione e caratterizzati otticamente al fine di determinare parametri utili per la simulazione delle strutture plasmoniche.

E’ in fase di realizzazione un sistema di caratterizzazione di sensori in banda THz basato su sorgenti QCL.

Nel 2016 è proseguita la collaborazione scientifica con ICMAB e UAB Barcellona, nel calcolo e nella valutazione sperimentale del trasporto termico in nano-oggetti. In INRiM vengono fabbricati nanofili di silicio di 100 manometri di diametro e alcuni micrometri di lunghezza, vengono nanomanipolati e saldati a strutture MEMS dedicate alla misura della conducibilità termica. L’obiettivo di questa attività, oltre alla generale comprensione dei fenomeni di trasporto termico che avvengono alla nanoscala, alla possibilità di realizzare un rettificatore termico.

Sono proseguite le attività di fabbricazione di strutture 3D a multilayer superconduttivo mediante tecnica di focused ion beam (FIB) sculpting per la realizzazione di dispositivi nanoSQUID ad alta sensitivity. E’ proseguita l’attività di ricerca su nano-costrizioni in niobio realizzate mediante FIB e anodizzazione. Queste mostrano un comportamento corrente-tensione di tipo sovrasmorzato. E’ stato inoltre realizzato un prototipo di SQUID basato su due nanostrizioni con comportamento Josephson-like. Sono stati realizzati, mediante FIB-GIS, i contatti elettrici per l’ancoraggio di wisker di superconduttori ad alta Tc (YBCO) per la fabbricazione di stack di giunzioni mediante nanolitografia X-ray. I wisker sono stati inoltre caratterizzati morfologicamente al SEM.

E’ stato eseguito uno studio sistematico sulle proprietà (Tc e resistività) di film ultrasottili di niobio depositati mediante tecnica di sputtering DC in ultra alto vuoto per lo studio di fenomeni quantistici size-dependent.

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Ricerca istituzionale (ruolo NMI) Membership organismi metrologici EURAMET TC-EM: WG RF&MW, CCEM: WG RF&MW

Campione di tensione quantistico in regime variabile. E’ continuato lo studio sugli effetti termici su array di giunzioni SNIS di Nb/Al/Nb e SNS di Nb/NbSi/Nb in cryocooler implementando il sistema di termalizzazione. E’ iniziato uno studio sistematico sul rumore prodotto dalle oscillazioni termiche del cryoocoler su dispositivi Josephson.

E’ stata effettuata una verifica sulla possibilità di sintetizzare forme d’onda quantistiche approssimate a gradini impiegando una innovativa piattaforma elettronica riconfigurabile e array SNIS operanti in cryocoolerimpiegando gradini di Shapiro di ordine superiore al primo.

Realizzazione mantenimento disseminazione (non attività conto terzi) dei campioni

Confronti nazionali internazionali:

Attività di terza missione Brevetti:

“DISPOSITIVO DI TERMALIZZAZIONE" Sosso et al. (presentato alla agenzia brevettuale A.Bre.Mar)

Infrastrutture Nanofacility Piemonte INRiM è un laboratorio di nanofabbricazione per mediante microscopia elettronica e ionica. È attivo dal 2010 grazie ad un contributo della Compagnia di San Paolo, e vanta al suo attivo migliaia di ore di funzionamento per servizi alla ricerca sul territorio e in metrologia. L’impatto di tale struttura sulla produzione scientifica dell’INRiM e sul conseguimento di progetti EMRP non è stato trascurabile negli ultimi 6 anni, l’INRiM ha pertanto deciso di potenziarne la struttura e le capacità con l’upgrade di alcune apparecchiature che compongono il laboratorio.

L’infrastruttura è dedicata alla ricerca nel campo della nanofabbricazione e al controllo della materia a livello nanoscopico, per la realizzazione di micro e nanodispositivi di interesse fondamentale e applicato, fornendo un servizio a livello regionale, nazionale ed europeo. Vengono sviluppate allo stato dell’arte le seguenti tecnologie: Electron Beam Lithography per ogni tipo di geometrizzazione su scala nanometrica, Ion beam Sculpting per la fabbricazione di dispositivi nanoSQUIDs, SET e dispositivi basati su whiskers e nanowires, ottiche diffrattive e nanostrutture per la plasmonica e la fotonica, preparative per microscopia elettronica in trasmissione e per tecnologie X (GISAF, NEXAFS, etc.). Lavorazione FIB ed EBL+RIE del diamante per la fabbricazione di nanostrutture superficiali di estrazione della radiazione dai centri di luminescenza tramite nano lenti, lenti di Fresnel, nanopillars e guide d’onda.

Tali tecniche sono accoppiate a litografia ottica e a litografia per self-assembly, con una continuità di risoluzione che va dai centimetri ai 10 nanometri.

Anche in NM2, NM3, NM4, NM5, e in scheda infrastrutture ad hoc.

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Programma NM2 – Metrologia dell'ampere Responsabile: Luca Callegaro


Personale strutturato R&S Ruolo NMI

Terza missione

Gestione o coordinamento*

Totale

Giampiero Amato 0,90 0,10 1

Luca Callegaro 0,40 0,20 0,10 0,30 1

Cristina Cassiago 0,50 0,50 1

Vincenzo D'elia 0,30 0,40 0,30 1

Emanuele Enrico 1 1

Enrico Gasparotto 0,20 0,40 0,40 1


Marco Sellone 0,70 0,30 1

Danilo Serazio 0,20 0,20 0,30 0,70

Personale non strutturato Bruno Trinchera 0,40 0,20 0,60 Luca Croin 1 1 Alessandro Cultrera 1 1 Faranak Pourdanesh 0,80 0,20 1 Federico Beccaria 1 1 Ilaria Finardi 1 1 Martina Marzano (dal 2016.11.01) 0,10 0,10 Massimo Ortolano (associato) 0,20 0,20 Umberto Pogliano (incarico) 0,20 0,20 Franco Cabiati (incarico) 0,20 0,20

Totale 10,30 2,40 1,20 0,30 14,20

*Nella colonna gestione rientrano le seguenti attività: responsabilità di strutture di rilievo, ruoli in organismi di istituto, nazionali e internazionali (non NMI). Articolazione del programma

Ricerca e Sviluppo Attività valutata da VQR ANVUR

Dispositivi per Effetto Hall in grafene: Prosecuzione dello studio della deposizione di film CVD su cobalto.

Realizzazione pratica del farad, ponti di impedenza digitali: Conclusione del progetto EMRP 2012 SIB 53 Aim QuTE: Esperimenti per l’implementazione di un ponte completamente digitale per la realizzazione del farad dall’ohm con accuratezza dell’ordine di 0.1 ppm. Prima implementazione di scaling di capacità basato su un metodo di build-up.

Realizzazione pratica dell'ampere: Conclusione del progetto EMPIR EXL03 Microphoton, con realizzazione di dispositivi a singolo fotone a microonda per lo sviluppo di sistemi criogenici a rumore radiativo ridotto. Modellazione e realizzazione di dispositivi turnstile a singolo elettrone ibridi pilotati (SQUISET) tramite gate magnetico (collaborazione con NEST). Implementazione di un sistema criogenico e di tecnologie a film sottile per il pilotaggio in frequenza di nano-dispositivi sensibili al flusso magnetico (SQUISET e SQUID).

Electrical resistance tomography: Algoritmi numerici di ottimizzazione del processo di ricostruzione.

Ricerca istituzionale (ruolo NMI) Realizzazione pratica dell'ohm tramite l'effetto Hall quantistico: Prosecuzione degli esperimenti per la realizzazione di una scala di resistenza, con il confronto, a temperatura controllata, di resistori campione nel range 1 Ω - 12906 Ω.

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Piccole correnti continue: Implementazione di un metodo a carica di capacità per la taratura del guadagno di amplificatori di transresistenza per correnti inferiori a 100 pA.

Realizzazione pratica del watt e del joule elettrici: Progetto EMRP 2013 ENG 52 "Smart Grids II": Realizzazione di divisori resistivi coassiali compensati per campione di fase sino a 100 kHz e tensioni da 3 a 150 V. Implementazione di un comparatore digitale di fase per la taratura in termini di fase di dispositivi passivi e attivi finalizzati alla realizzazione di un calibratore per PMU. Progetto EMPIR 15RPT04 TracePQM: Valutazione dei margini operativi in termine dell’errore di trasferimento ac–dc di un set di trasferitori termici planari a film sottile per frequenze fino a 1 MHz e correnti fino a 10 mA. Caratterizzazione di divisori coassiali compensati accoppiati a trasferitori termici elettronici.

Formazione accademica: Dottorato in Metrologia, Politecnico di Torino: Partecipazione al Consiglio di Dottorato e Corso 01QSXRU “The measurement of electrical impedance". Corso "Fisica dello Stato Solido", Dip. Scienze e Innovazione Tecnologica, UPO. Formazione di 4 dottorandi di ricerca.

Membership organismi metrologici: EURAMET TC-EM: Chairmanship; Working Group on Strategic Planning. CCEM: Working Group on Regional Metrology Organizations, membership. CPEM Executive Committee, member-at-large.

Realizzazione mantenimento disseminazione (non attività conto terzi) dei campioni: Il programma realizza (CCEM/09-05) le seguenti unità del Sistema Internazionale: ampere, ohm, siemens, coulomb, farad, henry, watt, joule. Detiene e mantiene i seguenti campioni nazionali (DM 591/1994): intensità di corrente elettrica, potenza elettrica, energia elettrica, tensione elettrica in regime alternato sinusoidale, resistenza elettrica in regime alternato sinusoidale, impedenza caratteristica, capacità elettrica, induttanza elettrica. Realizza il campione quantistico di resistenza e il campione di rapporti di tensione alternata.

Confronti nazionali internazionali: EURAMET.EM-S35 "High DC current ratio" (2013-ongoing), INRIM Pilot. CCEM.RF-K5c.CL "Scattering Coefficients by Broad-Band Methods 100 MHz - 33 GHz – 3.5 mm connector" (2014-ongoing). Partecipazione (2 membri) a EURAMET TC-EM Task Force on Comparisons & Comparisons Toolbox.

Attività di terza missione Attività e servizi conto terzi (prove, tarature, contratti industriali, attività in convenzione, supporto all’accreditamento dei laboratori, normazione tecnica): Servizio INRIM di taratura di: alte resistenze in regime continuo; basse resistenze in regime continuo; piccole correnti continue; resistenze in regime alternato; induttanze, capacità, ponti di impedenza; divisori di tensione induttivi e synchro-resolvers; ac-dc converters per tensioni e correnti alternate; wattmetri e contatori elettrici; supporto all'accreditamento dei centri di taratura per le stesse grandezze. Partecipazione a confronti interlaboratorio per alte resistenze.

Servizio di taratura: 61 certificati emessi, 1 ILC (ESA), 1 certificato di prova.

Run EURAMET.EM.14.2016: CMC per servizio di taratura per resistenze in regime alternato.

Infrastrutture Laboratorio QR di microfabbricazione; Nanofacility Piemonte (in compartecipazione con altri programmi NM)

Criomagnete 16T con inserti 1.5 K e 300 mK. Criostato a diluizione, 30 mK.

Camere schermate e termostatate per campioni e strumentazione per misure primarie. Comparatore di correnti criogenico. Generazione e misura di correnti continue sino a 2 kA. Facility per realizzazioni elettroniche, elettromagnetiche, elettromeccaniche.

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Programma NM3 – Nanomagnetismo e Spintronica Responsabile: Paola Tiberto



missione


*

Totale

Carlo Appino1 0,20 0,20

Vittorio Basso1 0,30 0,30

Cinzia Beatrice1 0,20 0,20

Federica Celegato1 0,80 0,80

Marco Coisson1 0,80 0,80

Gianfranco Durin1 0,90 0,90

Enzo Ferrara1 0,50 0,50

Michaela Kuepferling1 0,50 0,50

Alessandro Magni1 0,50 0,50

Luca Ugo Martino1 0,50 0,50

Elena Sonia Olivetti1 0,20 0,20

Massimo Pasquale1 0,30 0,30

Roberto Rocci1 0,20 0,20

Paola Maria Tiberto1 0,90 0,90

Franco Vinai1 0,80 0,80


Patrizio Ansalone 1 1 Gabriele Barrera 1 1 Gianluca Conta 1 1 Marco Piazzi1 0,30 0,30 Matteo Cialone 1 1 Daniele Gastaldo 1 1 Associati Paolo Allia 0,30 0,30 Giorgio Bertotti 0,10 0,10 Paola Rizzi 0,20 0,20

Totale 13,50 13,50 1) collaborazione con programma NM4 *Nella colonna gestione rientrano le seguenti attività: responsabilità di strutture di rilievo, ruoli in organismi di istituto, nazionali e internazionali (non NMI).

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Ricerca e Sviluppo Comprensione del trasporto di spin e della dinamica di magnetizzazione in nano strutture magnetiche Dinamica di vortici in MTJ (magnetic tunnel junction): si studiano effetti gradienti di temperatura sulla dinamica di vortici magnetici. I campioni sono stati preparati al INL Braga, Portogallo. Sono stati misurati PSD (power spectral density) applicando una corrente in un riscaldatore a linea (heater line) a tre distanze dal MTJ. Gli effetti del gradiente di temperatura sono stati analizzati usando modelli analitici, numerici e micromagnetici. (Progetto EMRP SpinCal). Diversi approcci sperimentali e teorici sono stati utilizzati per la comprensione e la misura dell’intensità dell’interazione di Dzyaloshinskii-Moriya (DMI). Film o nanofili di Co e CoFeB di spessore 0.6-0.8 nm sono accoppiati ad un materiali con alti effetti spin-orbita (Pt, Pd). La misura della DMI avviene utilizzando diversi metodi: i) onde di spin, in quanto la la relazione di dispersione delle onde è direttamente correlata all’intensità della DMI ed a parametri dei materiali; ii) misure di velocità della parete di dominio a bassi campi perpendicolari (creep) in presenza di campi in piano, A questo scopo sono state eseguite delle simulazioni delle configurazioni di pareti di dominio e della loro evoluzione in presenza di DMI . Le analisi delle misure sperimentali di creep mostrano che le procedure attualmente utilizzate in letteratura hanno bisogno di essere migliorate per meglio stimare il valore della DMI. Il fenomeno del creep è stato studiato sia in film che in nanofili, evidenziando nuovi comportamenti universali. Il moto di parete in nanofili è poi stato ulteriormente studiato sia con simulazioni e con modelli analitici, (progetto WALL) Il confronto degli esperimenti su sistemi bulk e film sottili con le predizioni della teoria delle moto di parete in sistemi disordinati ha permesso di descrivere per la prima volta in maniera quantitativa la dinamica di magnetizzazione in materiali magnetici dolci. Le valanghe magnetiche mostrano funzioni scaling differenti per le differenti classi di universalità che sono predette analiticamente senza parametri liberi. Per la prima volta inoltre viene proposto un test affidabile per l’individuazione di classi di universalità basate sulla forma media delle valanghe. UlteriorI aspettI che riguardano la topologia e la dinamica in campioni magnetici sono i modelli del moto termicamente attivato di vortici magnetici in giunzioni tunnel in presenza di difetti (. Con questi modelli si possono prevedere parametri come le frequenze di oscillazione e la larghezza di riga in funzione della temperatura o della densità di difetti. E’ stata messa a punto tecnica per controllare la chiralità in singoli nanodots di Ni80Fe20 prodotti mediante litografia a fascio elettronico basata sulla misura di cicli di isteresi locale utilizzando la microscopia a forza magnetica. E’ stato quindi possibile individuare i processi di magnetizzazione che avvengono localmente nella nanostruttura e che quindi sono alla base della chiralità con cui si sviluppa il vortice.

Nell’ambito dello studio del fenomeno di ipertermia legato al processo di isteresi magnetica di nanoparticelle magnetiche è stato misurato e modellizzato termodinamicamente lo specific absorption rate in condizioni non adiabatiche. In questo modello si tiene conto del calore scambiato tra la soluzione contenente le nanoparticelle e l’ambiente circostante. Questo consentirà di contribuire al processo di standardizzazione del fenomeno e consentire la riferibilità (progetto MAGNASTAND).

Preparazione di materiali e dispositivi per la spintronica e per le applicazioni del nano magnetismo

i) Sono stati preparati film sottili mediante tecniche di deposizione fisiche per ottenere strutture magnetiche su scala nanometrica con tecniche nanolitografiche convenzionali e di self-assembling per magnetoelettronica (FePd; MnGa);

ii) Sono stati sviluppati nuovi sensori/attuatori nanostrutturati da film sottili per applicazioni nella biomedicina;

iii) Sono stati analizzati i processi di magnetizzazione in nanostrutture magnetiche costituenti core o disperse in matrice polimerica/zeoliti per applicazioni ambientali e biomediche (ipertermia). Tale studio è stato anche effettuato su nanostrutture aventi origine naturale per la datazione e la determinazione della provenienza (cluster analysis) di reperti archeologici e di materiali di interesse geologico;

iv) Sono stati preparati e studiati sistemi magnetici nanoporosi da film sottili con tecniche chimiche e nanolitografiche per magneto-attuazione (progetto ETN-Horizon2020 SELECTA). In tale ambito è stato sviluppato un metodo per valutazione magnetostrizione in film sottili depositati su cantilever mediante microscopia a forza atomica.

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Corso"Tecniche di Datazione e Archeomagnetismo" (CHI0018) 24 ore/anno

Laurea Magistrale in Scienza dei materiali per i beni culturali (LM-53 Scienza ed Ingegneria dei materiali)

SSD: FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina). 2 Tesi di Laurea archeomagnetismo.

2 dottorandi scienza dei materiali (Università di Torino), 1 dottorando in Fisica (Politecnico)

Convenzione con Centro Interuniversitario Magnetismo Naturale (CIMAN), Peveragno (CN): “Cooperazione nei campi della ricerca scientifica e della formazione professionale per lo studio del magnetismo naturale nel campo della geologia e dei beni culturali e ambientali”; Istituto di Ricerche Interdisciplinari Sulla Sostenibilità – IRIS, Torino.

Infrastrutture Magnetometri ad alta sensibilità (SQUID, VSM e AGFM); Preparazione di materiali magnetici per rapida solidificazione, di film sottili e di multistrati magnetici; Caratterizzazione e studio delle proprietà fisiche di materiali magnetici a film sottile e nanostrutturati.

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Programma NM4 – Materiali Funzionali Responsabile: Massimo Pasquale



missione


*

Totale

Carlo Appino1 0,60 0,20 0,80

Vittorio Basso1 0,50 0,20 0,70

Cinzia Beatrice1 0,70 0,10 0,80

Federica Celegato1 0,20 0,20

Marco Coisson1 0,20 0,20

Gianfranco Durin1 0,10 0,10

Enzo Ferrara1 0,50 0,50

Michaela Kuepferling1 0,50 0,50

Alessandro Magni1 0,50 0,50

Luca Ugo Martino1 0,50 0,50

Elena Sonia Olivetti1 0,80 0,80

Massimo Pasquale1 0,70 0,70

Luciano Rocchino 0,30 0,20 0,50 1

Roberto Rocci1 0,20 0,20

Paola Maria Tiberto1 0,10 0,10

Luca Toso 0,30 0,20 0,50 1

Franco Vinai1 0,20 0,20


Carmen Curcio 1 1

Felipe Garcia Sanchez 1 1

Elena Ferraro 0,25 0,25

Gabriel Soares 0,85 0,85 Marco Piazzi1 0,70 0,70 Alessandro Sola 1 1 Zhao Hanyu 1 1 Associati

Fausto Fiorillo 0,80 0,80

Olivier De La Barriere 0,20 0,20 Carlo Ragusa 0,20 0,20 Cecilia Bennati 0,20 0,20

Totale 14,10 0,90 1 16 1) collaborazione con programma NM3 *Nella colonna gestione rientrano le seguenti attività: responsabilità di strutture di rilievo, ruoli in organismi di istituto, nazionali e internazionali (non NMI).

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Ricerca e Sviluppo Attività valutata da VQR ANVUR

Misure magnetiche e riferimenti

Misure ad alta frequenza e magnetoottiche Collaborazione con la Korean University ed il network ITN Marie Curie Wall: studi di nucleazione e crescita di bolle magnetiche in presenza di campo magnetico nel piano, in film ad anisotropia magnetica perpendicolare (PMA), indirizzati alla valutazione della interazione di Dzyaloshinskii-Moriya (DMI). Tali studi sono stati effettuati su trilayer ultrasottili Pt/Co/Pt, Ta/CoFeB/MgO e W/CoFeB/MgO, sia continui sia litografati in wires.

Misure a microonde Collaborazione scientifica con la Korea University: misure di risonanza ferromagnetica su su trilayer ultrasottili Pt/Co/Pt con anisotropia magnetica perpendicolare (PMA). Progetto SpinCal: sono stati caratterizzati gli stati di vortice della magnetizzazione anche sotto l’influenza di riscaldamento locale di campioni nanopillar MTJ forniti da International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL Braga). Sono anche stati caratterizzati campioni YIG (Thales)

Materiali funzionali

Materiali magnetici per l’energia i) È stato studiato il processo di magnetizzazione in un vasto spettro di valori di induzione e frequenza in materiali magnetici dolci (Fe-Si, Fe-Co, Soft Magnetic Composites) in regime di eccitazione alternata e bi-dimensionale. E’ stato approfondito il ruolo del “magnetic bias” e dell’effetto pelle dal punto di vista sperimentale e teorico, attraverso modellizzazione semi-analitica (in collaborazione con Politecnico di Torino, ENS-SATIE, Cachan). ii) E’ stata verificata sperimentalmente ed interpretata fenomenologicamente la relazione fra misura di perdita magnetica in lamierini NO e GO con metodo standard Epstein e misura del valore vero con sonde locali. iii) Perdita magnetica e permeabilità sono stati studiati in materiali nanocristallini da DC a 1 GHz. E’ stato sviluppato ed applicato un modello analitico basato sull’applicazione dell’equazione di diffusione elettromagnetica in un materiale descritto da una legge costitutiva dipendente dalla frequenza, soluzione dell’equazione di Landau-Lifshitz Gilbert (con Politecnico di Torino ed Univ. J. Safarik, Kosice). iv) E’ stato studiato il ruolo del processo di sinterizzazione sulle proprietà magnetiche in banda larga (fino ad i GHz) in ferriti Mn-Zn (con CERTH-Hellas, Thessaloniki), Ni-Zn). v) Sono stati sviluppati dei dispositivi per “energy harvesting” basati su lamierini di Fe-Co (con Divisione “Metrologia per Qualità della Vita”). vi) E’ stato sviluppato un setup magnetoottico con eccitazione in campo rotante per l'indagine del processo di magnetizzazione in 2D in lamine magnetiche dolci. Il processo di magnetizzazione in un singolo grano è stato studiato con misura magnetoottica quantitativa (MOKE), ottenendo il ciclo di isteresi del singolo grano e il luogo dei punti del flusso rotante.

Effetto magnetocalorico Partecipazione a un round robin internazionale di caratterizzazione del effetto magnetocalorico in materiali di tipo MnFePSi organizzato dal IIR (istituto internazionale di refrigerazione). è stato misurato il calore specifico in campi diversi fino a 1.5T ed è stato calcolato la variazione di temperatura Ricerca istituzionale (ruolo NMI) Formazione accademica

Dottorato in Metrologia, PoliTo: Corso di III livello Magnetismo nei materiali e misure magnetiche IEEE - Gasparini International School, Univ. Federico II, Napoli: Corso “Magnetic materials for energy applications” Laboratorio di misure magnetiche. i) Sono state effettuate misure magnetiche di riferimento per l’industria e la ricerca e cicli internazionali di confronto. ii) Sono stati sviluppati i metodi e gli strumenti per la valutazione dell'incertezza di modelli di dipolo magnetico equivalenti utilizzati per la "magnetic cleanliness" in missioni spaziali. In collaborazione con MF (Pennecchi), contratto Thales Alenia, ESA study on “Uncertainty budgets for magnetic dipole models”.

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Confronti nazionali internazionali

IEC TC68 – Joint Working Group Project IEC TR TC 68-7 “Relationship of Epstein to Single Sheet Tester (SST) measurements results” Coordinatore e responsabile del laboratorio pilota EURAMET-COOMET comparison “Supplemetary comparison of national standard facilities in the field of measuring the polarization and specific total power loss in soft magnetic materials” IEC TC68 – “Round Robin Test of measurements of magnetic properties of Fe-based amorphous strip by means of a single sheet tester”

Attività di terza missione Certificati di misura e prova emessi dal laboratorio misure magnetiche: circa 50

2 Stage formativo Scuola Lavoro, (IIS S. Santarosa)

Lezioni a studenti scuola superiore (Convitto Nazionale Umberto I Torino)

Infrastrutture Forni ad arco e a induzione per la fusione di leghe metalliche. Mulino planetario a sfere per la macinazione di polveri. Glove box per la preparazione dei campioni sensibili all’aria. Forni in atmosfera controllata o in vuoto per trattamenti termici. Diffrattometro a raggi X per materiali massivi e film sottili (Nanofacility Piemonte). Microscopio ottico metallografico

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Programma NM5 – Fotonica Responsabile: Giorgio Brida


Personale strutturato R&S Ruolo NMI Terza missione Gestione o

coordinamento* Totale

Luca Boarino1 0,60 0,10 0,70

Giorgio Brida 0,60 0,30 0,10 1

Natascia De Leo2 0,40 0,40

Roberto Filippo 0,9 0,10 1

Paola Iacomussi 0,80 0,20 1

Mauro Rajteri 1 1

Maria Luisa Rastello 0,10 0,10 0,20


Marco Terzi 0,30 0,60 0,10 1

Fernando Viarengo 0,60 0,30 0,10 1


Emanuele Taralli 1 1 Lapo Lolli 1 1 Michela Radis 1 1 Federico Ferrarese Lupi 1 1

Giulia Aprile3 0,45 0,10 0,55 Masoud Dialameh 1 1 Eleonora Cara 1 1 Luca D’Ortenzi4 0,20 0,20 Associati Angelo Angelini 0,20 0,20 Katia Sparnacci 0,20 0,20

Totale 11,65 1,60 0,90 0,50 14,65

1) collaborazione con programma NM1 (30% TPE) 2) collaborazione con programma NM1 (60% TPE) 3) collaborazione con programma NM1 (45% TPE) 4) collaborazione con programma NM1 (80% TPE)

*Nella colonna gestione rientrano le seguenti attività: responsabilità di strutture di rilievo, ruoli in organismi di istituto, nazionali e internazionali (non NMI).


Ricerca e Sviluppo Attività valutata da VQR ANVUR.

Nell’ambito della “mise en pratique” della candela, all’interno del progetto EMRP SIB57 NEWSTAR (NEW primary STAndards and traceability for Radiometry) sono state svolte comparison interlaboratorio con NMI extraeuropei (KRISS, INMETRO, MSL) a supporto della validazione dei fotorivelatori PQED (Predictable Quantum Efficiency Detector), utilizzati a temperatura ambiente, quali rivelatori campione calcolabili; è stato progettato e realizzato un un rivelatore PQED dedicato alle misure di potenza per fibra ottica.

Per quanto riguarda lo studio e la realizzazione di fotorivelatori superconduttivi operanti a temperature criogeniche per il conteggio di fotoni sono stati costruiti dispositivi TES di 100 e 400 µm2 di superficie sensibile, con temperature di transizione inferiori ai 300 mK, volti a consentire di effettuare conteggi di

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singolo fotone discriminando un numero medio di fotoni per impulso di 10.

Nell’ambito delle applicazioni della radiometria per il monitoraggio ambientale, sono stati completati i 5 radiometri LED autocalibranti con 4 bande spettrali in grado di monitorare la stabilità della riflettività di siti di riferimento (vicari) per la taratura dei radiometri posti sui satelliti (progetto EMRP ENV53). Sempre per lo stesso progetto è stato completato il progetto di un goniometro con capacità spettrali e direzionali per misure di albedo. Lo strumento sarà basato su una camera multicanale in grado di acquisire lo spettro di 60 fibre che verranno distribuite su due calotte emisferiche per coprire le informazioni spaziali su quasi 4 sr.

Nell’ambito dello studio della metrologia dell’Appearance e del progetto finanziato EMRP IND52 xDReflect sono state realizzazione 4 cabine di osservazione per la valutazione dell’appearance dei materiali equipaggiate con diverse sorgenti a LED e non-LED in grado di realizzare diversi livelli di illuminamento sui campioni. Sono state svolte dettagliate ricerche nell’ambito della prestazioni metrologiche di strumentazione industriale per la valutazione di quantità riconducibili all’Appearance con particolare attenzione alla definizione metrologica delle quantità misurate e influenza delle sorgenti di illuminazione sulla percezione.

Nel quadro del progetto EMPIR 3DMetChem sono state realizzate delle strutture 3D in silicio alla microscala (5 µm x 5 µm, 30 µm x 30 µm e 50 µm x 50 µm) geometrizzate mediante litografia laser e alla nanoscala (10 - 80 nm) mediante self-assembly di copolimeri a blocchi a diversi pesi molecolari. Queste strutture sono state utilizzate come campioni di riferimento dimensionali per analisi SIMS di sistemi organici in polistrirene e Irganox. In collaborazione con lo STALT, le strutture 3D in silicio realizzate alla microscala (5 µm x 5 µm, 30 µm x 30 µm e 50 µm x 50 µm) sono state certificate dimensionalmente mediante un profilometro ottico-interferometrico. La catena di riferibilità della misura è stata garantita dalla taratura interferometrica degli assi XYZ del profilometro attraverso un interferometro laser la cui lunghezza d’onda è riferita al campione nazionale di lunghezza. E’ stato inoltre messo a punto un processo di etching mediante tecnica di reactive ion etching su substrati di silicio e di ossido di silicio.

Ricerca istituzionale (ruolo NMI) Formazione accademica

Membership organismi metrologici: CCPR, Euramet TC-PR

Realizzazione mantenimento disseminazione (non attività conto terzi) dei campioni

Attività per la realizzazione, mantenimento e disseminazione della candela: - Campioni per la fotometria e la radiometria di rivelatori e materiali; - Disseminazione unità di misura per le grandezze della visione: intensità luminosa, illuminamento,

luminanza, esposizione luminosa,temperatura di distribuzione, colore in trasmissione - Disseminazione campioni di potenza radiazione visibile, potenza radiazione in fibra ottica, sensibilità

spettrale, trasmissione regolare e diffusa, riflessione regolare - Progetto e realizzazione di uno standard di lunghezze laterali alla nanoscala mediante

nanofabbricazione per self-assembly

Confronti nazionali internazionali

- Confronto interlaboratorio (PTB, CMI, MSL, KRISS, INMETRO, LNE) di fotorivelatori PQED (EMRP Newstar - SIB57)

Attività di terza missione I laboratori di fotometria e radiometria svolgono attività di taratura, prova e di supporto all’accreditamento dei laboratori di taratura su tutte le grandezze di pertinenza. Partecipa al confronto interlaboratorio EURAMET K6 sulla taratura in trasmissione di filtri neutri. Sono stati emessi 24 certificati di taratura.

Public engagement (divulgazione, eventi pubblici):

- NanoInnovation 2016, sessione dedicata alla metrologia; 20-23 settembre, Roma. - Seminario alla Piazza delle Nanotecnologie e dei Nuovi Materiali, 23-25 marzo 2017, MECSPEC

(Parma); - International School of Physics "Enrico Fermi", Course 196 - Metrology: from physics fundamentals

to quality of life, 27 June - 6 July 2016: Scientific Secretary, Natascia De Leo; Lecture “Measuring light”, Giorgio Brida.

Infrastrutture Nanofacility Piemonte , citata già in NM1, ma anche nella scheda ad hoc. Refrigeratore a diluizione 3He-4He

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2 – STALT - Innovazione e servizi metrologici Missione: Industrial leadership

Responsabile: Vito Fernicola

Risorse umane (TI + TD) al 31/12/2016 Ricercatori e Tecnologi: 19. Tecnici o amministrativi: 30



L’attività è volta al mantenimento, al miglioramento e alla disseminazione dei campioni nazionali delle unità di misura di competenza, garantendo la qualità dei riferimenti metrologici; a organizzare le attività di supporto tecnico all'accreditamento di laboratori; a rispondere a specifiche richieste di problemi di metrologia applicata provenienti da imprese o dalla PPAA; a sostenere iniziative di trasferimento tecnologico a livello nazionale e internazionale; a fornire supporto tecnico alla normazione nazionale e internazionale.

Per il raggiungimento degli obiettivi e delle finalità indicate, le attività sono organizzate in tre Aree tecnico-scientifiche di metrologia elettromagnetica, meccanica e termodinamica; per i servizi metrologici ed il supporto alle imprese la struttura dispone di un ufficio di collegamento con i clienti (customer care).

Le Aree tecnico-scientifiche si articolano a loro volta in attività e/o progetti secondo lo schema seguente:

Area Missione Attività / progetti

ST1: Metrologia

elettromagnetica

(P. Capra)

Mantiene e dissemina le unità SI di tensione e corrente in CA e CC, di resistenza; svolge attività di taratura e di prova nel campo delle alte tensioni, forti correnti, della compatibilità elettromagnetica e della potenza in alta frequenza; svolge attività di misura e prova in campo illuminotecnico.

Tensione continua

Tensione alternata

Corrente continua

Corrente alternata

Resistenza

Potenza

Flusso luminoso

ST2: Metrologia

meccanica

(A. Balsamo)

Mantiene, migliora e dissemina le unità di massa, forza e durezza e dei metodi primari per vibrazioni e gravimetria; l’unità di pressione e di portata di gas e liquidi; dissemina l’unità di lunghezza con riferimento alla metrologia dimensionale per l’industria.

Massa

Volumi

Forza

Pressione

Durezza

Gravità

Accelerazioni

Portate di fluidi

Lunghezza

ST3: Metrologia

termodinamica

(V. Fernicola)

Mantiene e dissemina l’unità di temperatura nelle misure per contatto; sviluppa, mantiene e dissemina le grandezze igrometriche; mantiene, migliora e dissemina le unità acustiche.

Temperatura per contatto

Umidità dei gas

Moisture nei materiali

Acustica

Proprietà termofisiche e acustiche dei materiali

Supporto ai laboratori di taratura accreditati

Valutazione e supporto tecnico all’accreditamento di laboratori di taratura, nel rispetto dei requisiti della normativa nazionale ed internazionale.

Valutazione e supporto tecnico-scientifico

Confronti interlaboratorio

Assistenza tecnica al cliente

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Nel seguito sono indicati i principali risultati conseguiti nelle ricerca applicata nei campi delle misure meccaniche, elettromagnetiche, acustiche e termiche, svolte anche in collaborazione con i partner metrologici europei e le imprese nazionali e internazionali.

La Struttura svolge attività di ricerca tecnologia prevalente nell’ambito degli obiettivi di “Industrial leadership” identificati in Horizon 2020 e degli obiettivi definiti nel Piano Triennale di attività 2016-20187 relativi al ruolo di Istituto Metrologico Primario nazionale.

I risultati principali ottenuti nel corso dell’anno, sono relativi a progetti INRIM per lo sviluppo dei campioni e a progetti finanziati attraverso il programma EMRP/EMPIR. Questi ultimi - rivolti alla realizzazione di strumentazione, apparecchiature e di strutture con caratteristiche di forte innovazione - sono stati condotti nei laboratori INRIM con una significativa interazione con partner metrologici e partner industriali europei.

Ricerca per l’industria

Metrologia elettromagnetica - Progetto EMPR ENG 62. Metrology for efficient and safe innovative lighting. Misure preliminari per la

determinazione della riferibilità metrologica delle sorgenti allo stato solido. Avviata la sperimentazione per la caratterizzazione di manti stradali e per la valutazione del danno da luce blu a basso illuminamento.

- Progetto EMPR IND 52. Multidimensional Reflectometry for industry. Proseguono gli esperimenti soggettivi e di caratterizzazione metrologica di materiali con proprietà di gloss e speckle diversi.

- Progetto EMRP 14IND09 MetHPM. Realizzato un setup innovativo per misure di resistenza di conduttori stampati su celle fotovoltaiche (PV). Misure preliminari su celle PV campione.

Metrologia meccanica - Progetto ENG56 DriveTrain. Nel 201è è stata completata la caratterizzazione e la taratura, con una

procedura innovariva, del nuovo campione di forma a settore di anello (Ø 1 m), con una scanalatura a profilo circolare, rappresentativo di elementi diametrali di cuscinetti. E’ stata effettuata la prima misura in assoluto all’INRIM di campioni dentati (un ingranaggio elicoidale) in vista di una CMC nel settore.

- Progetto 14IND09 MetHPM “Metrology for highly-parallel manufacturing.” INRIM coordina il WP3 dedicato allo studio di nuovi parametri per la caratterizzazione di superfici funzionali. Nel 201 si completata la progettazione (con NPL) di un sistema di supporto cinematico per camponi fino a 160 mm di lato con una prima caratterizzazione di celle PV.

- Progetto IND53 LUMINAR (Large volume metrology in industry) si è concluso a maggio, con successo. Nel 2016 si sono costruiti i prototipi di due assi di misura progettati e il loro controllo coordinato, ad implementare il concetto InPlanT. Il prototipo è stato validato presso lo stabilimento della Airbus nei pressi di Bristol (GB); i risultati sono stati soddisfacenti in particolare sulla corta distanza (45 µm contro i 50 µm obiettivo).

- Progetto EMRP-IND 05, MEPROVISC “Dynamic Mechanical Properties and Long-term Deformation Behaviour of Viscous Materials.” Studio degli effetti viscoelastici lineari e non lineari di varie tipologie di materiali polimerici e i contributi all’incertezza, utilizzando diverse tecniche sperimentali.

- Progetto EMRP SIB63 - Force traceability within the meganewton range. Si è conclusa la caratterizzazione di un dinamometro multicomponenti ad esapodo per utilizzazione come sistema build-up fino da 5 MN.

Metrologia termodinamica - Progetto 14IND04 EMPRESS ”Enhancing process efficiency through improved temperature

measurement.” Sviluppo di sensori, tecniche e capacità di misura di temperatura per l’industria manifatturiera. WP leader per le misure di temperatura superficiale: sviluppo della termometria superficiale a fosfori fino a 500 °C.

- Progetto 14IND11 HIT “Metrology for humidity at high temperatures and transient conditions.” Sviluppato un innovativo generatore campione ad alta temperatura fino a 140 °C e alta pressione fino a 6 bar. WP leader per le applicazioni industriali con dimostratori di misure statiche e dinamiche di umidità ad alta temperatura in casi studio nell’industria.

- Progetto ENV58 Meteomet 2. E’ stato sviluppato un nuovo generatore termodinamico per punti di rugiada ultrabassi (campo da – 95 °C a – 20°C) e frazioni molari inferiori a 30 nmol/mol con capacità di lavoro a pressione sub-atmosferica fino a 200 mbar assoluti. Due soli campioni al mondo con queste caratteristiche (INRIM e VTT).

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- Sviluppato un nuovo set up di misura per termometria dielettrica basata sui modi galleria di un risonatore di zaffiro con una risoluzione migliore di 50 K.

- Misure di pressione di vapore su acqua sopraffusa nell’intervallo di temperatura tra -20 °C e 0 °C che migliorano di un fattore due l’accuratezza ad oggi disponibile (pubblicate su J. Chem. Thermodyn.).

Ruolo di Istituto Metrologico Primario

Implementazione delle unità SI

- Completamento e caratterizzazione di un nuovo sistema di misura AC-DC della corrente, con estensione fino a 20 A.

- Allo scopo di ripristinare la CMC relativa alle tensioni impulsive, il laboratorio è stato impegnato nella verifica dei sistemi di misura in conformità alla più recente normativa IEC 60060-2 e alla preparazione di un confronto internazionale (EURAMET S-42) che permetterà di consolidare le capacità di misura.

- Follow-up del progetto EMRP SIB05 "Developing a practical means of disseminating the redefined kilogram." Studio del comportamento dei campioni di massa nel trasferimento aria - vuoto e in gas. Studio della correlazione tra coefficiente di assorbimento vuoto-aria e rugosità dei campioni di massa.

- Studio e caratterizzazione di un set-up di bilance di pressione per la taratura dei trasduttori di pressione tra 5 Pa e 130 kPa in modo assoluto; sviluppo di una metodologia di misura per pressioni negative tra -15 kPa e -5 Pa.

- Realizzazione di un calibro a passi virtuale interferometrico per la taratura per confronto mediante CMM. - Confronti chiave internazionali per i campioni di massa, volume, densità, rugosità, calibri a passi e

campioni diametrali. - Miglioramento ed estensione del campo di lavoro dei generatori primari di umidità fino alla temperatura

di rugiada a 95 °C e di brina a -80 °C con significativi miglioramenti di stabilità rispetto al precedente set up. Approvate nuove CMC per l’umidità relativa e la temperatura dell’aria.

- Messa a punto di tecniche chimico-fisiche (Karl-Fischer coulometrico e Evolved Water Vapour Analysis) e fisiche (gravimetria e risonanza nelle microonde) per la misura del contenuto di acqua in campioni di biomassa; partecipazione confronti internazionali pilota.

- Campione primario di pressione sonora. I risultati del confronto CCAUV.A-K5 sulla taratura da 2Hz a 10 kHz (fase da 20 Hz a 10 kHz) di microfoni campione da 1” sono stati pubblicati (Draft B) e INRIM ha confermato le sue CMC con ottimi risultati.

- Il progetto SIB 56 “Sound Power” si è concluso ed è stato validato il campione di potenza sonora. Risultati presentati a Internoise 2016. Primo ILC pilota in preparazione di un SC EURAMET.

Pubblicate nuove capacità di misura riguardanti le misure dimensionali, di temperatura e umidità. Il numero totale delle CMC gestite dalla Struttura è superiore 300, con 125 campioni disponibili e oltre 130 procedure tecniche in qualità.

Disseminazione delle unità SI

- Costruzione di una rete resistiva per il trasferimento della riferibilità della resistenza elettrica nel campo 100 GOhm -10 TOhm nell’ambito di una collaborazione NIST-INRIM. Nuove misure e caratterizzazioni sugli elementi resistivi.

- Caratterizzazione di un campione di tensione continua operante nel campo 10 V-100V da impiegare come riferimento di tensione e come campione viaggiatore per confronti nazionali e internazionali.

- Studio e caratterizzazione di un campione multiplo 1-10 k-10 V per la messa in punto strumenti multifunzione di Centri LAT di grandezze elettriche.

- Confronto di misura per multilaterale per grandezze elettriche in bassa frequenza con 5 LAT partecipanti.

- Nuovi campioni di massa che verranno utilizzati come nuovi campioni primari. - Prototipo di interferometro “double-ended” per la taratura dei blocchetti pian-paralleli corti, che non

richiede l’adesione del blocchetto ad una piatto di riferimento; nuovo set-up interferometrico differenziale per ridurre gli effetti termici.

- Prima taratura all’INRIM di un campione a ruote dentate. Obiettivo conseguire una CMC nel settore. - Realizzazione del nuovo interferometro a omodina per la stazione di taratura dei blocchetti lunghi .

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- Campione primario di pressione sonora. I risultati del confronto CCAUV.A-K5 sulla taratura da 2Hz a 10 kHz (fase da 20 Hz a 10 kHz) di microfoni campione da 1” sono stati pubblicati e INRiM ha confermato le sue CMC con ottimi risultati.

- Sviluppo di un generatore di umidità portatile per tarature in situ ad alta pressione (presentato a Tempmeko 2016) e sviluppo di un nodo di riferimento wireless per auto taratura per le grandezze temperatura e umidità di reti di sensori.

- E’ stato ripristinato e validato il punto fisso di fusione del rame (T = 1082,62 °C) in vista della presentazione di una nuova CMC.

- Completato il confronto EURAMET per la temperatura superficiale per contatto tra 50 °C e 350 °C; progettata l’estensione del campione di riferimento fino a 500 °C.

- Partecipazione al confronto organizzato dalla International Energy Agency (IEA), Programma Energy in Buildings and Communities (EBC- Annex 65) “Long-Term Performance of Super-Insulating Materials in Building Components and Systems.” Sono state eseguite in INRIM le misure di riferimento della conducibilità termica su VIP e APM.

Le unità SI sono disseminate attraverso le attività di taratura e prova rivolte ai laboratori industriali, ai Centri LAT di ACCREDIA e alle PMI. Sono stati emessi oltre 1400 certificati nel corso del 2016.

Terza missione

Attività di supporto ai laboratori di taratura e prova

Oltre all’implementazione e alla disseminazione delle unità, tra le finalità della Struttura vi è lo svolgimento delle attività di valutazione e di supporto tecnico all’accreditamento di laboratori di taratura sulla base di specifiche convenzioni, ed in collaborazione con l’ente nazionale di accreditamento, nel rispetto dei requisiti della normativa nazionale ed internazionale e degli organismi internazionali.

In convenzione con ACCREDIA, INRIM svolge la valutazione della competenza dei Centri di taratura accreditati (LAT), che continuano ad operare all’interno del Sistema Nazionale di Taratura vigente secondo la legge 273/91. Mettendo a disposizione il proprio parco ispettori ed esperti tecnici (oltre 30), consente inoltre all’organismo di accreditamento di rispondere alle richieste del mercato per quanto riguarda l’applicazione delle Direttive nel Nuovo Approccio (es. Direttiva MID) e per l’estensione del conseguimento della riferibilità metrologica in settori finora non coperti nei limiti definiti del documento ILAC-P10.

Confronti interlaboratorio (ILC)

La valutazione della competenza tecnica dei Centri di taratura che operano all’interno del Sistema Nazionale di Taratura prevede la loro partecipazione a ILC organizzati e offerti da un istituto metrologico primario o laboratorio con capacità tecniche adeguate. STALT organizza ed offre tali ILC ai laboratori accreditati o accreditandi.

Nel corso del 2016 sono stati offerti 37 ILC a cui hanno partecipato 56 aziende in 94 settori di misura, tra cui il laboratorio olandese dell’Agenzia spaziale europea.

Cooperazione in ambito internazionale

Va ricordata la partecipazione ai lavori dei comitati consultivi del CIPM (CCAUV, CCEM, CCL, CCM e CCT) e dei relativi gruppi di lavoro, dei comitati EURAMET (TC-AUV, TC-F, TCL, TC-M e TC-T); la collaborazione con organismi normativi quali ISO, IEC, CEN e CENELEC.

Numerose collaborazioni con università e istituti di ricerca europei ed internazionali. La Struttura partecipa a numerosi progetti EURAMET nei settori della meccanica, della termometria, dell’acustica e delle grandezze elettriche.

Cooperazione nazionale e supporto all’industria

Collaborazioni con atenei e centri di ricerca pubblici e privati. La Struttura ha all’attivo contratti industriali con PMI e grandi imprese, tra cui i consorzi DINTEC e ConLegno, SNAM Retegas, Thales Alenia e Ansaldo Energia; ha realizzato studi e collaborazioni nel campo dei beni culturali; partecipa con i propri esperti alle attività degli enti normatori nazionali UNI, CEI, ACAE e CTI, presiedendo alcune commissioni tecniche.

Formazione accademica e formazione tecnica

Ricercatori della Struttura sono professori a contratto titolari di corsi o di didattica complementare presso il Politecnico di Torino; inoltre, ricercatori, tecnologi e tecnici hanno svolto lezioni e seminari in corsi indirizzati ai tecnici dell’industria. Tutoraggio di studenti per lo svolgimento di stage e tesi di laurea magistrali; due studenti di dottorato svolgono l’attività di ricerca all’interno dei laboratori della Struttura.

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Campioni nazionali e di misura

Area elettrica Resistenza elettrica: resistori campione Tensione continua: sorgenti di tensione continua allo stato solido Trasferimento ac-dc: trasferitore termoelettrico ac-dc Flusso luminoso: fotocellule campione, struttura goniofotometrica Potenza ac: microcalorimetro Resistori campione Derivatori Sorgenti di tensione continua Attenuatori Lampade Sensori di potenza ac Trasferitori termici Trasformatori amperometrici Condensatori e partitori capacitivi Area meccanica Grandezza massa, unità di misura kg, Kilogrammo Prototipo Internazionale (KPI) in platino iridio copia n. 62 Grandezza forza, unità di misura N, realizzazione macchine campione di forza da 1 N a 10 MN Grandezza durezza, unità punti della scala, realizzazione durometri (scale: Rockwell, Vickers, Brinell) Grandezza pressione, unità di misura Pa, realizzazione impianto ad espansione dinamica e statica, manobarometro interferometrico, bilance di pressione. Grandezza portata in massa, unità di misura kg/s, realizzazione impianto campione Grandezza massa volumica, unità di misura kg/m3, realizzazione sfere di silicio cristallino Grandezza angolo piano, unità di misura rad, realizzazione impianto campione Grandezze dimensionali, dalla lunghezza all’area al volume, e alle caratteristiche geometriche in genere. Volume di solidi e liquidi, unità di misura m3, realizzazione campioni di volume Densità di liquidi, unità di misura kg/m3, realizzazione: campioni di densità Accelerazione di gravità locale, unità di misura m/s2, realizzazione: gravimetro assoluto trasportabile Accelerazioni dinamiche, unità di misura m/s2, realizzazione: tavole vibranti e banco di shock Portata di gas, unità mol/s, g/s L/s , realizzazione impianti campioni Campioni interferometrici per misure dimensionali di righe ottiche, anelli, tamponi, campioni a facce, diametrali, scalini e rugosità delle superfici Campioni per la nanometrologia e la metrologia a coordinate Area termodinamica Punti fissi della STI-90 per taratura di termometri a resistenza di platino campione, nel campo di temperatura da -190°C a 960°C Termometri campione per tarature di termometri a resistenza, termocoppie, termometri a liquido e catene termometriche in bagni termostatici nel campo da -90 °C a 550 °C Termometri e termocoppie campione per tarature di termocoppie in tubo termoconvettore a controllo di pressione nel campo da 450 °C a 900 °C Termocoppie campione per tarature di termocoppie in forno comparatore nel campo da 850 °C a 1100 °C Termocoppie campione per tarature di termocoppie in forno tubolare nel campo da 1064 °C a 1530 °C Scala di umidità: temperatura di brina/rugiada da –95 °C a +95 °C Scala di umidità relativa dal 5% al 95 % con temperatura dell’aria da -10 °C a 70 °C Pressione sonora reciprocità in pressione da 20 Hz a 25 KHz Potenza sonora Campione primario campo 50 Hz 5 kHz Termometri campione per tarature di termometri a resistenza, termocoppie, termometri a liquido e catene termometriche in bagni termostatici nel campo da -90 °C a 550 °C Termometri e termocoppie campione per tarature di termocoppie in tubo termoconvettore a controllo di pressione nel campo da 450 °C a 900 °C Termocoppie campione per tarature di termocoppie in forno comparatore nel campo da 850 °C a 1100 °C Termocoppie campione per tarature di termocoppie in forno tubolare nel campo da 1064 °C a 1530 °C

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Laboratori e infrastrutture di misura

Laboratorio del campione nazionale di resistenza e scala di resistenza. Laboratorio di sperimentazione si campioni e sistemi di misura di resistenza. Laboratorio del campione nazionale di tensione continua e scala di tensione. Stazione di taratura di strumenti multifunzione. Laboratorio di misura della potenza AF e parametri S. Laboratorio EMC. Laboratorio di alte tensioni e forti correnti (LATFC). Laboratorio di goniofotometria – flusso Luminoso; ripartizione dell’intensità luminosa. Laboratorio di goniospettrofotometria – caratterizzazione in riflessione e trasmissione dei materiali. Laboratorio mobile per la caratterizzazione d’impianti d'illuminazione (con collaborazione esterna). Laboratori per la stabilizzazione di laser e campioni ottici di frequenza. Laboratori per la nanometrologia, per la metrologia dei campioni lineari corti e lunghi, dei campioni circolari e della forma e per la metrologia a coordinate. Laboratori per le misure di massa e densità dei solidi. Laboratori per le misure di portate di gas, di liquido. Laboratorio di misure energetiche (mock-up) e campione di energia termica. Laboratorio Bray per i campioni primari di forza, durezza e accelerazioni. Laboratorio misure di pressione. Laboratorio termometria industriale per contatto. Laboratorio termometria superficiale e a fluorescenza. Laboratorio conducibilità termica dei materiali. Laboratorio campioni primari di umidità nei gas. Laboratorio campioni secondari di umidità e temperatura dell’aria. Laboratorio di misura di umidità nei materiali. Laboratorio campioni di pressione acustica. Camere acustiche: riverberante e semi-anecoica. Camera isolamento e camera calpestio. Laboratorio rigidità dinamica.

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Area ST1 – Metrologia elettromagnetica Responsabile: P. Capra


Personale afferente Afferenza R&S Ruolo NMITerza

missione Gestione o

coordinamentoGiuseppe Rossi ST1 0.4 0.3 0.3 Flavio Galliana ST1 0.3 0.4 0.3 Pier Paolo Capra ST1 0.3 0.3 0.3 0.1 Angelo Sardi ST1 0.3 0.2 0.2 Paolo Roccato (TD) ST1 0.1 0.2 0.7 Marco Lanzillotti ST1 0.2 0.8 Luca Roncaglione Tet ST1 0.2 0.8 Paolo Terzi ST1 0.1 0.3 0.6 Valter Giusio ST1 0.1 0.9 Giuseppe Vizio ST1 0.1 0.2 0.7 Giuseppe Lapaglia ST1 0.1 0.2 Luca Cinnirella ST1 0.1 0.2 0.7 Luciano Bellavia ST1 0.1 0.9 Fulvio Francone ST1 0.4 0.4 0.2 Roberto Cerri ST1 0.2 0.5 0.2 0.1 Associati/collaboratori Dean Jarrett (NIST) 0.2

Totale Articolazione del programma

Ricerca e Sviluppo

Progetto EMPR ENG 62. Metrology for efficient and safe innovative lighting. Misure preliminari per la determinazione della tracciabilità metrologica delle sorgenti allo stato solido. Avviata la sperimentazione per la caratterizzazione dei manti stradali e per la valutazione del danno da luce blu a bassi livelli di illuminamento.

Progetto EMPR IND 52. Multidimensional Reflectometry for industry. Proseguono gli esperimenti soggettivi e di caratterizzazione metrologica di materiali con proprietà di gloss e speckle diversi.

Progetto EMRP 14IND09 MetHPM. Setup innovativo per la misura della resistenza dei conduttori stampati sulle celle fotovoltaiche. Misure preliminari su celle campiuone test del sistema di misura.

Ingegnerizzazione e sperimentazione con pazienti di un sistema portatile per il monitoraggio di pazienti affetti da malattie neurovegetative. Il progetto è relativo a una collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Elettronica, Chimica e Ingegneria industriale dell’Università di Messina che prevede sviluppo di sensori e dispositivi elettromedicali.

Nell’ambito delle misure EMC proseguirà, in collaborazione con l'Università di Firenze, lo sviluppo di generatori campione di tensione a radiofrequenza e di campo elettromagnetico per applicazioni metrologiche.


Realizzazione, mantenimento e disseminazione

Procede la costruzione di una rete resistiva per il trasferimento della riferibilità della resistenza elettrica nel campo 100 GOhm -10 TOhm nell’ambito di una collaborazione NIST-INRIM. Nuove misure e caratterizzazioni sugli elementi resistivi.

Completato software di calcolo e gestione del sistema di mantenimento e disseminazione dell’unità di tensione continua.

Terminato e caratterizzato il campione di tensione continua operante nel campo 10 V-100V utilizzabile come riferimento di tensione di elevato livello e come campione viaggiatore per confronti nazionali-internazionali.

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Messa in servizio di un nuovo calibratore Fluke 5730 per miglioramento delle capacità operative e dei livelli di incertezza del laboratorio di taratura di strumenti elettrici programmabili.

Prosegue lo studio e la caratterizzazione del campione multiplo 1-10 k-10 V per messa in punto strumenti multifunzione di Centri LAT elettrici.

Progettazione e studio di un nuovo sistema di misura nel campo AC-DC della corrente, con estensione fino a 20 A

Test di nuovi sensori per il calorimetro utilizzato per le misure di potenza in HF di un nuovo calorimetro con l’intento di estensione delle capacità operative in frequenza oltre l’attuale limite di 26,5 GHz.

Costruito il primo prototipo di zener a 10 V in contenitore termostatato.

Il miglioramento delle capacità di prova di cortocircuito ha permesso il raggiungimento del livello di 100 kA per 1 s (220 kA di picco) nella prova di condotti sbarre e quadri elettrici di bassa tensione, soddisfando le richieste delle aziende.

Tutte le realtà afferenti al programma ST1 sono impegnate per la revisione e redazione di procedure tecniche per il continuo aggiornamento della documentazione richiesta dalle normative di riferimento in materia di qualità. Dichiarazione di CMCs sulla base delle procedure tecniche approvate.

Numero di CMC:65

Attività di revisione delle procedure tecniche.

Acquisizione e messa in servizio di un nuovo oscilloscopio ad elevata risoluzione e banda passante per ridurre i livelli di incertezza nella taratura di generatori di impulsi di alta tensione utilizzati nelle prove di compatibilità elettromagnetica.

Procedure Tecniche MRA: 28, procedure non MRA: 14.

Confronti nazionali e internazionali

Allo scopo di ripristinare la CMC relativa alle tensioni impulsive, il laboratorio è stato impegnato nella verifica dei sistemi di misura in conformità alla più recente normativa IEC 60060-2. La necessità di ripristinare la CMC è dettata dal fatto che sul territorio nazionale è presente un centro LAT. Nel 2017 il laboratorio parteciperà ad un confronto internazionale (EURAMET S-42) che permetterà di valutare e consolidare le capacità di misura

Concluso un confronto di misura per multilaterale per grandezze elettriche in bassa frequenza con 5 laboratori accreditati quali partecipanti.

Avviato confronto di misura per bilaterale per la grandezza alta Resistenza in corrente continua.


Attività e servizi conto terzi (prove, tarature, contratti industriali, attività in convenzione, supporto all’accreditamento dei laboratori, normazione tecnica)

Prove e tarature

Oltre 500 Certificati di taratura emessi; rapporti di prova INRIM, rapporti di prova LOVAG, relazioni di prova, contratti industriali con emissione di documentazione tecnica.

Supporto all’accreditamento

Prosecuzione degli ILC multilaterali su calibratore multifunzione di alta precisione – 5 Centri di taratura LAT elettrici di elevato livello e su multimetro di elevata precisione -15 LAT livello medio-alto. ILC bilaterali rispettivamente per alti valori di resistenza 1 LAT, potenza-Energia, (contatore campione), 2 LAT, ILC bilaterale ESA su Tensione, Resistenza, Capacità. Multilaterale Energia (contatori) 4 laboratori.

Supporto all’industria

Completata la caratterizzazione di un multimetro digitale mod. 8081 nell’ambito di un contratto di collaborazione con TRASMILLE (UK). Il multimetro è stato donato all’INRIM.

Contratto DINTEC, Consorzio per l’Innovazione Tecnologica

Concluso Contratto Tecno Sky

Avvio del Contratto IAM (3 anni)

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Formazione accademica

Politecnico di Torino, Corso di laurea in Ingegneria elettrica. Distribuzione ed utilizzazione dell'energia elettrica (6 h).

Formazione tecnica continua

Corso di metrologia di base e misure elettriche per l’azienda IRVING80 (VA).

Normazione

Partecipazione a comitati CEI, Commissioni UNI, Gruppo di lavoro U800003, ISO, CEN.

Public engagement (divulgazione, eventi pubblici)

Partecipazione ad eventi organizzati da associazioni del settore illuminotecnico.

Infrastrutture

Laboratorio del campione nazionale di resistenza e scala di resistenza

Laboratorio di sperimentazione si campioni e sistemi di misura di resistenza

Laboratorio del campione nazionale di tensione continua e scala di tensione

Laboratorio di misure di rapporto di tensione continua

Stazione di taratura di strumenti multifunzione

Laboratorio di misura della potenza AF e Parametri S

Laboratorio EMC

Laboratorio di Alte Tensioni e Forti Corrente (LATFC)

Laboratorio di goniofotometria – Flusso Luminoso, Ripartizione dell’intensità luminosa

Laboratoio di goniospettrofotometria – Caratteriazzazione in riflessione e trasmissione dei materiali

Laboratorio mobile per la caratterizzazione d’impianti d'illuminazione (con collaborazione esterna).

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Area ST2 – Metrologia meccanica Responsabile: A. Balsamo


Personale strutturato Afferenza R&S Ruolo NMITerza

missione Gestione o

coordinamento Roberto Bellotti ST2 0.3 0.3 0.4 Mauro Franco ST2 0.2 0.8 Gian Bartolo Picotto ST2 0.5 0.3 0.1 0.1 Marco Pometto ST2 0.1 0.3 0.6 Fabrizio Pollastri ST2 1 Astrua Milena 1 ST2 0.5 0.5 0.2 Bergoglio Mercede ST2 0.8 0.2 Stefano Pasqualin ST2 0.5 0.3 0.2(ASP) Domenico Mari ² ST2 0.2 Andrea Malengo ST2 0.4 0.3 0.3 Davide Torchio ST2 0.2 0.2 0.6 Adelina Leka ST2 0.1 0.3 0.4 0.2 (SGQ) Alessandro Germak ST2 0.5 0.3 0.2 Claudio Origlia ST2 0.1 0.3 0.3 0.3 (SGQ) Fabrizio Mazzoleni ST2 0.2 0.3 0.5 Francesco Vitiello ST2 0.1 0.9 Alessandro Schiavi ST2+ST3 0.3 0.3 0.2 Alessandro Balsamo ST2 0,44 0,08 0,36 0,12 Davide Corona ST2 0.3 0.3 0.3 0.1 (ASP) Emanuele Audrito ST2 0.45 0.25 Personale non strutturato Emanuele Biolcati (assegno) ST2 0.1 0.1 Stefano Palumbo (borsa) ST2 0.5 0.3 0.2 Andrea Egidi (assegno) ST2 0.95 0.05 Associati

Totale

1. collaborazione con programmi MF1 (70% TPE) 2. collaborazione con programmi MF1 (80% TPE) 3. collaborazione con programmi MF1 (30% TPE)


Ricerca e Sviluppo

Follow-up del progetto EMRP SIB05 "Developing a practical means of disseminating the redefined kilogram" studio del comportamento dei campioni di massa nel trasferimento aria - vuoto e in gas inerte (WP 4 Deliverable 4.3.4 e WP 2 Deliverable 2.4.2). Studio della correlazione tra coefficiente di assorbimento vuoto- aria e rugosità dei campioni di massa.

Sono stati analizzati in dettaglio i contributi di incertezza dovuti alla spinta aerostatica delle misure di massa, massa convenzionale e forza. Considerando i termini di covarianza è stata ricavata la relazione che lega l'incertezza associata al valore di massa a quella associata al valore di massa convenzionale. Tale relazione permette di valutare in modo esatto l'incertezza associata alla forza esercitata dai campioni. Un articolo è stato presentato per pubblicazione sulla rivista Metrologia.

Progetto ENG56 DriveTrain. INRIM studia metodologie di caratterizzazione della forma e finitura di geometrie complesse quali ingranaggi e sistemi di trasmissione di medie/grandi dimensioni impiegati nei generatori ad energia rinnovabile. Nel 2016 è stata effettuata la taratura del nuovo campione di forma a settore di anello (Ø 1 m), con una scanalatura a profilo circolare, rappresentativo di elementi diametrali di cuscinetti, realizzato nel 2015; la taratura ha richiesto una procedura di taratura innovativa e l’utilizzo per

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confronto di una campione di rettilineità e di due blocchetti pianparallelli. S’è inoltre effettuata la taratura di un campione d’ingranaggio elicoidale di medie dimensioni (32 denti modulo 10 mm, angolo d’elica 35° destro, altezza facce 100 mm, circa 140 kg), prima misura in assoluto all’INRIM di campioni dentati; gli ottimi risultati ottenuti preludono ad una CMC nel settore.

Progetto 14IND09 MetHPM “Metrology for highly-parallel manufacturing” avviato a maggio 2015. INRIM coordina il WP3 dedicato allo studio di nuovi parametri per la caratterizzazione di superfici funzionali, in particolare per la correlazione tra la topografia, le dimensioni critiche e le proprietà funzionali in gioco. Nel 2016 si è completata la progettazione in collaborazione con NPL di un sistema di supporto ad appoggi cinematici multipli per campioni di lato fino a 160 mm. Una prima serie di caratterizzazioni topografiche e funzionali è stata condotta su celle fotovoltaiche. Si è avviato lo studio di nuovi parametri per alcune superfici funzionali.

Nella nanometrologia delle superfici si è condotto uno studio dello scalamento della rugosità di un wafer di Si con microscopia ottico-interferometrica, microscopia AFM e profilometria a stilo (contributo a Nanoscale 2016).

Progetto EMRP SIB63 - Force traceability within the meganewton range. E’ terminata la realizzazione e cominciata la caratterizzazione di un dinamometro multicomponenti ad esapodo per utilizzazione come sistema build-up da 5 MN.

Progetto IND53 LUMINAR (Large volume metrology in industry) si è concluso a maggio, con successo. Nel 2016 si sono costruiti i prototipi di due assi di misura progettati e il loro controllo coordinato, ad implementare il concetto InPlanT. Gli assi erano rispettivamente da 1 m e 2 m, ma in grado di misurare effettivamente in 3D fino a 10 m, sebbene con limitazione di due sole coordinate misurate contenute entro un rettangolo di (1 × 2) m². Il prototipo è stato validato presso lo stabilimento della Airbus nei pressi di Bristol (GB), non già su particolari reali, ma in ambiente e condizioni reali. I risultati sono stati soddisfacenti sulla corta distanza (45 µm contro i 50 µm obbiettivo), mentre sulla lunga distanza i limiti di tempo e le condizioni ambientali estreme hanno impedito l’ottenimento di risultati altrettanto soddisfacenti. È in corso di negoziazione un contratto di ricerca industriale con un’azienda italiana costruttrice di macchine utensili di grandi dimensioni, che applicherà il concetto InPlanT (con adattamenti).

Progettazione e realizzazione di componenti tramite produzione additiva (stampa 3D) a sostengo di varie attività di ricerca.

Progetto MIUR / MEDIO CREDITO - NO FALLS DM49702 - La regressione delle capacità motorie nel III millennio, Contromisure tecnologiche innovative per la prevenzione/attenuazione delle conseguenze. Caratterizzazione di dispositivi e sensori utilizzati in medicina riabilitativa e medicina dello sport. In particolare i sistemi indagati sono costituiti da tavole basculanti e sensori posturali di posizione. Le grandezze misurate si collocano nel campo delle accelerazioni lineari e angolari, statiche e dinamiche, e nelle misure di forza.


Organismi metrologici internazionali

Partecipazione alla riunione dei Gruppi di lavoro del CCL: WG-MRA (Mutual Recognition Arrangement) e WG-N (Dimensional nanometrology). Partecipazione ai Gruppi di discussione: DG1 (Gauge blocks), DG4 (Cylindrical diameter standards), DG5 (Step gauges), DG6 (Coordinate metrology, con ruolo di moderatore), DG7 (Line scales), DG8 (Surface texture). In particolare, nel DG6 è continuato il dibattito per l’attivazione in futuro di una possibile CMC flessibile, misure lineari con CMM.

Partecipazione alla riunione annuale Euramet TC-M e alla riunione del Working group WGD-kg con presentazione del lavoro "Uncertainty evaluation for the calibration and use of balances considering buoyancy effects and correlations".

Partecipazione alla revisione della guida Euramet CG18 Rev.04 sulla taratura delle bilance pubblicata a Novembre 2015.

CCM e i relativi WG Force, Hardness e Gravimetry.

EURAMET TC-M, SC - Force e TC-AUV, SC - Acceleration and Vibration

IMEKO: delegato della Member Organization italiana (INRIM dal 1° settembre 2015, precedentemente CNR), membership dell’Advisory Borad e dei TC3 Force, TC5 Hardness e TC22 Vibration. Membership della IAG commission 2-Gravity Field e SG 2.1.1 della Sub-Commission 2.1

Realizzazione, mantenimento e disseminazione dei campioni

Progetto EMRP-IND 05, MEPROVISC- Dynamic Mechanical Properties and Long-term Deformation

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Behaviour of Viscous Materials. L’obiettivo è lo studio degli effetti viscoelastici lineari e non lineari di varie tipologie di materiali polimerici (thermoplastic, thermosetting) e i contributi all’incertezza, utilizzando diverse tecniche sperimentali, quali nano- micro-indentazione e stress-strain (in tensione e compressione).

Sono stati acquistati nuovi campioni di massa che verranno utilizzati come nuovi campioni primari.

Si è realizzato un secondo prototipo di interferometro “double-ended” per la taratura dei blocchetti pian-paralleli corti, che non richiede l’adesione del blocchetto ad una piatto di riferimento. Si è utilizzato un nuovo set-up ottico interferometrico di tipo differenziale per ridurre gli effetti termici.

Test e caratterizzazione del nuovo campione d’angolo (Rotating Encoder Angle Comparator) basato su un encoder angolare rotante.

Prima taratura all’INRIM di un campione a ruote dentate, nell’ambito del progetto DriveTrain.

Realizzazione di un set-up di bilance di pressione per la taratura dei trasduttori di pressione tra 5 Pa e 130 kPa in modo assoluto, sviluppo di una metodologia di misura per pressioni negative tra -15 kPa e -5 Pa.

Acquisiti trasduttori di pressione e loro caratterizzazione; verranno utilizzati per interconfronti con laboratori accreditati.

Realizzazione di un calibro a passi virtuale interferometrico per la taratura di calibri a passi mediante una CMM, per confronto. Caratterizzazione metrologica nel 2017.

Realizzazione del nuovo interferometro ad omodina per la stazione di taratura dei blocchetti pianparalleli lunghi (Comparatore CLP10A). Caratterizzazione metrologica nel 2017.

Attività di riferibilità interna e supporti alla ricerca mediante metrologia a coordinate.


Confronto CCM.FF-K4.1.2011 su campioni di volume da 100 mL e 20 L. Presentato draft B e rapporto finale pubblicato su metrologia, i risultati confermano le nostre CMC. INRIM con la migliore incertezza per il campione da 20 L.

Confronto CCM.M-K6.su campioni di massa da 50 kg. Presentato draft B e rapporto finale pubblicato su Metrologia, i risultati confermano le nostre CMC.

Confronto EURAMET 1031 sulla misura del volume e densità di tre campioni di silicio. Presentato draft A, i risultati confermano le nostre CMC. INRIM con le migliori incertezze per tutti e tre i campioni, si richiederà un miglioramento delle CMC.

Confronto chiave CCL-K4 sui campioni diametrali (4 anelli, 3 tamponi e 3 sfere). Data la numerosità dei campioni le misure avviate a metà Novembre si sono concluse ad inizio gennaio 2016.

Confronto chiave 2016 Euramet.L-K5 sui calibri a passi (2). Misure svolte a cavallo del 2016 e 2017.

Confronto EURAMET.L-K8.2013 sui campioni di rugosità. I risultati di cui ai draftA, B e rapporto finale circolati nell’anno confermano le nostre CMC.

Confronto EURAMET.L-K4.2005.1 sui campioni diametrali (INRIM linking laboratory). I risultati (draftA) circolati a fine 2015 confermano le ns CMC.

Progetto EUROMET 866 (Cooperation in research, pilot INRIM) sulla taratura interferometrica di trasduttori per micro/nanospostamenti. Circolata e discussa con i partner l’analisi dei risultati (draftB).

Confronto su campioni filettati (un tampone ed un anello filettati) inviati dal PTB. Esecuzione misure con la macchina di misura Moore ed il tastatore 3D SIP. A causa della sostituzione del nostro profilometro a stilo, per la misura dell’angolo del fianco e del passo si è utilizzato il profilometro a stilo del laboratorio IMAMOTER, tarato con nostri campioni. Ciò ha reso tuttavia molto più laboriosa l’analisi dei dati.

Confronto CCL-K1:2011 su blocchetti pianparalleli (misure INRIM nel 2011) è ancora in stand-by, in attesa che il pilota diffonda il draft A.

Confronto EURAMET 1041 Misura di pressione in modo relativo e assoluto, 25 kPa 200 kPa. I risultati di cui al draft B confermano le nostre CMC.

Confronto chiave EURAMET.M.G- K2 e confronto supplementare COOMET.M.G- S1 sulla misura dell’accelerazione di gravità.

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Attività e servizi conto terzi (prove, tarature, contratti industriali, attività in convenzione, supporto all’accreditamento dei laboratori, normazione tecnica)

Tarature di pesiere, campioni di densità e serbatoi campione. Tarature di blocchetti pian-paralleli corti, campioni lineari, diametrali, trasduttori lineari, campioni di rugosità, cilindri e calibri per altezze. Tarature di campioni a gradino, reticoli 1D e 2D per la nanometrologia delle superfici. Tarature di trasduttori, vacuometri e bilance di pressione. Tarature di dinamometri e accelerometri.

Supporto all’accreditamento dei Centri LAT Accredia (masse, bilance, volumi, pressione, forza, coppia, durezza, blocchetti, angoli, campioni lineari, diametrali e rugosità, campioni ad elica ed evolvente e gestione del sistema di qualità dei laboratori)

Contratto con ditta SNAM Rete Gas s.p.a “Stima dell’incertezza di taratura delle centraline CEMS”: taratura e valutazione dell'incertezza di analizzatori di CO e NOx e di gascromatografi.

Contratto con ditta Thales Alenia “Uncertainty budgets for magnetic dipole models”: stesura di una procedura per la valutazione del budget dell’incertezza per modelli di dipolo equivalenti per apparecchiature satellitari.

Contratto con ditta Hemina "Calibrated Tank" per la taratura per via gravimetrica di un serbatoio campione da 500 m3.

Assemblaggio e taratura di campioni (MARPOSS) a differenza di altezza costituiti da blocchetti pian paralleli affiancati ed in adesione su una piastrina ottica. Verifica della loro stabilità a medio termine (2-3 mesi).

Studio, realizzazione del set-up e sviluppo di un autocollimatore dedicato per la calibrazione degli accelerometri IDA (PFM e FM) usati in ISA (Italian Spring Accelerometer) per la missione BepiColombo.

Il metodo GEMIL per la compensazione di errori di geometria di macchine di misura a coordinate (sfruttamento di un brevetto di processo) è proseguita da parte dell’azienda beneficiaria, che ha realizzato l’attrezzatura di misura necessaria, ottimizzata e ingegnerizzata rispetto al prototipo iniziale, e il software di gestione e di calcolo.

Caratterizzazione di trasduttori nelll’intervallo di pressione -15 kPa e 15 kPa per verificare la loro stabilità a medio termine (2-3 mesi).

Peer review presso i laboratory di forza, coppia e durezza del CENAM e supporto all’attività di gravimetria assoluta (seminario c/o Universidad Autónoma de México - UNAM).

Peer review presso il laboratorio INRIM accelerazioni dinamiche nell’ambito del progetto EURAMET 1123.

Peer assessment di due laboratori di durezza accreditati dall’ISRAC, Israele

Partecipazione alle attività di normazione tecnica: sul piano internazionale (ISO/TC213), è stata pubblicata la ISO 1:2016 3ª edizione (task force), la ISO/DIS 14253-1 ha superato l’inchiesta internazionale DIS (task force); è proseguita il coordinamento della sintassi dei simboli utilizzati nella serie ISO 10360 mediante il linguaggio dei simboli cosiddetto G3 (ideazione e conduzione). Sul piano nazionale, è proseguita l’attività di conduzione della UNI/CT047 (presidenza e coordinamento di due suoi GL).

Supporto alla normativa (commissioni UNI e ISO) relativa alle prove meccaniche (vibrazioni, forza, durezza e superfici).


Politecnico di Torino, Corso di Statistica Sperimentale e Misure Meccaniche

Politecnico di Torino, Corso di Sistemi per l’illuminazione e per il controllo del rumore

Politecnico di Danimarca (Copenaghen, DK), Lezione nel corso Geometrical Metrology and Machine Testing.

Formazione continua

Docenza del corso "La taratura di masse, bilance e campioni di volume" per conto di ANGQ (8 ore).

Seminario divulgativo Il ruolo della misura nella robotica e nelle macchine utensili (Torino, 2016-02-16, 2 h con dimostrazione pratica) nell’ambito di In-formazione e pratica educativa della metrologia, rivolto a docenti

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della scuola dell’obbligo e superiore.

Seminario divulgativo Metrologia: a che mi serve? (Torino, 2016-11-11, 2 h) di aggiornamento professionale per conto di FOIT (Fondazione Ordine degli Ingegneri di Torino).

Gianluca De Amicis – stage curriculare Politecnico di Torino, Laurea Magistrale Ingegneria Meccanica;

Gianluca De Amicis – work experience giugno-settembre 2015 (246 ore), progetto P.O.FSE Abruzzo 2007-2013, L. Audrito, E. Luongo – Stage professionale ITIS Pinifarina – Torino su Solid modelling and rapid prototyping

Sovvenzione Globale “Più Ricerca e Innovazione”.

Corso al TÜV ITALIA sulla orma UNI CEI EN ISO/IEC 17025:2005 e l’accreditamento dei laboratori di prova

Corso di Accelerazioni dinamiche c/o iNRIM (16 ore)

Public engagement

L’Associazione CMM Club Italia ha proseguito la sua attività di trasferimento della conoscenza verso le imprese italiane, nel settore delle misurazioni a coordinate. Fra il resto, è proseguita la collana di seminari tecnici “Per-corso GPS” sul tema del GPS (Geometrical Product Specification) mediante il seminario InTeRSeC 32 Dai principi fondamentali alle dimensioni lineari: size e non, 2016-11-25, Brescia. Ad esso s’aggiunge altro seminario organizzato nel 2016, InTeRSeC 31 Misure d’ingranaggi: problemi e prospettive, 2016-04-21, Torino.

Infrastrutture Laboratori per la stabilizzazione di laser e campioni ottici di frequenza. Laboratori per la nanometrologia, per la metrologia dei campioni lineari corti e lunghi, dei campioni circolari e della forma e per la metrologia a coordinate. Laboratori per le misure di massa e densità dei solidi. Laboratori per le misure di portate di gas, di liquido. Laboratorio di misure energetiche (mock-up) e campione di energia termica. Laboratorio Bray per i campioni primari di forza, durezza e accelerazioni. Laboratorio misure di pressione.

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Area ST3 – Metrologia termodinamica Responsabile: V. Fernicola


Personale strutturato Afferenza R&S Ruolo NMITerza

missione Gestione o

coordinamento

Agostino Antonio ST3 0.1 0.7 0.2 Banfo Mauro ST3 0.2 0.3 0.5 Bertiglia Fabio ST3 0.3 0.3 0.4 Braccialarghe Giuseppe ST3 0.1 0,9 Corallo Mario ST3 1.0 Dematteis Roberto ST3+QV4 0.5 Dragone Ezio ST3 0.1 0.2 Fernicola Vito ST3 0.3 0.3 0.1 0.3 Guglielmone Claudio ST3 0.4 0.4 0.1 Iacomini Luigi ST3 0.2 0.3 0.2 0.3 (SGQ) Pavoni Belli Andrea ST3 0.1 0.5 0.4 Rosso Lucia ST3 0.5 0.5 Schiavi Alessandro ST3+ST2 0.2 Personale non strutturato Beltramino Giulio ST3 0.7 0.3 Cuccaro Rugiada ST3+QV2 0.8 Prato Andrea ST3 0.5 0.4 0.1 Smorgon Denis ST3 0.3 0.4 0.3 Tabandeh Shahin ST3 0.9 0.1 Associati Marco dell’Isola ST3 0.3 Fausto Arpino ST3 0.5

Totale


Ricerca e Sviluppo

Progetto 14IND04 EMPRESS ”Enhancing process efficiency through improved temperature measurement.” Nell’ambito di tale progetto, in cui INRIM è WP leader per le misure di temperatura superficiale, è stata sviluppata una tecnica, basata su fosfori termografici, per la misura della temperatura superficiale fino a 500 °C in situ nei processi di trattamento termico e forgiatura di leghe speciali per l’industria manifatturiera.

(Tempmeko 2016, EMPRESS: A EUROPEAN PROJECT TO ENHANCE PROCESS CONTROL THROUGH IMPROVED TEMPERATURE MEASUREMENT, J.V. Pearce, F. Edler, C.J. Elliott, L. Rosso, G. Sutton, A. Andreu, G. Machin)

Progetto 14IND11 HIT “Metrology for humidity at high temperatures and transient conditions.” Sviluppo di campioni e metodi di misura statici e dinamici per l’umidità ad alta temperatura con dimostratori e casi studio nell’industria. INRIM sviluppa un innovativo generatore ad alta temperatura fino a 140 °C e alta pressione fino a 6 bar ed è WP leader per le applicazioni industriali.

Progetto ENV58 Meteomet 2. Nell’ambito del WP1 è in corso la validazione di un innovativo generatore termodinamico per punti di rugiada ultrabassi (campo da – 95 °C a – 20°C) e frazioni molari inferiori a 30 nmol/mol con capacità di lavoro a pressione sub-atmosferica fino a 200 mbara. Inoltre è stata realizzata la camera di misura per la taratura delle radiosonde. (Tempmeko 2016, A LOW-FROST POINT GENERATOR FOR OPERATION AT SUB-ATMOSPHERIC PRESSURE, L. Rosso, R. Cuccaro, D. Smorgon, G. Beltramino, V. Fernicola)

Sviluppo di un generatore portatile per tarature in situ ad alta pressione. (Tempmeko 2016 A PORTABLE HIGH-PRESSURE HUMIDITY GENERATOR FOR IN SITU CALIBRATION, G. Beltramino, D. Smorgon, V. Fernicola)

Sviluppo di un nodo di riferimento wireless per fornire capacità di auto taratura per le grandezze temperatura e umidità alle reti di sensori (ICST 2015, “A wireless reference node to provide self-calibration capability to wireless sensors networks”)

Misure accurate di pressione di vapore su acqua sopraffusa nell’intervallo di temperatura tra -20 °C e 0 °C,

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allo scopo di sopperire all’attuale carenza di misure sperimentali e di validare i vari modelli in circolazione. Il lavoro svolto è stato oggetto di una pubblicazione su rivista internazionale (J. Chem. Thermodyn.) Sono in corso ulteriori misure con acqua pesante (D2O), nel medesimo intervallo di temperatura.

Messa a punto di tecniche chimico-fisiche (Karl-Fischer coulometrico e Evolved Water Vapour Analysis) e fisiche (gravimetria e risonanza nelle microonde) per la misura del contenuto di acqua in campioni di biomassa; partecipazione a confronti internazionali pilota.


Organismi metrologici internazionali

Partecipazione ai lavori del comitato CCAUV, del CCT-TG-GoTh (Guides on Thermometry) e del CCT-WG-Hu (Humidity).

Partecipazione ai lavori dei comitato EURAMET TC-AUV (convenor SC “Sound in air”) e TC-T (convenor SC “Humidity”)

Nell’ambito EURAMET, visita ispettiva per la peer evaluation del laboratorio spagnolo CEM, per l’acustica.

Nell’ambito EURAMET, visita ispettiva per la peer evaluation del laboratorio spagnolo CEM, per l’acustica.

Nell’ambito del progetto EURAMET P1123, i laboratori di termometria hanno ricevuto la visita per la peer evaluation con buoni risultati(14-15 dicembre 2016). Inoltre è stata svolta la visita per la peer evaluation del laboratorio spagnolo CEM, per il sistema gestione qualità (26 – 27 ottobre 2016)

Realizzazione, mantenimento e disseminazione dei campioni

Campione primario di pressione sonora. I risultati del confronto CCAUV.A-K5 sulla taratura da 2Hz a 10 kHz (fase da 20 Hz a 10 kHz) di microfoni campione da 1” sono stati pubblicati e INRiM ha confermato le sue CMC con ottimi risultati.

E’ iniziata la realizzazione della taratura con il metodo di reciprocità in campo libero dei microfoni campione.

Progetto EMRP SIB56 “Sound Power”: si è concluso con la presentazione dei risultati in una sessione dedicata dell’INTERNOISE 16 ad Amburgo. E’ stato effettuato un primo confronto interlaboratorio informale per la preparazione di un confronto EURAMET supplementary comparison

Punto fisso di fusione del rame (T = 1082,62 °C): è stato ripristinato e sono state eseguite le misure per la sua validazione, che verranno impiegati per la presentazione di una nuova CMC.

Aggiornamento e miglioramento dei campioni primari di gas umido con estensione del campo di misura della temperatura di rugiada/brina tra -80 °C e 95 °C. ((Tempmeko 2016, REVISION AND UPGRADE OF THE INRIM PRIMARY HUMIDITY STANDARD, D. Smorgon, L. Rosso, G. Beltramino, V. Fernicola).

Aggiornamento e miglioramento del campione di riferimento per la misura della temperatura superficiale fino a 500 °C. ((Tempmeko 2016, UPGRADE OF THE INRIM REFERENCE SYSTEM FOR THE CALIBRATION OF SURFACE TEMPERATURE SENSORS, L. Rosso, D. Smorgon, V. Fernicola, F. Arpino, G. Cortellessa).

Capacità di taratura e misura

Sono state pubblicate 21 nuove CMC riguardanti la taratura di termocoppie ai punti fissi (12), la taratura di igrometri per umidità relativa e misuratori della temperatura dell’aria (2), la taratura per confronto di indicatore con sonda a termocoppia (4) e la taratura di igrometri a punti di rugiada (3).

Sono state proposte 6 nuove CMC riguardanti la taratura di celle e termometri a resistenza campione al punto fisso del mercurio e nei subrange da xxxx , taratura per confronto di termocoppie a metallo nobile da 1065 °C a 1540 °C.

Sono state richieste la modifica di 9 CMC esistenti per aggiornamento del NMI service identifier (7) e la cancellazione di CMC duplicate (2).


EURAMET P1149 "Comparison of surface temperature calibrations". Concluse le misure INRIM, in attesa dei risultati finali dal coordinatore MKEH.

Il confronto EURAMET.AUV.A-K5 è concluso e il draft B è pronto. Sono stati accettati laboratori dell’area Afrimets e INRiM insieme a NPL, laboratorio pilota, provvede al link con il confronto CCAUV.A-K5 e entrambi i laboratori si sono dimostrati assai ripetibili e forniscono un link solido. EURAMET.AUV.A-S2 è stata ritardata per problemi alla dogana con il laboratorio brasiliano INMETRo. INRiM quindi eseguirà le misure nel 2016.

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EURAMET.T-TS3 “Comparison of the calibration of Pt/Pd thermocouples up to 1500 °C”. Esecuzione delle tarature ai punti fissi e per il confronto delle termocoppie platino-palladio campioni viaggiatori nel periodo febbraio-marzo 2016. In attesa dei risultati.

Comparsion EBC – ANNEX 65 “Long-Term Performance of Super-Insulating Materials in Building Components and Systems”: sono state eseguite le misure di conducibilità termica su VIP e APM materials con GHP apparatus. In attesa dei risultati.


Attività e servizi conto terzi

(prove, tarature, contratti industriali, attività in convenzione, supporto all’accreditamento, normazione tecnica)

Prove e tarature

Certificati di taratura emessi: oltre 200

L’attività di taratura in termometria ha prodotto 166 certificati di taratura per clienti esterni e interni.

L’attività di acustica ha prodotto oltre 100 certificati di taratura e rapporti di prova.

Taratura ai punti fissi della ITS-90 di termometri a resistenza campione e di termocoppie per conto terzi, principalmente campioni di prima linea dei laboratori accreditati ed emissione di 46 certificati di taratura.

Taratura per confronto di termocoppie campioni di prima linea di laboratori accreditati, termometri a resistenza industriali, termometri a liquido e catene termometriche per conto terzi, principalmente laboratori accreditati e attività interne e emissione di 90 certificati di taratura.

Taratura sensori di umidità per conto terzi, principalmente laboratori accreditati e attività interne e emissione di 30 certificati di taratura.

Taratura di fonometri,microfoni, pistonofoni e calibratori principalmente laboratori accreditati e attività interne e emissione di 86 certificati di taratura

Sono stati organizzato circuiti di confronti interlaboratorio nazionali per la grandezza acustica (2 ILC per cui sono state emesse 13 relazioni) e per le grandezze temperatura e umidità (proposti 12 ILC per cui sono state emesse 37 relazioni).

Supporto all’accreditamento

Sono state eseguite 14 valutazioni sul campo, 2 valutazioni documentali e 3 accertamenti sperimentali per la valutazione della competenza tecnica dei laboratori di taratura accreditati o in accreditamento operanti nei settori acustica e temperatura e del loro Sistema gestione qualità.

Supporto ad Accredia per la valutazione dei laboratori per l’acustica, 15 alla data del 2015. Le tarature riguardano prevalentemente i campioni di prima linea dei laboratori accreditati, ma sono presenti anche misure della potenza sonora e tarature delle sorgenti sonore di riferimento, per cui il solo INRIM ha una CMC.

Supporto tecnico per l’attività di valutazione in metrologia termica e igrometria e avvio di due ILC.

Supporto all’industria

Collaborazione con Consorzio Legno Sughero (Conlegno). Stipulato un nuovo contratto di colalborazione industriale per l’aggiornamento della specifica tecnica DOC20150915.GAS inerente la “Determinazione influenza conduzione termica dello stelo di un termometro durante trattamento termico HT secondo norma ISPM 15 FAO”. Specifica tecnica conclusa ed eseguite test su diverse tipologie di sensori di temperatura impiegati nel trattamento HT indicati da Conlegno con emissione di 3 rapporti di prova.

Contratto industriale con ANSALDO ENERGIA per la realizzazione di un “Sistema con tubo termoconvettore a controllo di pressione per la taratura di sendori di temperatura di precisione”. E’ stato concluso il collaudo del sistema in istituto e redatta la relazione tecnica. Seguirà consegna in Ansaldo.

Attività SGQ

Sono stati svolti 5 audit interni sui laboratori di acustica e termometria afferenti a ST3; sono state riesaminate 20 procedure tecniche: 1 di acustica e 19 di termometria.


Politecnico di Torino, Laurea magistrale in Mechanical Engineering, Corso “Thermal measurements and controls” (40 h)

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Politecnico di Torino, Dottorato di Metrologia, Corso “Thermal measurement and control methods” (25 h)

Tutoraggio tesi di laurea di secondo livello (tesista: Francesca Botto, relatori: Fernicola, Cuccaro, 500 h)

Training on temperature and humidity measurements, in the scope of activities of the EURAMET BOD-WGCB, tenuto presso IMBIH (Bosnia e Herzegovina)

Corso sulle misure di umidità tenuto presso Università di Lubiana (Slovenia) nell’ambito del progetto HUMEA (EMPIR 15RPT03).

Formazione continua

Corso in azienda “Taratura di Termometri industriali” presso Streamline s.r.l. (16h)

All’interno del progetto Twinning “Support for the National Accreditation Centre MOLDAC to successfully undergo the EA peer evaluation process in order to be accepted as a signoratory of the EA MLA for the selected scope”, in collaborazione con ACCREDIA, giornata di visita presso I laboratori INRIM del personale ente di accreditamento moldavo MOLDAC.

Public engagement (divulgazione, eventi pubblici)

La normazione tecnica in acustica avviene in ambito CEI CT 29-87 e soprattutto IEC CT 29 “Electroacoustics”. Nel 2015 sono state prodotte e pubblicate importanti norme IEC sui calibratori acustici (IEC 60942) e sulla taratura dei microfoni campioni e di misura per confronto in campo libero (IEC 61094 parte 8).

Normazione tecnica in ambito CEI CT65 “Misura, controllo e automazione nei processi industriali” SC 65B “Dispositivi e analizzatori di processo” e su TC 65/SC 65B/WG 5 “Measurements and control devices. Lavoro su CVD IEC 62828-3 “Reference condition and procedures for testing industrial and process measurement transmitters – Part 3: Specific procedures for temperature transmitters”.

Normazione tecnica in ambito UNI/CT 033/SC 01/ GL 04 “Ambiente”: Lavoro prEN16883 “Conservation of cultural heritage – Guidelines for improving the energy performance of historic buildings” per definizione posizione italiana.

Presentazioni a A&T2016: “capacità metrologiche del laboratorio di igrometria” e “Metrologia in temperatura per validazione di metodi di taratura attraverso confronti interlaboratorio”

Visite studenti presso i laboratori di termometria e di acustica.

Brevetti (indicare se sfruttato)

Rinnovo per estensione del brevetto INRIM sulla taratura di reti WSN.

Infrastrutture Laboratorio termometria industriale per contatto. Laboratorio termometria superficiale e a fluorescenza. Laboratorio conducibilità termica dei materiali. Laboratorio campioni primari di umidità nei gas. Laboratorio campioni secondari di umidità e temperatura dell’aria. Laboratorio di misura di umidità nei materiali. Laboratorio campioni di pressione acustica. Camere acustiche: riverberante e semi-anecoica. Camera isolamento e camera calpestio. Laboratorio rigidità dinamica.

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Supporto ai laboratori accreditati del Sistema Nazionale di TaraturaAttività in convenzione

Lo STALT ha, tra le sue finalità, anche la collaborazione con l’ Ente Italiano di accreditamento - per lo svolgimento delle attività di valutazione e di supporto tecnico all’accreditamento di laboratori di taratura sulla base di specifiche convenzioni e nel rispetto dei requisiti della normativa nazionale ed internazionale e degli organismi internazionali. Per il 2016, STALT in collaborazione con le Divisioni, ha organizzato e svolto le attività di supporto dei laboratori di taratura nel rispetto della Convenzione ACCREDIA - INRIM firmato il 14/05/2014 e dell’Accordo Integrativo della Convenzione firmato il 21/05/2015. Il contenuto della Convenzione salvaguarda il ruolo dell’INRIM nella valutazione della competenza dei Centri di taratura accreditati, che continuano ad operare all’interno del Sistema Nazionale di Taratura vigente secondo la legge 273/91. Lo STALT, mettendo a disposizione il proprio parco ispettori ed esperti tecnici, consente inoltre all’organismo di accreditamento di rispondere alle richieste del mercato per quanto riguarda l’applicazione delle Direttive nel Nuovo Approccio (ad es. Direttiva MID) e per l’estensione del conseguimento della riferibilità metrologica in settori finora non coperti nei limiti definiti del documento ILAC-P10.

Descrizione delle attività svolte nel 2016

Principali attività svolte

Collaborazione con l’Ente italiano di accreditamento in modo che ACCREDIA permanga firmatario degli accordi EA-MLA e ILAC-MRA.

Le attività del personale STALT e delle altre divisioni dell’INRIM, presente nell’elenco Ispettori/Esperti del dipartimento di taratura di ACCREDIA, svolte nel quadro della Convenzione in vigore (art.2 a, b e c), sono le seguenti:

1. attività di valutazione di carattere sia gestionale/sistemico che tecnico riguardanti l’esame documentale e le valutazioni su campo effettuate presso Centri e Laboratori di taratura, previste dai Regolamenti per i processi di accreditamento iniziale, rinnovo, sorveglianza, estensione o riduzione (110 gg-uomo).

2. gestione dei confronti interlaboratori L’INRIM si è impegnato a fornire nell’ambito delle proprie disponibilità i confronti interlaboratori richiesti, necessari per l’effettuazione delle pratiche di accreditamento, rinnovo ed estensione. Sono comprese in queste attività la messa a disposizione dei propri campioni, l’effettuazione delle loro tarature, l’elaborazione dei dati sperimentali e la redazione della relazione di confronto (8 gg-uomo).

3. supporto tecnico scientifico per consentire ad ACCREDIA un’adeguata copertura metrologica alle attività da essa svolte. Nelle attività richieste e svolte dall’INRIM sono comprese la preparazione di documenti tecnici e di linee guida, la partecipazione a gruppi di lavoro, lo sviluppo di sistemi e metodologie da utilizzare nell’ambito di accreditamento, la preparazione e la docenza a corsi di formazione, la partecipazione ad attività inerenti alla normativa nazionale ed internazionale nonché il supporto ai funzionari tecnici di ACCREDIA DT nella impostazione e gestione delle operazioni concernenti i vari processi di accreditamento (16 gg-uomo).

Risultati di particolare rilievo

I laboratori accreditati dal Dipartimento ACCREDIA-DT con supporto tecnico dell’INRIM alla fine del 2016 risultano 6 su un totale di 178 laboratori attivi.

Con il supporto tecnico dell’INRIM sono stati rinnovati 37 Centri LAT accreditati, estesi 23 Centri LAT ed effettuate 33 valutazioni su campo di sorveglianza.

Impatto dei risultati sul contesto esterno

L’accreditamento dei laboratori di taratura è uno degli scopi degli enti di accreditamento (Statuto di European cooperation for Accreditation - EA e di International Laboratory Accreditation Cooperation – ILAC, in connessione con i trattati del World Trade Organisation - WTO). E’ quindi un’attività necessaria per il sistema italiano di garanzia della qualità, al fine di consentire la libera circolazione dei certificati di taratura a livello europeo e internazionale. Perché ciò sia possibile e garantito, è necessario che ACCREDIA possa avere accesso alle competenze dell’INRIM.

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Riepilogo analitico dei risultati/prodotti (conclusi) nel 2016

Descrizione Numero Supporto ai nuovi accreditamenti 6Supporto all’estensione di scopi di accreditamento 23Supporto ai rinnovi 37Supporto alle sorveglianze 33Confronti interlaboratori bilaterali 1(*)Accertamenti sperimentali 19Confronti multi-laterali 2(**) (*) Il confronto bilaterale per Induzione Magnetica effettuato secondo la Convenzione INRIM ACCREDIA del 14/05/2014 in vigore (art. 2 b).

(**) ILC multilaterali per Temperatura di Rugiada e Pressione in liquido effettuati secondo la Convenzione INRIM - ACCREDIA del 14/05/2014 in vigore (art. 2 b).

In relazione ai confronti bilaterali e multilaterali avviati nel 2015 sulla base dell’art.2 della Convenzione INRIM-ACCREDIA e conclusi nel 2016, risultano:

Confronti di misura bilaterali conclusi nel 2016 ed effettuati secondo art.2 della Convenzione INRIM-ACCREDIA

Grandezza Numero

Misure elettriche (Induzione magnetica) 1 Totale 1

Confronti interlaboratorio multilaterali conclusi nel 2016 ed effettuati secondo art.2 della Convenzione INRIM-ACCREDIA

Grandezza N. Numero di Laboratori coinvolti Temperatura di rugiada 1 5 Pressione in liquido 1 18 Totale 2 23

Il quadro e le responsabilità degli ILC sono cambiati nel passaggio dal 2015 al 2016 a seguito della peer review di Accredia da parte di EA. Nel corso 2016 l’INRIM come fornitore dei confronti di misura ha proposto 37 confronti interlaboratorio (ILC), ha emesso 94 relazioni di ILC con la partecipazione di 56 aziende.

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Appendice 1: Struttura organizzativa dell’INRIM

Presidente: Massimo Inguscio (fino al 19 febbraio 2016), Diederik Sybolt Wiersma (dal 18 maggio 2016)

Vice Presidente: Aldo Godone (dal 20 febbraio 2016)

Consiglio di amministrazione: Massimo Inguscio (fino al 19 febbraio 2016), Diederik Sybolt Wiersma (dal 18 maggio 2016); Aldo Godone (Vice Presidente dal 20 febbraio 2016); Livio Battezzati

Consiglio scientifico: Flavio Canavero (Coordinatore); Paolo Vigo; Massimo Maria Lanza; Martin J.T. Milton; Maurizio Prato (fino al 25 maggio 2016); Marco Genovese; Paola Tiberto

Collegio dei revisori dei conti: Fino al 15 giugno 2016: Annamaria Pastore (Presidente); Augusto Gambaretti (fino al 27 gennaio 2016) e Pietro Morandini (membri effettivi); Francesco Cupolo (membro supplente fino al 27 gennaio 2016; membro effettivo dal 28 gennaio 2016) Dal 16 giugno 2016: Fabio Cantale (Presidente); Raffaele Di Giglio (membrO effettivi); Diego De Magistris (membro supplente, dal 12 settembre 2016 membro effettivo), Elisa-Leyla Al-Qaisi (membro supplente dal 12 settembre 2016)

Magistrato della Corte dei Conti, delegato al controllo sulla gestione: Carlo Greco (delegato titolare fino al 1 febbraio 2016), Carlo Mancinelli (delegato titolare dal 2 febbraio 2016); Walter Berruti (delegato sostituto dal 2 febbraio 2016)

Organismo Indipendente di Valutazione:

Paolo Pasquini

Comitato di indirizzo per la qualità:

Massimo Inguscio (fino al 19 febbraio 2016), Diederik Sybolt Wiersma (dal 18 maggio 2016); Ines Fabbro; Maria Luisa Rastello; Mauro Di Ciommo

Direzione scientifica:

Maria Luisa Rastello

Divisioni Metrologia Fisica (Giovanni Mana) Metrologia per la Qualità della Vita (Oriano Bottauscio) Nanoscienze e Materiali (Vincenzo Lacquaniti)

Servizio Tecnico per le Attività rivolte ai Laboratori di Taratura (STALT) - Innovazione e servizi metrologici:

Vito Fernicola

Direttore generale:

Ines Fabbro

Attività generali di Istituto Sistemi informatici (S. Denasi) Servizio prevenzione e protezione (Renato Actis Foglizzo) Servizio gestione qualità (M. Di Ciommo)

Unità organizzative Ufficio di diretta collaborazione del Presidente e del Direttore generale (Emanuela Del Ross) Segreteria generale (Paola Casale) Servizi patrimoniali e contabili (Daniela Zornio) Affari del personale (Rosaria Margiotta) Stipendi (Cristina Chiaberto) Relazioni esterne e Biblioteca (Elisabetta Melli) Servizi tecnici sicurezza e ambiente (Claudio Rolfo)

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Appendice 2: Progetti EMRP

Tabella 1 – Valore totale e finanziamento UE progetti EMRP (4a call) avviati nel 2013 Call

Acronimo Titolo Finanziamento totale UE (k€)

Valore totale progetto(k€)

Indu

stry

IND52 Gonio reflectometry

Multidimensional reflectometry for industry

129 301

IND53 Large volume

Tackling fundamental issues for large volume metrology in industry

239 555

IND55 Mclocks

Compact and high-performing microwave clocks for industrial and technological applications

262 609

IND56 QAIMDS

Chemical metrology tools to support the manufacture of advanced biomaterials in the medical device industry

201 468

IND63 MetAMC

Metrology for Airborne Molecular Contamination in Manufacturing Environments

98 229

SI B

road

er s

cope

SIB53 AIM QuTE

Automated Impedance Metrology extending the Quantum Toolbox for Electricity

159 369

SIB54 BIO-SITrace

Implementing traceability for biological relevant molecules and entities

87 203

SIB55 ITOC International Timescales with Optical Clocks

388 903

SIB56 SoundPwr

Realisation, dissemination, and application of the unit watt in airborne sound

87 203

SIB57 NEWSTAR

New primary standards and traceability for radiometry

195 455

SIB58 Angles Advanced angle metrology for dissemination of SI angle unit radian

128 298

SIB59 Q-Wave A quantum standard for sampled electrical measurements: dissemination of the SI volt

87 202

SIB60 Surveying

Metrology for Long Distance Surveying 129 301

SIB61 CRYSTAL

Crystalline surfaces, self assembled structures, and nano-origami for a traceable dimensional (nano)metrology

143 332

SIB63 Force Metrology

Improved Force Traceability within the Meganewton Range

183 425

SIB64 METefnet

SI metrology for moisture in materials 181 421

Ope

n ex

celle

nce

EXL01 QESOCAS

Quantum engineered states for optical clocks and atomic sensors

870 2.032

EXL02 SIQUTE

Single-Photon Sources for Quantum Technologies

189 439

EXL03 MicroPhoton

Measurement and control of single-photon microwave radiation on a chip

86 201

EXL04 SpinCal

Spintronics and spin-caloritronics in magnetic nanosystems

216 502

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Tabella 2 – Valore totale e finanziamento UE progetti EMRP (5a call) avviati nel 2014

Call Acronimo Titolo

Finanziamento

totale UE (k€)

Valore totale

progetto(k€)

Ene

rgy

ENG59 Sensor development and calibration method for inline detection of viscosity and solids content of non-Newtonian fluids

135 299

ENG60 Metrological support for LNG custody transfer and transport fuel applications

153 339

ENG62 Metrology for Efficient and Safe Innovative Lighting

90 199

ENG52 Measurement Tools for Smart Grid Stability and Supply Quality Management

199 442

ENG56 Traceable measurement of drive train components for renewable energy systems

128 284

Env

ironm

ent ENV58

MeteoMet2: metrology for land based atmospheric Essential Climate Variables

423 940

ENV56 Metrology for VOC indicators in air pollution and climate changes

133 296

ENV53 Towards a European Metrology Network/Centre for Earth Observation (EO) and Climat

135 301

Tabella 3 – Valore totale e finanziamento UE progetti EMPIR (1a call) avviati nel 2015

Call Acronimo Titolo

Finanziamento

totale UE (k€)

Valore totale

progetto(k€)

IND

US

TR

Y

14IND01 3DMetChemIT

Advanced 3D chemical metrology for innovative technologies

325 1.800

14IND03 i20 Strength‐ABLE

Metrology for length-scale engineering of materials

300 1.799

14IND04 EMPRESS

Enhancing process efficiency through improved temperature measurement

170 1.683

14IND05 MIQC2

Optical metrology for quantum enhanced secure telecommunication

312 1.583

14IND06 Pres‐to‐Vac

Industrial standards in the intermediate pressure-to-vacuum range

unfunded 1.798

14IND09 MetHPM

Metrology for highly-parallel manufacturing 170 1.608

14IND11 HIT

Metrology for humidity at high temperatures and transient conditions

200 1.502

14IND12 INNANOPART

Metrology for innovative nanoparticles unfunded 1.704

ACQ – PRO

Towards the propagation of AC Quantum Voltage Standards

34

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Tabella 4 – Valore totale e finanziamento UE progetti EMPIR (2a call) avviati nel 2016 Call

Acronimo Titolo Finanziamento totale UE (k€)

Valore totale progetto(k€)

Hea

lth

15HLT01 METVBADBUGS

Quantitative measurement and imaging of drug-uptake by bacteria with antimicrobial resistance

292 292

15HLT04 NEUROMET

Innovative measurements for improved diagnosis and management for neurodegenerative diseases

100 100

SI B

road

er s

cope

15SIB02 INK2 Implementing the new kelvin 2 153 153

15SIB03 OC18

Optical Clocks with 1E-18 uncertainty 240 2.080

15SIB04 QUADC

Waveform metrology based on spectrally pure Josephson voltages

103 103

15SIB05 OFTEN

Optical Frequency Transfer - a European Network

280 2.023

15SIB06 NANOMAG

Nano-scale traceable magnetic field measurements

300 300

Res

ear

ch

Pot

enti

al

15RPT03 HUMEA

Expansion of European research capabilities in humidity measurement

41 41

15RPT04 TRACEPQM

Traceability routes for electrical power quality measurements

49 49

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Appendice 3: Altri progetti INRIM

Tabella 5 - Progetti di ricerca UE ed internazionali (non Euramet) attivi nel 2016

Committente Argomento Finanziamento totale (k€)

Valore totale (k€)

ESA - TAS I Metrology Telescope Design for a GravitationalWave Observatory Mission (MetTel GWO)(novembre 2016, 1 anno)

30

ESA

Standard Frequency Stability Measurement

System (S-FSMS) (ottobre 2016, 8 mesi) 52 52

ESA - ESTEC Compact Optical Attitude Transfer System(COATS CCN 1) (giugno 2016, 1 anno)

34 50

EC H2020 MSCA RISE

Quantum sensors - from the lab to the field (Q-SENSE) (gennaio 2016, 4 anni)

27 945

GSA/EC Egnos-SPMS (novembre 2015, 7 anni) 121 173

ERC-EC

An ultracold gas plus one ion : advancing Quantum Simulations of in-and-out-equilibrium many-body physics (PlusOne) (maggio 2015, 5 anni)

1.496 1.496

H2020-MSCA-ITN-2014 no. 642642

Smart ELECTrodeposited Alloys for environmentally sustainable applications: from advanced protective coatings to micro/nano-robotic platforms (febbraio 2015, 4 anni)

258 3.274

ESA/TAS-I Galileo SETA Activity- MARTE (febbraio 2015, 17 mesi)

195

EC H2020 DEMETRA Demonstrator of EGNSS servicesbased on Time Reference Architecture(dicembre 2014, 2 anni)

1.177 1.177

UE-FP7 Shape-engineered Ti02 nanoparticles formetrology of functional properties: settingdesign rules from material synthesis to nanostructured devices (SetNanoMetro)(dicembre 2013, 3 anni + 4 mesi)

538 5.669

FP7-ITN-FACT Fucture Atomic Clock Technology (ottobre2013, 4 anni)

250 250

FP7 EC Marie Curie

Controlling domain wall dynamics for functional devices (WALL) (settembre 2013. 4 anni)

- 323

J.Templeton Foundation 48153

Answering to the existence of Quantum gravity (marzo 2013, 3 anni)

250 250

FP7 DRREAM

Drastically Reduced Rare Earth use inApplications of Magnetocalorics (gennaio 2013,3 anni)

285 505

NMIJ - Giappone Scientific collaboration INRIM-MIJ on Cryogenic Fixed Point Cells (2010, 6 anni)

15 15

NIM - P.R.Cina Collaboration INRIM-NIM on Cryostat and Software (2010, 6 anni)

17.5 17.5

112/120

Tabella 6 - Progetti di ricerca nazionali attivi nel 2016

Committente Argomento Finanziamento totale (k€)

Valore totale (k€)

MIUR – PRIN 2015

A new primary method of gas thermometry based upon Doppler-broadned mercury spectroscopy in the UV region (HG DOPPLER SPECTROSCOPY) (settembre 2016, 3,5 anni)

163 558

Fondazione CRT Materiali di riferimento per migliorare l'affidabilità delle terapie cellulari (STEMMREF) (gennaio 2016, 2 anni)

49 49

SIR - MIUR Ultracold atoms plus ions: new frontiers in hybrid quantum systems (ULTRACOLD PLUS) (settembre 2015, 3 anni)

481 481

Istituto Zooprofilattico Utilizzo degli insetti come fonte proteica sostenibile nei mangimi: uno studio di fattibilità (novembre 2014, 2 anni)

5,8 5,8

MIUR PRIN 2012

AQUASIM (marzo 2014, 3 anni) 146 456

IMQ Confronto di misura su apparecchi di illuminazione (ottobre 2013, 3 anni)

9 9

PRIN 2010-2011 Controllo della dinamica di magnetizzazione in nanostrutture magnetiche per applicazioni nelle tecnologie ICT (DyNanoMag) (febbraio 2013, 3 anni)

24,2 34,6

MIUR PRIN 2010-2011

Sviluppo a applicazione di nuovi materiali dosimetrici per radiazioni ionizzanti (febbraio 2013, 3 anni)

97 139

FIRB - "FUTURO IN RICERCA" Anno 2010

Sviluppo di tecniche di microfabbricazione del diamante per applicazioni nella bio-sensoristica e nella fotonica (marzo 2012, 4 anni)

357 510

MIUR /

MEDIOCREDITO

NO FALLS DM49702 - La regressione delle capacità motorie nel III millennio (febbraio 2012, 4 anni)

56 81

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Tabella 7 - Progetti di ricerca Industriali attivi nel 2016 Committente Progetto di ricerca Valore totale

(k€)

CONLEGNO Attivita' di prova secondo specifica su termometri impiegati nel trattamento termico ht del legno per imballaggio (marzo 2016, 1 anno)

20

IAM SRL Ricerca e validazione di condotti sbarre e loro accessori (aprile 2016, 3 anni)

155

MERID ELETTROMERID (gennaio 2016, 1 anno) 9

Autostrade per l’Italia ASPI – GALLERIE (settembre 2016, 1 anno e 2 mesi) 20

SNAM RETE GAS Studio ed eventuale revisione dei metodi e calcolo dell’incertezza per nuove norme EN (agosto 2016, 1 anno e 4 mesi)

60

ESA LEONARDO SPA RUBIDIUM POP ATOMIC CLOCK - Physics package (novembre 2016, 1 anno)

300

NOVASIS Nuova piattaforma sensoristica per sistemi di rilevamento smart di emissioni di gas inquinanti e tossici (NOVASENS) (aprile 2016, 1 anno)

20

BUSBAR Sviluppo e verifica di conformità alla normativa tecnica di apparecchiature assiemate di protezione e di manovra per bassa tensione (condotti sbarre BT) (aprile 2015, 1 anno)

20

HEMINA Definizione delle caratteristiche metrologiche di un campione (dicembre 2014, 2 anni)

25

FRER Sviluppo e verifica di conformità alla normativa tecnica di trasformatori di misura (giugno 2014, 2 anni)

25,5

Microplus s.r.l Contratto per la commercializzazione del software Powerfield dell’INRIM (2010, 10 anni)

on the basis of sales volume

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Appendice 4: Convenzioni con altri Istituti e Università

Contraenti Oggetto della convenzione Durata/scadenza

Cofrac - Parigi Regolamentazione della prestazione del servizio di valutatore per il Cofrac

dal 17/05/2010

Centro Nazionale della Ricerca Scientifica (CNRS), Commissariato per l’Energia Atomica e le Energie Alternative (CEA) e Laboratoire Souterrain de Modane (LSM)

Cooperazione transfrontaliera per la realizzazione del progetto “Infrastruttura a Laser Ultrastabile su Fibra Ottica per misure di frequenza di alta precisione (Link Ottico Torino-Modane)”

Ştefan Cel Mare University of Suceava – USV - (Romania)

Convenzione di collaborazione scientifica

5 anni dal 7/07/2011

Università degli Studi di Napoli Federico II Convenzione di collaborazione scientifica

5 anni dal 27/07/2011

Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. (ZAE BAYERN) -Würzburg (Germania)

Memorandum of Understanting (MoU) per regolare rapporti di cooperazione scientifica e tecnologica nel campo della termometria

5 anni dal 24/10/2011

Università degli Studi di Camerino (MC) Convenzione di collaborazione nei campi della ricerca scientifica e della formazione professionale

5 anni dal 02/03/2012

Dipartimento di Scienze della Salute dell’Università degli Studi del Piemonte Orientale “Amedeo Avogadro” - Novara

Accordo di collaborazione nell’ambito della valutazione delle condizioni di visione durante l’esecuzione delle attività cliniche riferite all’attività odontoiatrica e dell’igiene orale

5 anni dal 03/09/2012

Zhejiang Institute of Metrology of the People’s Republic of China (ZJIM) - Hangzhou

Accordo di collaborazione scientifica e tecnologica nell’ambito della termometria e della chimica

10 anni dal 12/2012

Associazione per la Certificazione delle Apparecchiature Elettriche (ACAE) - Bergamo

Convenzione di collaborazione per l’esecuzione di prove, da parte dell’INRIM e per conto dell’ACAE, su apparecchiature elettriche per uso industriale di bassa tensione)

5 anni dal 04/07/2013

Università degli Studi di Torino - Dipartimento di Matematica

Convenzione di collaborazione scientifica nel settore riguardante lo studio, la caratterizzazione, la modellizzazione metrologica e la validazione dei modelli stessi

3 anni dal 09/07/2013

Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS) - Republic of Korea

Agreement di estensione della durata del Memorandum of Understanding tra lNRIM e il KRISS

5 anni dal 02/09/2013

Seconda Università degli Studi di Napoli - Dipartimento di Ingegneria Industriale e dell'Informazione (DIII)

Convenzione di collab. scientifica nel settore finalizzato allo sviluppo di strumenti hardware e software per la misura e il monitoraggio dei parametri elettrici nelle reti di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica

5 anni dal 04/09/2013

Centro Interuniversitario Agorà Scienza - Torino

Convenzione di collaborazione per lo svolgimento di programmi di ricerca e di formazione

3 anni dal 29/07/2013

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Terna Rete Italia S.p.A. - Roma

Accordo di collaborazione per l’applicazione di metodi, processi e tecnologie di misurazione e prova nei campi di interesse comune

5 anni dal 13/11/2013

Università di Pisa, Novosibirsk State University, Novosibirsk State Technical University e Institute of Laser Physics

Convenzione di collaborazione scientifica

3 anni dal 14/01/2014

Politecnico di Torino, Camera di Commercio, Industria, Artigianato e Agricoltura di Torino (CCIAA), Laboratorio Chimico della Camera di Commercio di Torino, Consorzio per la Ricerca e l’Educazione Permanente (COREP) di Torino e Istituto “Mario Boella” di Torino

Convenzione finalizzata alla gestione del laboratorio di compatibilità elettromagnetica (LACE)

34 mesi dal 07/02/2014 (scade il

18/12/2016)

Sezione Geomagnetismo, Aeronomia e Geofisica Ambientale (Roma 2) dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV)

Accordo di collaborazione per attività di ricerca e sviluppo tecnologico per il monitoraggio in campo ambientale con particolare riferimento al settore marino

3 anni dal 05/03/2014

Scuola per Artigiani Restauratori “Maria Luisa Rossi” - Torino

Convenzione di collaborazione nell’ambito della caratterizzazione chimico-fisica (composizionale, microstrutturale, colorimetrica e spettroradiometrica) dei beni culturali

5 anni dal 05/03/2014

SOCIETA' ITALIANA DI FISICA (SIF) - Bologna

Convenzione quadro di collaborazione scientifica, nel sostegno e nel potenziamento dell’attività di formazione di laureandi, dottorandi e giovani ricercatori

3 anni dal 05/03/2014

Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) - Roma

Convenzione quadro di collaborazione scientifica nei campi della ricerca scientifica e della formazione professionale

5 anni dal 05/03/2014

CNR - Roma

Accordo quadro di collaborazione scientifica nei campi della ricerca scientifica e della formazione professionale

5 anni dal 05/03/2014

INFN - Frascati (RM)

Convenzione quadro di collaborazione scientifica nei campi della ricerca scientifica e della formazione professionale

5 anni dal 26/05/2014

National Metrology Institute of South Africa (NMISA) - Pretoria

Collaborazione scientifica nell’ambito della metrologia

5 anni dal 6/12/2014

Seconda Università degli Studi di Napoli - Dipartimento di Matematica e Fisica (DMF) - Caserta

Accordo di collaborazione nel settore concernente lo sviluppo di metodologie di spettroscopia laser ad alta risoluzione e sensibilità per la determinazione di quantità di sostanza

5 anni dal 12/06/2014

Politecnico di Torino Convenzione per l'attivazione e il funzionamento del corso di dottorato in metrologia

6 anni + 8 mesi dal 19/05/2014 (scade il

31/12/2020)

Regione Basilicata - Potenza

Prot. d'intesa per la collab. scientifica finalizzata allo sviluppo di tecnologie nel settore della metrologia e della sensoristica di precisione e alla certificaz. della relativa strumentazione

5 anni dal 10/09/2014

Istituto di Cibernetica del CNR "E. Caianiello" - Pozzuoli (NA)

Convenzione di collaborazione scientifica nei campi della ricerca scientifica e della formazione professionale

5 anni dal 03/10/2014

116/120

Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) - Braunschweig (Germany)

Accordo di collaborazione scientifica e tecnologica su “Determination of the Avogadro constant and the kilogram realisation by counting Si atoms”

4 anni dal 03/02/2015

Università degli Studi di Torino

Accordo per utilizzo di graduatorie in corso di validità in presenza di posti e di esigenze di competenze tecnico-professionali da ricoprire

1 anno dal 04/03/2015

Conferenza dei Rettori delle Università Italiane (CRUI) - Roma

Accordo per l'adesione alle trattative di acquisto dei diritti di accesso non esclusivi alle risorse bibliografiche elettroniche (riviste, banche dati, e-books) e ai relativi servizi integrati

3 anni dal 19/03/2015

Regione Toscana

Protocollo d’intesa a fini di collaborazione nell’attività di ricerca scientifica su tematiche di comune interesse

1 anno dal 31/03/2015

Slovak Institute of Metrology (SMU)

Memorandum of Understanding per regolare rapporti di collaborazione scientifica e tecnologica in ambito metrologico

5 anni dal 25/06/2015

Scuola Normale Superiore (SNS) - Pisa Convenzione di collaborazione scientifica e di formazione

4 anni dal 14/09/2015

College of Electrical Engineering and Control Science of Nanjing Tech University (NJTECH-CEECS)

Agreement di collaborazione scientifica e tecnologica in ambito metrologico su tematiche di comune interesse

5 anni dal 25/09/2015

Selex ES S.p.A. - Roma

Accordo di collaborazione scientifica e tecnologica finalizzata allo sviluppo, produzione, promozione e commercializzazione di prodotti innovativi per applicazioni spaziali e metrologia

2 anni dal 17/11/2015

National Scientific Center “Institute of Metrology” (NSC) - Kharkiv (Ucraina)

Agreement di collaborazione scientifica e tecnologica in ambito metrologico e, specificamente, al fine di avviare i confronti di misura assoluta dell’accelerazione di gravità

1 mese dal 01/12/2015

Agenzia Spaziale Italiana (ASI) - Roma

Convenzione quadro di collaborazione nell’attività di ricerca scientifica e nella formazione professionale su tematiche di comune interesse

5 anni dal 12/01/2016

Università degli Studi di Trento

Convenzione quadro di collaborazione nei campi della ricerca scientifica, delle applicazioni tecnologiche e industriali e della formazione su tematiche di comune interesse

5 anni dal 19/02/2016

Fondazione ISI

Convenzione quadro di collaborazione nei campi della ricerca scientifica, delle applicazioni tecnologiche e industriali e della formazione su tematiche di comune interesse

1 anno dal 23/02/2016

Società Italiana di Fisica (SIF) - Bologna

Convenzione operativa per l'organizzazione della scuola estiva di Varenna sulla Metrologia e le Costanti fondamentali, che si terrà a Varenna (LC) dal 26 giugno al 6 luglio 2016

1 anno e 2 mesi dal 26/04/2016

Università degli Studi di Pavia Convenzione di collaborazione scientifica nei settori di comune interesse nel campo della Chimica

5 anni dal 20/06/2016

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ENEA - Roma

Accordo di collaborazione per lo svolgimento di attività di ricerca e sviluppo nel settore delle infrastrutture di ricerca per Health & Food da effettuarsi collegialmente attraverso una Joint Research Unit (JRU) comune nazionale denominata METROFOOD-IT

5 anni dal 21/06/2016

Centro Conservazione e Restauro “La Venaria Reale” (CCR)

Convenzione di collaborazione scientifica nel campo dei beni culturali per misure iperspettrali su dipinti e sarcofagi

3 anni dal 23/06/2016

Institut za mjeriteljstvo Bosne i Hercegovine (IMBIH) -

Memorandum of Understanding per regolare rapporti di collaborazione scientifica e tecnologica in ambito metrologico e, specificamente, al fine di formare i metrologi bosniaci

5 anni dal 28/06/2016

ACCREDIA - Roma Atto di transizione 2 mesi dal 18/07/2016

Università degli Studi di Milano – Centro Interuniversitario di Magnetismo Naturale (CIMAN) - Dipartimento di Scienze della Terra "A. Desio"

Convenzione di collaborazione nei campi della ricerca scientifica e della formazione professionale nel settore di comune interesse dell’INRIM e del CIMAN concernente lo studio del magnetismo naturale nel campo della geologia e dei beni culturali e ambientali

3 anni dal 14/09/2016

Laboratoire National de Mètrologie et d’Essais (LNE) - Parigi

Accordo di collaborazione nel campo della metrologia dei fluidi al fine di costituire una struttura scientifica e un gruppo di ricerca comuni all'LNE e all'INRIM denominati "Laboratorio di Ricerca Congiunto di Metrologia dei Fluidi Evangelista Torricelli"

5 anni dal 29/09/2016

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Appendice 5: Laboratori principali

Divisione Metrologia Fisica Laboratori per la stabilizzazione di laser e campioni ottici di frequenza. Laboratorio per lnterferometria a raggi X e ottica. Laboratori per i campioni di tempo e frequenza, tra i quali il campione primario di frequenza a fontana di Cs. Camera schermata ad alta attenuazione per spettroscopia atomica e molecolare. Laboratori di radiometria e informazione quantistica.

Divisione Nano scienze e Materiali Laboratori schermati per la metrologia elettrica in bassa frequenza e per la taratura di campioni e strumenti. Laboratori per i campioni quantistici di resistenza e tensione Misure di potenza ed energia elettrica a frequenza industriale. Realizzazione e caratterizzazione di dispositivi superconduttori a film sottile. Realizzazione di nano-dispositivi e caratterizzazione ottica ed elettrica di nanodispositivi e nanomateriali. Analisi di materiali con diffrattometria a raggi X. Sistemi di microscopia a doppio fascio elettronico e ionico e per la microanalisi (Nanofacility). Preparazione di materiali magnetici per rapida solidificazione, di film sottili e di multistrati magnetici. Caratterizzazione e studio delle proprietà fisiche di materiali magnetici dolci, duri, amorfi e nanostrutturati. Laboratori e camere schermate per le misure magnetiche di alta sensibilità. Laboratori per lo studio delle proprietà di trasporto in nastri e film sottili magnetici. Laboratori per i campioni fotometrici e colorimetrici, tra i quali il campione primario di intensità luminosa. Radiometria nell’ultravioletto. Camera oscura con controllo climatico presso il laboratorio di goniofotometria. Laboratori di radiometria criogenica fino a 40 mK. Spettro-goniofotometria dei materiali.

Divisione Metrologia per la Qualità della Vita Laboratorio per la misura della potenza ultrasonora Laboratorio applicazioni ultrasuoni in medicina Laboratorio preparazioni e caratterizzazione di materiali simulatori tissutali Laboratorio dosimetria elettromagnetica Laboratorio informatico Modelli Elettromagnetici Laboratorio generazione campi magnetici di riferimento (fino a 100 kHz) Laboratorio di sonochimica e cavitazione Laboratorio di metrologia in biologia cellulare Laboratorio misure elettrochimiche Laboratorio di analisi di superfici e spettroscopia vibrazionali Laboratorio di metrologia alimentare Laboratori di Radiochimica presso il Dipartimento di Chimica Generale dell’Università di Pavia Laboratori presso il LENA (Laboratorio di Energia Nucleare Applicata) presso l’Università di Pavia Laboratorio caratterizzazione trasduttori ed attuatori elettromagnetici e magnetoelastici Laboratori di sperimentazione, taratura e misura per forti correnti e alte tensioni Laboratorio sperimentazione di schermature magnetiche fino a 100 kHz Laboratorio tunnel a vento EDDIE Laboratori per la misura di proprietà termofisiche di gas, liquidi e solidi Laboratori per l’analisi dei gas e la preparazione di miscele gassose primarie Laboratori per la misura della temperatura per contatto secondo ITS-90 (punti fissi tra 13,8 K e 1357,7 K). Laboratori per la misura della temperatura per radiazione secondo ITS-90 (da 505,078 K a 2500 K). Laboratorio per la termometria acustica primaria. Laboratorio acustica fisica

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Appendice 6: Acronimi ACAE Associazione per la Certificazione delle Apparecchiature Elettriche ACCREDIA Ente italiano di accreditamento AIDI Associazione Italiana di Illuminazione APAT Agenzia per la Protezione dell’Ambiente e per i Servizi Tecnici (ora ISPRA) ARPA Agenzia Regionale per la Prevenzione e l’Ambiente ASL Azienda Sanitaria Locale BIPM Bureau International des Poids et Mesures CCAUV Comité Consultatif de l'Acoustique, des Ultrasons et des Vibrations CCEM Comité Consultatif pour l’Electricité et le Magnetisme CCL Comité Consultatif des Longueurs CCM Comité Consultatif pour la Masse et les grandeurs apparentées CCPR Comité Consultatif de Photométrie et Radiométrie CCRI Comité Consultatif pour les étalons de mesure des Rayonnements Ionisants CCQM Comité Consultatif pour la Quantité de Matière – Métrologie en chimie CCT Comité Consultatif de Thermométrie CCTF Comité Consultatif du Temps et des Fréquences CdA Consiglio di Amministrazione CEI Comitato Elettrotecnico Italiano CEN Comitato Europeo di Normazione CENELEC Comité Européen de Normalisation Electrotechnique CGPM Conférence Générale des Poids et Mesures CIE Commission Internationale de l’Eclairage CIGRE Conférence Internationale des Grands Réseaux Electriques CIPE Comitato Interministeriale per la Programmazione Economica CIPM Comité International des Poids et Mesures CIRP International Academy for Production Engineering CMC Calibration and Measurement Capabilities CMM Coordinate Measuring Machine CNR Consiglio Nazionale delle Ricerche CRUM Centro di Riferimento di Ultrasuoni in Medicina CS Consiglio Scientifico EA European co-operation for Accreditation EFTF European Frequency and Time Forum EMRP European Metrology Research Programme ENEA Ente per le Nuove tecnologie, l’Energia e l’Ambiente ENEA-INMRI Istituto Nazionale di Metrologia delle Radiazioni Ionizzanti dell’ENEA ERANET Reti della European Research Area ESA European Space Agency EURAMET European Association of National Metrology Institutes EUROMET European Collaboration in Measurement Standards FIRB Fondo per gli Investimenti della Ricerca di Base GMEE Gruppo Misure Elettriche ed Elettroniche – Associazione italiana GPS Global Positioning System HITU High Intensity Therapy Ultrasound ICT Information and Communication Technology IEC International Electrotechnical Commission ILAC International Laboratory Accreditation Cooperation IMEKO International Measurement Confederation iMERA implementing the Metrology European Research Area IMGC Istituto di Metrologia "Gustavo Colonnetti" del CNR

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INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare IRMM Institute for Reference Materials and Measurements (Geel, Belgio) ISO International Organization for Standardization ISPRA Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (già APAT) ISS Istituto Superiore di Sanità ITS-90 International Temperature Scale 1990 ITU-R International Telecommunication Union – Radiocommunications JRP Joint research project KC Key Comparison LOVAG Low Voltage Agreement Group MESAP Meccatronica e sistemi avanzati di produzione MRA Mutual Recognition Arrangement MIUR Ministero dell’Università e della Ricerca NIST National Institute of Standards and Technology, USA NMI National Metrology Institute PMI Piccola Media Impresa PoliTo Politecnico di Torino PRIN Progetti di Ricerca di Interesse Nazionale RSPP Responsabile Servizio Prevenzione e Protezione SAL Servizio tecnico per le Attività rivolto ai Laboratori di taratura SC Supplementary Comparison SGQ Sistema di Gestione per la Qualità SI Système International d’Unités SIT Servizio di Taratura in Italia SPP Servizio prevenzione e protezione SSEEC Solid State Energy Efficient Cooling SOMMACT Self Optimising Measuring Machine Tools TPE Tempo Pieno Equivalente UE Unione Europea UNI Ente Nazionale Italiano di Unificazione / Ente Nazionale di Unificazione URSI International Union of Radio Science (Union Radio Scientifique Internationale) UTC Coordinated Universal Time

relazione consuntiva attivitÀ scientifica …...9/120 1 – inrim - compiti e missione il compito,...

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