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Area scienze di base - progetti

CNR Piano Triennale 2001 - 2003 9

2. Area Scienze di Base L’area delle Scienze di Base si può ritenere indirizzata verso la produzione di nuove conoscenze e la realizzazione di nuove metodologie. Questa classificazione, pur nella sua semplificazione, evidenzia il fatto che la ricerca di base permea indistintamente tutte le discipline scientifiche e tecnologiche, al punto che attualmente la distinzione tra essa e la ricerca tecnologica, a carattere più applicato, è molto sfumata. All’area delle Scienze di Base vengono fatti afferire i settori tradizionali di matematica, fisica e chimica, che sono presenti anche in modo più o meno diffuso in tutte le aree scientifiche. Tali settori verranno analizzati singolarmente a titolo rappresentativo dell’intera attività scientifica. 2.1 La Matematica 2.1.1 Il quadro di riferimento Allo stato attuale la matematica viene utilizzata, o sta per esserlo, in una grandissima varietà di problemi applicativi, che coprono sia aspetti di supporto alla ricerca di base nella maggioranza delle altre discipline scientifiche (Fisica, Chimica, Biologia, Medicina, Economia, Sociologia, ecc.), sia aspetti più applicativi, di supporto allo sviluppo scientifico e tecnologico, che vanno dalla progettazione industriale avanzata alla analisi delle ricadute dello sviluppo tecnologico sulla natura e sull’uomo. In tutto questo è spesso possibile individuare due livelli. Ad un primo livello, più elementare, accade spesso che l’utilizzatore (Fisico, Chimico, Ingegnere, ecc.) disponga direttamente delle competenze matematiche necessarie a trattare il problema in forma semplificata. Ad un secondo livello, laddove si rende necessaria un’analisi più approfondita, sorgono invece delle difficoltà tipiche, spesso comuni a settori di intervento applicativo anche molto lontani tra loro, che richiedono conoscenze ed esperienza specifica che si ritrovano più facilmente in ambito matematico. In alcuni settori, pur di grande importanza strategica, quello che abbiamo chiamato “primo livello” è purtroppo ridotto al minimo. Pensiamo ad esempio a parte della Medicina e della Biologia, delle Scienze ambientali, sociologiche ed umane, laddove l’uso di strumenti più propriamente scientifici è oggettivamente difficile, e comunque ad uno stadio di sviluppo tuttora embrionale. In tali settori, per limiti inevitabili di formazione degli addetti ai lavori, l’utilizzo di strumenti matematici e statistici efficaci è ancora limitato, per cui l’intervento di competenze matematiche esterne si rende necessario anche nelle fasi iniziali della simulazione. La ricerca internazionale ha negli ultimi anni fortemente assegnato un ruolo crescente ai settori più orientati alle applicazioni e allo sviluppo di metodi di

Parte 1 – Il piano scientifico


calcolo in grado di sfruttare le sempre crescenti potenzialità delle tecnologie informatiche, quali: Modellizzazione. La modellizzazione matematica, il processo di descrizione di un fenomeno in linguaggio matematico, permette di utilizzare un sofisticato, rigoroso e generale apparato concettuale per poter caratterizzare, analizzare e prevedere eventi specifici tramite algoritmi sempre più efficienti. Questo rende possibile effettuare degli “esperimenti virtuali”, trovare delle relazioni all’interno del sistema, e individuare delle incompatibilità tra teoria e realtà. Metodologie computazionali. Le metodologie computazionali sono l’aspetto nuovo della ricerca scientifica che si è aggiunto a quelli classici, sperimentazione e teoria. Calcolatori sempre più potenti e reti di interconnessione ad alta velocità, dispositivi di visualizzazione sempre più sofisticati rappresentano la base tecnologica di questo approccio. La sfida è ora quella di sviluppare modelli, solidamente fondati dal punto di vista matematico, e algoritmi altamente efficienti ed affidabili che permettano di sfruttare questi strumenti tecnologici per fornire risposte adeguate a problemi sempre più complessi in diversi settori scientifici ed applicativi. In questo contesto la complessità da governare è crescente anche perché la simulazione di sistemi di grandi dimensioni pone problemi che possono essere molto più complessi e costosi rispetto alla simulazione di sistemi di piccole dimensioni. Allo stesso modo le quantità di dati da trattare sono in continua crescita. Questo rende necessario utilizzare metodologie in grado di filtrare i dati per estrarre in modo attendibile l’informazione richiesta, sfruttando la potenza di calcolo disponibile e presentando l’ informazione in modo efficace attraverso opportuni strumenti e metodologie di visualizzazione. Metodi per il trattamento dell’incertezza. Nei vari rami della scienza e della tecnologia si presentano situazioni in cui la complessità dei fenomeni in esame è tale da non permettere l’impiego del classico punto di vista deterministico. Per affrontare queste situazioni sono stati sviluppati metodi sempre più sofisticati che utilizzano, tipicamente dopo una fase di analisi dei dati, il Calcolo delle Probabilità per definire modelli di descrizione o di previsione e quindi metodi statistici per l’inferenza su quantità incognite da valutare sulla base dei dati disponibili. In particolare ha avuto considerevole sviluppo la Teoria delle decisioni che fornisce strumenti matematici di supporto alle decisioni in condizioni di incertezza. Anche lo sviluppo di metodi per il trattamento dell’incertezza ha ricevuto notevole impulso dalla crescente disponibilità di calcolatori a basso costo, che ha spinto ad affrontare problemi di sempre maggiore complessità. Problemi a scale multiple. In sistemi complessi è possibile incontrare fenomeni su scale diverse che tuttavia giocano ruoli ugualmente importanti



e pertanto non possono essere trattati separatamente. Sistemi tipici in cui ciò si verifica sono ad esempio i problemi legati alla meteorologia e più in generale al controllo dell’ambiente, alla fluidodinamica, allo studio dei materiali compositi, alla simulazione dei dispositivi semiconduttori, all’analisi dei mercati finanziari e, in buona sostanza, alla grande maggioranza dei problemi “difficili” la cui soluzione risulta tuttora altamente problematica. Una profonda analisi matematica è necessaria per una simulazione numerica appropriata ed efficiente di tali sistemi. 2.2 Obiettivi generali e progetti specifici Come notato in precedenza, la situazione della ricerca intramurale per quanto riguarda la Matematica è di eccellenza nell’ambito della ricerca nazionale e più che soddisfacente nel riferimento internazionale per quanto riguarda la sua qualità, pur in presenza della segnalata esiguità delle risorse ad essa finora riservate. Va inoltre rilevato che in Italia manca la consapevolezza delle enormi potenzialità applicative dei vari rami della Matematica, che si accompagna peraltro ad un alto valore del rapporto costi/benefici per quanto riguarda gli investimenti e ad una grande duttilità e universalità dei metodi matematici che ne fanno uno strumento potente per quasi tutte le ricerche interdisciplinari. La possibilità di usufruire di metodologie matematiche avanzate è considerata quasi ovunque un elemento essenziale per affrontare molti dei problemi posti dallo sviluppo scientifico e tecnologico nelle sue applicazioni all’industria, all’ambiente e alla qualità della vita. Il fatto poi che lo sviluppo italiano, europeo e, in generale, dei paesi industrializzati sarà sempre più basato su prodotti di natura “non materiale” (terziario avanzato, telecomunicazioni) non può non rinforzare in prospettiva l’importanza di aumentare le competenze matematiche. È importante che il CNR, in sinergia con l’Università, contribuisca a mettere in luce l’alto potenziale applicativo della ricerca matematica, facilitando i rapporti con altre discipline accademiche e soprattutto con altri settori del mondo produttivo, economico e sociale. Del resto il CNR ha svolto un ruolo fondamentale per la matematica italiana, in particolare per quanto riguarda la ricerca in Matematica Applicata, il soddisfacimento della crescente richiesta di Matematica da parte delle applicazioni, il sostegno delle attività nei settori più di frontiera, la formazione di giovani ricercatori. Le ricerche svolte negli istituti del CNR hanno portato significativi contributi in tutti i campi di applicazione a cui ci si è di volta in volta dedicati: dalle biotecnologie ai materiali speciali, dalla combustione ai semiconduttori, dai problemi ambientali alla formazione, dal calcolo ad alte prestazioni alla diagnostica non invasiva, dalla grafica computazionale alla progettazione industriale. In particolare, l’attività



presente e futura di entrambi gli Istituti Matematici del CNR sarà rivolta, nel prossimo triennio, alle seguenti aree progettuali: Area progettuale 1_1: Modellistica differenziale e analisi numerica. Uno dei settori storicamente più rilevanti della modellizzazione matematica è sicuramente quello relativo all’uso di tecniche differenziali, in particolare in problemi derivanti dalla fluidodinamica, dalla meccanica dei solidi, dall’elettromagnetismo, dalla teoria del controllo continuo, con importanti applicazioni ai problemi ingegneristici, biomatematici e ambientali e, più recentemente, allo studio dei mercati finanziari. Un progetto specifico riguarderà la risoluzione numerica delle equazioni differenziali risultanti dalla modellizzazione sopra indicata, risoluzione che svolge in questo ambito un ruolo doppiamente fondamentale. In primo luogo, accoppiata ai dati sperimentali, costituisce uno strumento essenziale per la validazione dei vari modelli e per la determinazione dei limiti della loro applicabilità. In secondo luogo, laddove il modello può essere considerato come acquisito, la simulazione numerica è di grandissima utilità nella fase di progettazione per ottimizzare il rapporto costi/prestazioni in ambito industriale, economico, medico ed ambientale. L’uso di competenze matematiche sofisticate in problemi numerici di questo tipo è di importanza basilare. È da notare, per esempio, come il miglioramento degli algoritmi matematici abbia portato a riduzioni dei tempi di calcolo talvolta comparabili a quelle dovute alla crescita delle prestazioni dell’hardware. D’altra parte lo sviluppo di computer sempre più potenti, permettendo di affrontare problemi computazionali precedentemente ritenuti troppo onerosi e di utilizzare modelli sempre più complessi e aderenti alla realtà, rende necessario lo sviluppo di appropriati metodi matematici per sfruttare appieno le possibilità aperte dall’aumentata potenza di calcolo. In molte situazioni di immediata rilevanza applicativa, ad esempio, (previsioni meteorologiche, propagazione di inquinanti, gestione dei derivati finanziari in tempo reale, ecc.) una profonda analisi teorica deve essere posta a fondamento delle simulazioni e guidarne l’interpretazione dei risultati, specialmente ove intervengano problemi a scale multiple e fenomeni caotici e le caratteristiche proprie del problema pongano limitazioni intrinseche e difficoltà computazionali ai risultati ottenibili. Istituti coinvolti nell’area progettuale Istituto per le Applicazioni del Calcolo “Mauro Picone” - Roma – IAC Istituto di Matematica Applicata e Tecnologie Informatiche - Pavia - IMATI Relazione col PNR I progetti sopra riportati fanno riferimento al (e potranno essere parzialmente finanziati nell'ambito del) Grande Progetto-Obiettivo "Metodi



analitici e numerici avanzati" previsto dal Programma Nazionale della Ricerca nell'ambito del macro-obiettivo "Crescita competitiva sostenibile", Programmma Strategico "Tecnologie abilitanti per la società della conoscenza". Trasferimento delle conoscenze I risultati di quest’area progettuale potranno essere di grande utilità sia per il mondo produttivo (fluidodinamica, meccanica dei solidi, elettromagnetismo), sia a quello dei servizi, compreso il mondo finanziario. L’Italia presenta in quest’area un notevole ritardo, specialmente in alcune aree strategiche sia dal punto di vista teorico che applicativo. Per esempio è ancora relativamente scarso l’uso di moderni codici numerici nell’ambito dei settori di interesse produttivo (fluidodinamica, semiconduttori, elettromagnetismo, strutture). Programmi di alta formazione per le imprese, sul modello delle scuole INRIA, patrocinate da CEA e EDF in Francia, o dell’Istituto von Karman per la fluidodinamica, potrebbero essere promosse dal CNR per stimolare l’interazione con il mondo produttivo che ancora non conosce la potenzialità applicativa del settore. Area progettuale 1_2: Informatica matematica e metodologie computazionali. L’informatica matematica, le metodologie e gli strumenti computazionali sono in continua espansione grazie alla combinazione di due fattori fondamentali: la crescita della domanda e la disponibilità di tecnologie e strumenti adeguati. La domanda è orientata soprattutto verso nuove e sempre più sofisticate capacità di simulazione che permettano di modellare con crescente realismo ed affidabilità sistemi altamente complessi. Le tecnologie comprendono: mezzi di calcolo sempre più potenti, distribuiti e accessibili a basso costo attraverso le reti di comunicazione, e strumenti per l’ acquisizione dati e la restituzione grafica sempre più sofisticati. In questo contesto un problema chiave è quello del collegamento tra il modello matematico e la metodologia computazionale. In questo ambito si intende svolgere i seguenti progetti: progetto 1_2_1: modelli per l’analisi di segnali e forme; mira alla realizzazione di metodi e modelli per l’analisi e la sintesi di segnali e di forme, che studino sempre più approfonditamente le correlazioni tra modello matematico, modello computazionale e rappresentazione grafica di oggetti nei sistemi di simulazione e sperimentazione virtuale.

Istituti coinvolti nel progetto Istituto per le Applicazioni del Calcolo “Mauro Picone” - Roma – IAC Istituto di Matematica Applicata e Tecnologie Informatiche - Pavia – IMATI;



progetto 1_2_2: sviluppo di architetture di “grid computing”; il progetto mira a mettere a punto metodologie per sfruttare le enormi risorse di calcolo distribuite, utilizzando i servizi delle reti di interconnessione e per fornire all’utente finale tutta la potenza di elaborazione di cui ha bisogno in modo trasparente, secondo un modello simile al sistema di produzione e distribuzione dell’energia elettrica. Lo sviluppo di queste architetture virtuali indirizza la ricerca verso la progettazione di metodologie, di algoritmi e librerie portabili e con prestazioni efficienti in ambienti eterogenei. Istituti coinvolti nel progetto Istituto per le Applicazioni del Calcolo “Mauro Picone” - Roma – IAC Istituto di Matematica Applicata e Tecnologie Informatiche - Pavia – IMATI;

progetto 1_2_3: formazione; il progetto fa particolare riferimento alla matematica e ad altre discipline scientifiche, con l’uso di nuove tecnologie informatiche e multimediali, che favoriscano lo studio cooperativo e la condivisione di conoscenze tramite le reti di interconnessione. Metodi di analisi e simulazione qualitativa caratterizzati dallo studio di formalismi adatti a formulare modelli della dinamica di sistemi la cui conoscenza è incompleta, dall’implementazione di algoritmi per la simulazione qualitativa e/o semi-quantitativa e di algoritmi per l’interpretazione qualitativa di dati sperimentali. Integrazione di metodi qualitativi con metodi classici di identificazione di sistemi per la definizione di metodi ibridi efficienti e robusti. Istituti coinvolti nel progetto Istituto per le Applicazioni del Calcolo “Mauro Picone” - Roma – IAC Istituto di Matematica Applicata e Tecnologie Informatiche - Pavia – IMATI; Relazione col PNR Nell'ambito del Programma Nazionale della Ricerca quest'area progettuale fa riferimento al (e potrà essere parzialmente finanziata dal) Grande Progetto-Obiettivo "Metodologie, tecnologie e piattaforme per i processi critici di sviluppo, prova, manutenzione ed evoluzione del software", compreso nel Programma Strategico "Tecnologie abilitanti per la società della conoscenza", parte del macro-obiettivo "Crescita competitiva sostenibile". Trasferimento delle conoscenze I risultati dei progetti di quest’area progettuale saranno di grande interesse per tutte le strutture produttive di servizio che fanno un crescente uso del calcolo ad alte prestazioni. Area progettuale 1_3: Statistica matematica. la sempre maggiore richiesta di confronto interdisciplinare pone i ricercatori di fronte a fenomeni complessi di cui ancora non si conoscono completamente le leggi



che li governano o fenomeni che sviluppandosi su diverse scale richiedono modelli interagenti di influenza decrescente. Per tali fenomeni la trattazione attraverso modelli stocastici, pur con le inevitabili difficoltà computazionali e di formulazione teorica, permette di cogliere gli aspetti salienti e, attraverso lo sviluppo di metodi di simulazione, di proporre nuove ipotesi evolutive e verificarne la validità. La ricerca è in particolare rivolta allo sviluppo e allo studio di metodologie e alla costruzione di modelli per la descrizione di fenomeni aleatori, considerando il processo di formulazione e analisi del modello in tutte le sue varie fasi. Particolare attenzione è rivolta ad applicazioni di rilevante interesse per le scienze applicate, la società e la tecnologia. Tale caratterizzazione dell’attività del CNR è specifica all’interno della comunità scientifica nazionale, nella quale è tuttora presente nella maggior parte dei casi la storica separazione, sconosciuta in ambito internazionale, tra la matematica da un lato, e la statistica e le sue applicazioni, peraltro prevalentemente rivolte all’ambito demografico ed econometrico, dall’altro. In quest’area sono previsti i seguenti progetti, che seguono linee che corrispondono alle tendenze internazionali nel settore: progetto 1_3_1: metodi classici e bayesiani per l’analisi statistica di modelli parametrici e non parametrici; progetto 1_3_2: analisi statistica di sistemi multivariati complessi; progetto 1_3_3: analisi statistica di segnali; progetto 1_3_4: valutazione della robustezza delle procedure statistiche; progetto 1_3_5: misure di probabilità aleatorie; progetto 1_3_6: modelli probabilistici di valutazione e previsione del rischio; progetto 1_3_7: metodi computazionali; progetto 1_3_8: applicazioni in campo tecnologico, biomedico, finanziario, ambientale. È fortemente auspicabile che il CNR rafforzi il suo intervento in quest’area sfruttando la posizione di vantaggio che gli deriva dall’approccio unificato sopra delineato, dall’anticipo con cui le competenze si sono sviluppate nei suoi Istituti rispetto all’università e dalla disponibilità di significative concentrazioni di risorse. Istituti coinvolti nell’area progettuale Istituto per le Applicazioni del Calcolo “Mauro Picone” - Roma – IAC Istituto di Matematica Applicata e Tecnologie Informatiche - Pavia - IMATI; Relazione col PNR La stessa area progettuale, nell'ambito del Programma Nazionale della Ricerca, farà riferimento al (e potrà essere parzialmente finanziata dal) Grande Progetto-Obiettivo "Tecnologie e processi per la gestione della conoscenza e dell'apprendimento" compreso nel Programma Strategico "Tecnologie abilitanti per la società della conoscenza", parte del macro-obiettivo "Crescita competitiva sostenibile".



Trasferimento delle conoscenze I risultati saranno rivolti a diversi settori del mondo produttivo e dei servizi che affrontano situazioni di grande incertezza tipiche dell’attuale era tardo-industriale. Area progettuale 1_4: Matematica discreta. L’universo dei calcolatori digitali è finito e quantizzato. Si possono considerare infatti solo un numero finito di oggetti e ciascuno e rappresentato da numeri finiti. Questa ovvia constatazione ha implicazioni profonde non ancora completamente metabolizzate dai matematici. L’impostazione classica che considera l’universo reale continuo e che porta i matematici a sviluppare modelli continui che solo nello stadio finale dei processo di modellizzazione vengono discretizzati per essere rappresentati su un calcolatore ed ottenere quindi risposte quantitative può essere rovesciata: si può assumere l’universo reale discreto, governato da leggi sue proprie e l’universo continuo e le sue leggi classiche sono solo un’approssimazione adottata dai matematici per fare calcoli prima dell’avvento dei calcolatori digitali. Le resistenze di molti matematici ad adottare questo punto di vista hanno comportato che gli strumenti matematici per operare nell’universo discreto sono stati sviluppati in ambiti non matematici. La fisica, l’ingegneria, la scienza dei calcolatori in modo molto pragmatico e naturale hanno sviluppato gli strumenti adatti a risolvere i loro problemi. Gli automi cellulari o le reti neurali ad esempio sono strumenti che permettono di risolvere un enorme spettro di problemi in ambiti che vanno dalla fluidodinamica alla diagnostica medica. Si svilupperà un ampio progetto che affronti sul piano matematico questa dicotomia al fine di invertire il processo che ha portato all’allontanamento dall’ambito matematico di settori così rilevanti per le applicazioni come quelli sopra accennati. È facilmente prevedibile infatti che una maggior interazione fra i punti di vista continuo e discreto possa produrre sviluppi interessanti sia a livello metodologico che applicativo. L’ambiente interdisciplinare del CNR e certamente il più adatto a favorire questo processo, soprattutto perché in alcuni Istituti del CNR esistono già delle realtà di eccellenza il cui potenziamento porterebbe il CNR in una situazione di leadership internazionale su larga scala. Istituti coinvolti nell’area progettuale Istituto per le Applicazioni del Calcolo “Mauro Picone” - Roma – IAC Istituto di Matematica Applicata e Tecnologie Informatiche - Pavia - IMATI; Relazione col PNR I progetti sopra riportati fanno riferimento al (e potranno essere parzialmente finanziati nell'ambito del) Grande Progetto-Obiettivo "Metodi analitici e numerici avanzati" previsto dal Programma Nazionale della Ricerca nell'ambito del macro-obiettivo "Crescita competitiva sostenibile",



Programmma Strategico "Tecnologie abilitanti per la società della conoscenza". Trasferimento delle conoscenze I risultati di questo progetto rivestiranno fondamentalmente un carattere di acquisizione di conoscenze e di metodologie a carattere generale che potranno essere utilizzate su un estesissimo campo di ricerca e di applicazioni industriali o di servizio. 2.1.3 Principali collaborazioni scientifiche nazionali e internazionali • GMD (Gesellschaft fuer Mathematik und Datenverarbeitung), Germania • CWI (Centrum voor Wislunde en Informatica), Olanda • INRIA (Institut National de Recherche en Informatique et en

Automatique), Francia • ERCIM (European Research Consortium for Informatics and

Mathematics) • Fraunhofer-Institut, Germania • CNRS (Centre Nationale de la Recherche Scientifique), Francia • INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia), per quanto

riguarda lo sviluppo di modelli per l’analisi di fenomeni sismici • Istituzioni di riferimento con cui si confrontano gli istituti matematici del

CNR (tavola 7.2a) - Institute of Statistics and Decision Science, Durham, NC (USA)

• Statistics Research Associates Limited, Wellington, New Zealand 2.2 La Fisica 2.2.1 Il quadro di riferimento Non si prende qui in considerazione l’area di Fisica Nucleare e delle particelle elementari le cui attività sono coperte in Italia quasi esclusivamente dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Si considereranno qui le aree in cui il CNR è presente in modo significativo ed intende rafforzare la sua attività. Fisica del plasma. La fisica del plasma ha avuto i suoi maggiori stimoli nella ricerca sulla fusione termonucleare e nella ricerca spaziale ed astrofisica. L’attività europea è stata particolarmente di successo nell’ambito Euratom, in particolare nello studio dei plasmi a confinamento magnetico, che ha portato comunque ad una posizione preminente a livello mondiale, mantenendo una notevole diversità di esperimenti in parallelo alla costruzione del JET.



Astronomia e astrofisica. La ricerca astrofisica è ben stabilita in Europa, sia per le infrastrutture di osservazione sia nel campo della fisica spaziale. La comunità astronomica e astrofisica Europea ha una massa critica ed una produttività comparabile con quella USA, nonostante la disparità dei finanziamenti. L’astrofisica spaziale in Italia si è sviluppata principalmente per merito degli Istituti del CNR nei settori dell’astronomia X, gamma, infrarossa, millimetrica, della cosmologia, della fisica dello spazio interplanetario e della planetologia. Ciò è stato possibile grazie all’impegno nella realizzazione di esperimenti a bordo di satelliti competitivi a livello internazionale. Nell’ottico si sono sviluppati grandi telescopi, con strumentazione di piano focale, nell’ambito dei progetti dell’ESO. Nel radio, una estesa rete di radiotelescopi mantiene l’Europa allineata con gli Stati Uniti sia nello sviluppo di strumenti singoli sia nelle tecniche interferometriche. Infine, l’astrofisica teorica è ben rappresentata in Europa. Fisica della materia condensata. In campo internazionale la ricerca di base nella Fisica della materia condensata è forse tra le più diversificate e va dallo studio delle superfici ed interfacce, a quello dei semiconduttori, metalli e superconduttori, al comportamento di fluidi e solidi quantistici, al magnetismo e l’elettronica quantistica. Questa diversità risulta spesso in una competizione salutare ed ha favorito la nascita di nuove aree come, ad esempio, la nanofisica ed i sistemi mesoscopici che sono di grande interesse per il mondo industriale. L'insieme delle attività del CNR nel settore, opportunamente gestite da un Gruppo di coordinamento, potranno costituire un riferimento nazionale per le ricerche avanzate relative ai materiali e dispositivi per l'elettronica ed optoelettronica. In particolare va mantenuta la rete di collegamento fra Istituti del CNR e Aziende costruita dal recente Progetto Finalizzato MADESS. Le attività applicative che si sono sviluppate accanto alla ricerca di base si articolano anch’esse in diversi campi che vanno dalla scienza e tecnologia dei materiali, all’opto- e micro-elettronica, ai materiali magnetici innovativi, alle nanotecnologie, alla fotonica, alla sensoristica ed alla diagnostica avanzata, all’interazione campi elettromagnetici – materia vivente e alla conservazione dei beni culturali. Quei laboratori che sono riusciti ad ottenere un giusto equilibrio tra scienza di base e possibili applicazioni hanno ottenuto risultati ragguardevoli sia nell’uno che nell’altro campo. Fisica atomica, molecolare ed ottica. Le attività in Fisica atomica e molecolare raggiungono in Europa una qualità eccellente. Se la ricerca nell’area dello studio delle collisioni è diminuita, si sono aperti nuovi campi come la fisica dei cluster o gli studi di interazione tra molecole e superfici,



ed i laser sono diventati gli strumenti di indagine principali in tale area. I laser di ultima generazione con impulsi estracorti (intervalli di pochi femtosecondi) hanno aperto nuovi campi di applicazione che si espandono anche in altre discipline come la chimica e la biologia. Risultati di ricerca di base eccezionali sono stati ottenuti nella condensazione di Bose-Einstein su sistemi diversi dall’elio liquido, nei campi dei reticoli ottici e dell’interferometria atomica. La fisica atomica e molecolare ha avuto un notevole impulso anche dalle sorgenti di luce di sincrotrone di terza generazione, come ESRF ed Elettra, la cui brillanza in ampi intervalli di energia ha permesso di ottenere risoluzioni energetiche tali da poter fare spettroscopia ad un livello prima impossibile. 2.2.2 Obiettivi generali e progetti specifici Considerando il quadro di riferimento sopra citato gli Istituti del CNR intendono sviluppare programmi di ricerca che saranno organizzati in 4 grandi aree progettuali. Area progettuale 1_5: Fisica del plasma. In quest’area si svilupperanno soprattutto tre grandi progetti: progetto 1_5_1: sviluppo della macchina RFX per il confinamento magnetico del plasma in Reverse Field Pinch; progetto 1_5_2: fisica teorica e sperimentale dei plasmi confinati magneticamente e dell’impiego di onde elettromagnetiche ad alta frequenza ed alta potenza negli impianti Tokamak europei dedicati alla Fusione Termonucleare Controllata; progetto 1_5_3: studi tecnologici per applicazioni di interesse industriale dei plasmi e studi teorici e applicativi di onde elettromagnetiche in plasmi di laboratorio e d’interesse astrofisico. Una parte rilevante di tali attività si svolge all’interno del Contratto di Associazione EURATOM-ENEA-CNR. Da segnalare inoltre le attività sui plasmi connesse alla ricerca astrofisica (magnetosfera, ionosfera, spazio interstellare). Istituti coinvolti nell’area progettuale Istituto di Fisica del Plasma “Piero Caldirola” – Milano – IFP Istituto “Gas Ionizzati” – Padova – IGI (consorziato con ENEA ed Università di Padova per la gestione e lo sviluppo di RFX) Istituto per i Processi Chimico-Fisici – Pisa - IPCF.



Relazione col PNR Quest'area progettuale si inserisce nell'Azione Trasversale del Programma Nazionale della Ricerca rivolta all'internazionalizzazione del Sistema Scientifico Nazionale. Trasferimento delle conoscenze I risultati di questo progetto saranno essenziali per assicurare il progresso verso la realizzazione della fusione termonucleare controllata, la cui importanza per la risoluzione dei problemi energetici a lungo termine è universalmente riconosciuta. Area progettuale 1_6: Astrofisica. I nuovi Istituti del settore rappresentano una realtà di eccellenza nell’Astrofisica nazionale ed internazionale e si pongono come punto di riferimento delle attività sia da terra (nelle bande Radio, Millimetrico, Infrarosso, Visibile) sia dallo spazio (Planetologia, Astrofisica X e Gamma, UV, Visibile, Infrarosso, Millimetrico, Radio, Osservazioni in situ di plasmi astrofisici nel sistema solare). Il punto di forza riguarda la capacità di progettazione, realizzazione e integrazione di sistemi complessi, associati allo sviluppo di nuove tecnologie di rivelazione in tutte le bande di frequenza e, in alcuni casi significativi, al trasferimento tecnologico verso l’Industria. Occorre sottolineare la partecipazione degli Istituti del settore, con ruoli di responsabilità primaria, alla realizzazione e alla definizione dei programmi scientifici dell’ASI, di tutte le missioni dell’ESA previste nel quadro del programma spaziale europeo “Orizzonte 2000” (XMM-Newton, INTEGRAL, PLANCK, ROSETTA, CLUSTER, CASSINI, HERCHEL, BEPI COLOMBO, SOHO) e delle missioni spaziali di altre Agenzie. Nel campo della strumentazione da terra, gli Istituti del CNR gestiscono e sviluppano grandi strumentazioni radioastronomiche e partecipano ai programmi dell’European Southern Observatory (ESO) e di consorzi internazionali, come il Consorzio Europeo per il VLBI (Very Long Baseline Interpherometry) e il Consorzio italo-franco-spagnolo che gestisce THEMIS. Questa ampia attività di ricerca, competitiva sia a livello europeo che in ambito internazionale, assicura una grande visibilità all’Ente e deve essere opportunamente sostenuta anche a livello politico. Gli Istituti del settore vantano consolidate collaborazioni organiche con l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), con molti Dipartimenti Universitari, con l’INFN e con l’ENEA, soprattutto nell’ambito del Programma Nazionale Ricerche in Antartide (PNRA). In campo internazionale gli Istituti del settore collaborano con le più prestigiose Istituzioni, come ESA, ESO, NRAO, CSIRO, IVS, Max Planck, CNRS, IKI, Goddard, Marshall, JPL, RIKEN. Nel caso di istituzioni



internazionali quali ESA e ESO, l’Ente dovrà sostenere la partecipazione di suoi dipendenti agli organismi di rappresentanza scientifica della comunità. Nella fase di ristrutturazione della rete, è stato e sarà fondamentale avviare una politica di potenziamento delle risorse umane e finanziarie. Il potenziamento e il sostegno dell’Ente dovrà rivolgersi principalmente allo sviluppo delle attività a livello internazionale, mirando a: progetto 1_6_1: tecnologie spaziali; sviluppo di tecnologie spaziali in ambito internazionale con particolare riguardo alle missioni ASI ed ESA. Il CNR con questa attività intende mantenere un ruolo scientificamente dominante nel settore spaziale; progetto 1_6_2: grandi apparecchiature; potenziamento delle grandi apparecchiature radio astronomiche esistenti e sviluppo di SRT (Sardinia Radio Telescope); progetto 1_6_3: fisica cosmica; potenziamento del settore della fisica cosmica e sviluppo di strumentazione di nuova generazione per i grandi telescopi. Istituti coinvolti nell’area progettuale Istituto di Radioastronomia - Bologna − IRA; Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica - Roma − IASF; Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario - Roma − IFSI; Istituto di Scienze dell’Atmosfera e del Clima - Bologna − ISAC. Relazione col PNR Quest'area progettuale si inserisce nell'Azione Trasversale del Programma Nazionale della Ricerca rivolta all'internazionalizzazione del Sistema Scientifico Nazionale. Trasferimento delle conoscenze I risultati di queste ricerche hanno fondamentalmente il carattere di accrescimento di conoscenze sia di base sia tecnologiche che prevedibilmente si proietteranno su diversi settori di applicazione industriale nei campi dell’elettronica, delle telecomunicazioni, dei trasporti, delle osservazioni della Terra e dell’esplorazione ed utilizzo dello spazio. Area progettuale 1_7: Fisica della materia condensata. In quest’area il CNR intende sviluppare diversi progetti che possono essere così elencati: progetto 1_7_1: materiali e processi per la microelettronica; nel progresso della fotonica e dell’elettronica un ruolo essenziale è stato svolto dallo studio ed dall’ingegnerizzazione dei materiali e dallo sviluppo di tecniche di deposizione e di caratterizzazione innovative. Lo sviluppo di dispositivi innovativi é pertanto intimamente connesso sia alla disponibilità di



sofisticati materiali di base e alla loro caratterizzazione e sia alla disponibilità di tecnologie di deposizione dei film sottili metallici, dielettrici, etc necessari per realizzare architetture sempre più complesse. Se da un lato è difficile per il CNR competere nel campo dei microcircuiti integrati su larga scala,, sicuramente I suoi Istituti hanno una forte tradizione nella ricerca e sviluppo di nuovi materiali e sono in grado di soddisfare parte della domanda presente in campo applicativo, ad esempio, nella sensoristica o nella dispositivistica di interesse per la piccola e media impresa ed in cui i grandi attori industriali hanno una presenza molto limitata. Nel campo della microelettronica basata su silicio una classe di circuiti di grande interesse è rappresentata dai CMOS che hanno conosciuto negli ultimi decenni un enorme sviluppo basato su una costante tendenza alla miniaturizzazione. È opinione comune nella comunità scientifica che questa miniaturizzazione è ormai prossima al punto in cui sono necessari nuovi approcci. In quest'ambito sono stati individuati i seguenti due obiettivi: la realizzazione di memorie a nanocristalli basate su quantum dot di silicio e la realizzazione di ossidi ultrasottili, di nuovi schemi di metallizzazioni, e di giunzioni ultrascalate mediante impianto ionico ad energie sotto il keV e processi termici ultrarapidi (dallo spike anneal all'irraggiamento con laser ad eccimeri). Queste attività si svilupperanno in modo complementare con quelle di simulazione e di caratterizzazione avanzata. Nel campo dei dispositivi di potenza, il miglioramento delle prestazioni potrà essere conseguito sviluppando tecnologie su materiali innovativi a larga banda proibita. Fra questi il carburo di silicio (SiC) riscuote un notevole interesse grazie alla disponibilità di substrati cristallini, alla possibilità di usare l'ossido di silicio come dielettrico, ed alla capacità di crescere epitassie di strati drogati tipo p o n mediante deposizione chimica da fase vapore. Anche in questo campo, il CNR dispone di competenze e risorse in grado di sviluppare i processi necessari per la tecnologia basata su SiC. Si tratta di attività di ricerca che nel complesso richiedono una forte interazione tra le strutture del CNR (Istituto per la Microelettronica e i Microsistemi, Istituto per la Fotonica e la Nanotecnologie) e l'industria italiana impegnata nel settore. progetto 1_7_2: sensori e microsistemi; si tratta di un settore in forte espansione, volto allo sviluppo di sistemi multifunzionali miniaturizzati, nei quali alla tradizionale elaborazione di informazioni elettriche si affianca quella di segnali chimici, ottici, meccanici… Una problematica fondamentale è costituita dalle tecnologie di microlavorazione, che consentono la realizzazione di strutture tridimensionali e componenti meccanici con dimensioni micrometriche, in virtù delle eccellenti proprietà meccaniche del silicio e delle conoscenze maturate nell’ambito delle tecnologie microelettroniche. Il CNR è impegnato da anni in questosettore con un approccio multidisciplinare, per approfondire sia lo studio degli aspetti



chimico-fisici dei materiali e dei processi tecnologici, che lo sviluppo di modelli, la simulazione, progettazione e realizzazione di dispositivi, fino alla loro caratterizzazione ed applicazione in settori strategici, quale quello ambientale e agroalimentare, biomedicale e delle telecomunicazioni che prevedono il coinvolgimento della piccola e media impresa. progetto 1_7_3: nanotecnologie; la generale tendenza alla miniaturizzazione sempre più spinta che caratterizza lo sviluppo dell’elettronica, dell’optoelettronica, della fotonica, ma anche di settori della bioelettronica e delle biotecnologie in genere, nonché di altri settori innovativi della chimica, fisica, biologia e medicina, ha fatto nascere un interesse diffuso per le nanotecnologie, intese come l’insieme di attività per la realizzazione di sistemi e dispositivi su scala mesoscopica (da circa 100 nm in giù fino al livello molecolare) e dello sviluppo delle tecnologie necessarie per la realizzazione di sistemi miniaturizzati a partire da materiali estesi usando tecniche di micro e nanofabbricazione (approccio “top-down”). Aspetti essenziali delle nanotecnologie nell’approccio “top-down” sono lo sviluppo e l’acquisizione di tecniche litografiche avanzate per la “scrittura” di “pattern” di dimensioni sempre più ridotte e di tecniche di rimozione del materiale, che preservino il livello di risoluzione della scrittura litografica. Obiettivi generali di questo progetto sono lo sviluppo delle tecnologie per la manipolazione di materiali e strutture su scala nanometrica e il potenziamento di quelle già acquisite. In particolare, si svilupperanno tecniche di litografia a fascio elettronico, a scansione di sonda (STM, AFM), a raggi X. Si svilupperanno I processi per la realizzazione di dispositivi nanometrici (nanoelettrodi, nanogiunzioni, etc.). Si svilupperanno le tecniche di caratterizzazione con risoluzione spaziale nanometrica. progetto 1_7_4: nano e microelettronica; per quanto concerne l’elettronica, il suo impressionante sviluppo e la molteplicità delle sue applicazioni hanno fatto nascere una serie di ramificazioni nella ricerca di dispositivi innovativi tendente ad esaltarne le caratteristiche più funzionali alle applicazioni desiderate. Se da una parte ci si muove nella direzione della miniaturizzazione spinta dei componenti microelettronici e si stanno attivamente studiando dispositivi mesoscopici in cui gli effetti quantistici legati al confinamento e alla coerenza di fase delle funzioni d’onda degli elettroni svolgono un ruolo determinante, dall’altra diventano sempre più importanti settori quali l’elettronica su larga area, l’elettronica a superconduttore, i rivelatori dei vari tipi di radiazione, i rivelatori di tracce di elementi sia atomici che molecolari, i dispositivi realizzati con materiali organici. Tutte queste direzioni di sviluppo sono caratterizzate da un rilevante impegno tecnologico e, contemporaneamente, da un interesse applicativo a medio e/o breve termine. Il CNR ha una forte tradizione di ricerca e sviluppo in questi settori, pertanto, gli obiettivi generali di questo progetto sono il potenziamento



delle capacità di progettare e sviluppare dispositivi mesoscopici (quali transistori a singolo elettrone, memorie a singolo elettrone, diodi tunnel risonante,Q-bit per computazione quantistica, etc) nonchè di miniaturizzare dispositivi elettronici tradizionali come richiesto dal presente “trend” della ricerca in elettronica. progetto 1_7_5: fotonica e optoelettronica; la fotonica è il campo delle scienze e dell’ingegneria che include i fenomeni fisici e le tecnologie associate alla generazione, trasmissione, manipolazione, misura ed utilizzazione dei fotoni. Si tratta dunque di un settore molto vasto che va dalle comunicazioni ottiche, alla registrazione, lettura, e visualizzazione della informazione; dall’uso dei laser in biomedicina e nelle biotecnologie ai sistemi di lavorazione laser e di controllo ottico nell’industria manifatturiera; dai sensori ottici, ai sistemi di illuminazione e, certamente non ultime, a tutte le applicazioni scientifiche in fisica, chimica, biologia etc. Il CNR ha una forte tradizione di ricerca e sviluppo in questi settori, pertanto, gli obiettivi generali di questo progetto sono il potenziamento delle capacità di progettare e sviluppare dispositivi fotonici e optoelettronici. L’optoelettronica è un campo in forte crescita, caratterizzato da tecnologie e applicazioni fortemente innovative, e con ampie prospettive di sviluppo, legate anche alle nanotecnologie. Di particolare rilievo le attività di ricerca su fenomeni e materiali ottici, di sviluppo di sorgenti laser innovative, e di sviluppo di dispositivi attivi e passivi in ottica guidata (inclusi i sensori). La spinta verso livelli di integrazione sempre piú elevati nella tecnologia dei dispositivi microelettronici basati su silicio impone la ricerca di strategie innovative nel campo delle interconnessioni per la propagazione dei segnali. In sostituzione delle attuali interconnessioni metalliche è pensabile, in un futuro ormai prossimo, l'utilizzo di interconnesioni ottiche che consentono di ridurre drasticamente i tempi di propagazione dei segnali in circuiti integrati. La realizzazione di interconnessioni ottiche richiederà un'intensa attività di ricerca per lo sviluppo e l'integrazione in silicio delle singole componenti del circuito di trasmissione ottica: sorgente, rivelatore, guida d'onda e modulatori. Per quanto riguarda i dispositivi fotonici, un obiettivo generale è quello di realizzare componenti componenti miniaturizzati, efficienti e a basso costo, per applicazioni non solo nei sistemi di comunicazione ottiche, ma anche nella sensoristica avanzata, utilizzando vetri drogati con terre rare e strutture per cristalli fotonici. Tra le due attività di ricerca esistono forti sinergie: in particolare, le interconnessioni ottiche su silicio comportano la realizzazione sul singolo chip di microcomponenti e microsistemi ottici tipici della fotonica. In queste attività, pertanto, è previsto lo sforzo congiunto di diverse strutture.



Le attività di ricerca saranno sviluppate nell'ambito dei piani 5%, L. 95/95 e nuovi programmi del MIUR (FISR, FIRB) e sono suddivise in quattro fasi: Tecnologia di materiali e processi - Le attività riguardano i materiali semiconduttori (silicio per dispositivi optoelettronici, semiconduttori II-VI e III-V per la regione del blu-verde, semiconduttori a piccole gap per rivelatori per infrarosso e per strutture a basse dimensionalità), materiali con proprietà ottiche non lineari (sistemi compositi costituiti da nanocluster metallici e microcristalli di semiconduttore in matrici vetrose, materiali organici), materiali attivi per laser e amplificatori in guida (materiali compositi, vetri con terre rare, etc.) Tecnologie ed applicazioni dei dispositivi - Nel campo della tecnologia dei dispositivi verranno sviluppate le seguenti classi:

i. dispositivi fotonici a semiconduttori, ii. dispositivi fotonici di volume sia passivi (elementi ottici diffrattivi),

sia attivi (fibre ottiche drogate erbio, o erbio/itterbio, microlaser ad erbio/itterbio), che di memoria (vetri contenenti ioni otticamente attivi),

iii. dispositivi in ottica guidata (elementi ottici diffrattivi in fibra ottica, guide ottiche e componenti per amplificatori e laser ottici integrati in vetri drogati con terre rare)

iv. sensori ottici per la rivelazione di agenti esterni per applicazioni che vanno dal monitoraggio ambientale alle applicazioni biomediche.

Modelli e simulazione - Sviluppo di modelli di base e di algoritmi di simulazione per i fenomeni ottici non lineari e i fenomeni quantistici legati alle strutture a bassa dimensionalità. In particolare verranno simulate guide ottiche non lineari, semiconduttori nanofisici e sistemi composti da cluster. Diagnostica - Ampio uso di tecniche di caratterizzazione (strutturale, morfologica, ottica ed elettrica) dei materiali e dei dispositivi, con particolare riguardo a quelle interferometriche, olografiche e alle spettroscopie ultraveloci e sviluppo di nuove per l'attività analitica. Gli argomenti in oggetto vedranno impegnati in modo congiunto e complementare vari Istituti (IMEM, IMM, ISM, IFN, IROE) in collaborazione con unità di INFM. Le industrie coinvolte sono molteplici e con diversi interessi e strutture e sono caratterizzate da una elevatissima pervasività; infatti i dispositivi optoelettronici danno un valore aggiunto elevato a prodotti di largo consumo, quali elettrodomestici, auto, sistemi di comunicazione, sistemi per elaborazione, trasmissione e memorizzazione dell'informazione, nonché per il trattamento di materiali e per applicazioni biomediche. Il panorama è molto ampio e sono interessate pertanto sia grandi industrie anche multinazionali, sia piccole e medie imprese alcune a carattere semiartigianale per specifiche applicazioni di nicchia. Le industrie coinvolte nel settore optoelettronica sono l'Italtel ed Ericsson per le applicazioni alle comunicazioni, Agusta, Alenia, Comon, Fiat ed Olivetti per altre applicazioni. A queste si aggiungono la EL.EN. Srl, Quanta



System Srl, CISE SpA, SMA Ambiente, Officine Galileo, Ansaldo Componenti, ed imprese medio-piccole. progetto 1_7_6: superconduttività alla temperatura; le iniziative più significative nel settore in ambito nazionale saranno svolte in modo coordinato nell'ambito di un Progetto 5%, gestito dal C.N.R. e che vede la partecipazione di gruppi CNR (IMEM, IRTEC, TEMPE, ICMAT, IROE), INFM ed INSTM (9+1), industrie (Edison, Europa Metalli, CESI, Ansaldo-CRIS)) ed altri enti di ricerca (ENEA). Le attività sono raggruppate in due categorie: quelle finalizzate a scopi di immediata applicazione, comprendenti a) la progettazione, realizzazione ed ottimizzazione di magneti superconduttori a base di BiSCO, e b) la deposizione in continuo di nastri di YBCO superconduttore con tecniche Laser Pulsed Deposition e coevaporazione termica. La seconda linea di attività ha carattere più fondamentale e riguarda la realizzazione e lo studio di nuovi materiali superconduttori con proprietà intrinseche ottimizzate, i forma bulk e di strati sottili. Presso IMEM (sezioni di Parma e di Genova) esistono piani di ricerca inseriti in entrambe le linee, che vengono svolti in stretta cooperazione con le U.O. attive nel settore. Studio della dinamica reticolare mediante spettroscopia Moessbauer ed EXAFS. In particolare l’interesse è principalmente rivolto all’analisi delle anarmonicità vibrazionali sia di bassa che di alta temperatura dei vari costituenti atomici. Come ulteriore tema, saranno considerati i dispositivi superconduttori (giunzioni Josephson) per lo studio del tunneling quantistico macroscopico (MQT) (22 mesi uomo per anno da parte IFA). progetto 1_7_7: metodologie diagnostiche avanzate; in questo campo giocano un ruolo fondamentale le grandi installazioni nella neutronica e nella luce di sincrotrone. Il CNR ha realizzato diversi spettrometri per neutroni, sia presso il Rutherford Appleton Laboratory (RAL) che presso il laboratorio ILL di Grenoble, ed ha partecipato alla realizzazione della facility di luce di sincrotrone Elettra di Trieste ed ESRF di Grenoble. Tali attività sono in profonda espansione a livello internazionale ed il CNR è già pronto come promotore o primo attore nelle iniziative future a breve o lungo termine. Tra queste sottolineiamo: progetto 1_7_8: sincrotrone; acquisizione di parte del pacchetto azionario della Società Sincrotrone Trieste appartenente alla regione Friuli – Venezia Giulia; progetto 1_7_9: cristallografia; realizzazione di un laboratorio di appoggio alle attività per luce di sincrotrone nel campo della biofisica, e più specificamente per la cristallografia delle proteine;



progetto 1_7_10: raggi X; realizzazione di una sorgente di luce di sincrotrone nel campo dei raggi-X, di altissima brillanza da realizzarsi in Italia in accordo con l’INFN, l’ENEA ed altre istituzioni italiane valorizzando gli investimenti dedicati alla realizzazione di Elettra; progetto 1_7_11: neutroni; partecipazione alla realizzazione della sorgente per neutroni pulsata europea. Sulla problematica della strumentazione neutronica il coinvolgimento dell’IFA è robusto che si proiettano anche sul progetto ESS e possibili coinvolgimenti con la progettata sorgente pulsata americana (SNS). Vale la pena menzionare la Stazione Italiana ad ISIS (progetto INES) che era previsto come coda del progetto TOSCA ed è stata parzialmente finanziata nel 2001. Il CNR per le sue caratteristiche interdisciplinari si propone di svolgere un ruolo fondamentale soprattutto per la parte di realizzazione degli apparati sperimentali e per la parte di utilizzazione, coinvolgendo la componente fisica, chimica, medica e biologica dei propri istituti che, per le loro competenze, potrebbero essere gli utenti principali delle suddette iniziative. progetto 1_7_12: tecniche spettroscopiche; progetto 1_7_13: materiali funzionali; progetto 1_7_14: cibernetica; progetto 1_7_15: interazioni delle onde elettromagnetiche con la materia. Istituti coinvolti nell’area progettuale Istituto per la Microelettronica e i Microsistemi – Catania – IMM Istituto di Fotonica e Nanotecnologie – Roma – IFN Istituto di Metodologie Inorganiche e dei Plasmi – Roma - IMIP Istituto per i Processi Chimico-Fisici – Pisa - IPCF Istituto di Struttura della Materia – Roma – ISM Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati – Roma – ISMN Istituto per l’Energetica e le Interfasi – Padova – IENI Istituto dei Materiali per l’Elettronica e il Magnetismo – Parma – IMEM Istituto di Fisica Applicata “Nello Carrara” – Firenze – IFAC; Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari – Milano - ISTM. Relazione col PNR Quest'area progettuale, nell'ambito del Programma Nazionale della Ricerca, fa riferimento ai (e potrà essere parzialmente finanziata dai) Grandi Progetti-Obiettivo del Programma Strategico "Nanotecnologie, Microtecnologie, Sviluppo integrato dei Materiali" compreso nel macro-obiettivo "Crescita competitiva sostenibile; essa potrà inoltre collaborare e trarre grandi vantaggi dalla realizzazione della Grande Infrastruttura di Ricerca "Laser ultrabrillante pulsato a raggi X multiscopo.



Trasferimento delle conoscenze I risultati di queste ricerche saranno di estrema importanza per mantenere ed innalzare il livello tecnologico dell’industria italiana in campi altamente competitivi quali la microelettronica, le nanotecnologie, le metodologie diagnostiche e la creazione di nuovi materiali. Area progettuale 1_8: Fisica atomica, molecolare ed ottica. In Italia gli Istituti del CNR, da soli o in collaborazione con gruppi universitari, hanno un’attività ragguardevole in tale area, soprattutto nel campo dei laser ad impulsi ultracorti. Si possono individuare diversi progetti: progetto 1_8_1: ricerche di fisica collisionale di atomi termici e raffreddati; progetto 1_8_2: studi di effetti non lineari indotti da radiazione laser; progetto 1_8_3: spettroscopia a modulazione di frequenza mediante l’uso di laser a diodo; progetto 1_8_4: fotodesorbimento e fotoablazione; fototrattamenti di materiali; fotodeposizione, fotodesorbimento e fotoablazione; progetto 1_8_5: studio di plasmi densi; progetto 1_8_6: applicazioni delle tecnologie laser finalizzate ai beni culturali, alla biologia ed alla medicina; applicazioni delle tecnologie laser finalizzate alle microlavorazioni, ai beni culturali, alla biologia ed alla medicina. progetto 1_8_7: ricerche sui materiali e fenomeni ottici non lineari. Istituti coinvolti nell’area progettuale Istituto di Fisica Applicata “Nello Carrara” – Firenze - IFAC Istituto di Fotonica e Nanotecnologie – Roma - IFN. Relazione col PNR Questi progetti potranno dare un contributo conoscitivo e tecnologico significativo al Programma Strategico "Nanotecnologie, Microtecnologie, Sviluppo integrato dei Materiali" compreso nel macro-obiettivo "Crescita competitiva sostenibile", del Programma Nazionale della ricerca. Trasferimento delle conoscenze I risultati dei progetti di quest’area sono di grande interesse per l’industria optoelettronica, per le applicazioni diagnostiche in campo medico e per le applicazioni alla protezione dei beni culturali. 2.2.3 Principali collaborazioni scientifiche nazionali e internazionali Nel settore spaziale, le più significative collaborazioni riguardano la progettazione e realizzazione di missioni ASI, ESA e NASA. Nel campo delle missioni spaziali il CNR, in stretto collegamento con l’ASI, partecipa con ruoli di responsabilità primaria alla definizione e realizzazione dei programmi scientifici dell’ESA; collabora alla definizione e realizzazione di



missioni della NASA e contribuisce alla messa a punto di programmi bilaterali. Ad esempio le principali partecipazioni del CNR sono nelle missioni operative XMM, SOHO e CLUSTER; in fase di integrazione e test finale INTEGRAL, ROSETTA, SMART1 e MARS Express; in fase di realizzazione HERCHEL, PLANCK, SPORT, DAWN. Inoltre un contributo sostanziale del CNR è nella progettazione, conduzione e realizzazione di missioni italiane dell’ASI come BeppoSAX e la piccola missione AGILE. Per la strumentazione a terra, gli Istituti del CNR partecipano ai progetti ESO ed LBT, al Consorzio THEMIS e alla rete internazionale VLBI (JIVE) anche mediante la realizzazione del Radiotelescopio SRT. Nel campo della fisica e tecnologia dei plasmi e della fusione termonucleare controllata, il CNR partecipa al programma previsto dal contratto di Associazione EURATOM-ENEA-CNR tramite lo sviluppo del progetto RFX, le sperimentazioni sui macchinari europei Tokamak JET e su Tokamak FTU di Frascati. Collabora inoltre tramite accordi bilaterali e network con i più importanti centri mondiali per la fusione (in Germania, Danimarca, Svezia, UK, USA, Giappone e Russia). Nell’ambito della spettroscopia neutronica si prevede un rinnovo della convenzione CNR-CCLRC (UK) per il periodo 2002-2003. Questo accordo garantisce, dal 1985 l’accesso dei ricercatori italiani ad ISIS, la sorgente di neutroni impulsati più intensa al mondo, e ha permesso ai ricercatori CNR di ottenere significativi risultati scientifici grazie alla realizzazione di due apparecchiature, istallate ad ISIS, lo spettrometro PRISMA e più recentemente lo spettrometro TOSCA. Connessa con questa attività di spettroscopia di neutroni si inquadra anche la partecipazione del CNR all’organismo internazionale ESS R&D Council, un consorzio di istituzioni ed enti europei che ha lo scopo di predisporre il progetto esecutivo per la realizzazione entro il 2010. Anche per questa attività si prevede da parte dell’ente una partecipazione attiva alle fasi di predisposizione del progetto per quanto riguarda le attività di ricerca e sviluppo delle apparecchiature previste per la spettroscopia di neutroni. 2.3 La Chimica 2.3.1 Il quadro di riferimento La chimica è una disciplina che è presente in modo significativo in tutte le altre aree scientifiche ma che si caratterizza particolarmente, ed in modo sempre più crescente, nella progettazione, sintesi e caratterizzazione di nuovi prodotti per applicazioni nei campi dei processi industriali chimici, dei sistemi molecolari e supramolecolari, dei sistemi biologici e delle sostanze naturali, dei nanosistemi e delle nanotecnologie chimiche, dei sistemi



macromolecolari finalizzate al miglioramento della qualità e dello standard materiale di vita. Tali applicazioni coprono pertanto un ampio spettro di interessi che va dai prodotti dotati di attività catalitica in processi industriali e ambientali, dai materiali molecolari e nanodimensionali con proprietà funzionali ottiche, elettriche o magnetiche per lo sviluppo trattamento o trasferimento delle informazioni, dai materiali per sensori, per l’energetica e per applicazioni biologiche, dai composti macromolecolari sino ai materiali strutturali massivi o di rivestimento e ai prodotti e processi per applicazioni nel campo della conservazione e restauro dei beni culturali, ai prodotti ad attività biologica quali farmaci e biosensori, ai prodotti per il trattamento e la conservazione degli alimenti. L’accrescimento delle conoscenze e delle tecnologie chimiche è attualmente sottolineato dallo sviluppo nelle sotto elencate attività principali fondamentali. La progettazione e la sintesi chimica. La più importante caratteristica della chimica è la sua capacità di creare nuove sostanze, progettate ad hoc per finalità specifiche di tipo teorico o applicativo, aventi proprietà volute o, a volte, inattese. Particolarmente sostenute sono le tecnologie avanzate volte allo studio di metodologie di sintesi di composti per applicazioni in campo farmaceutico, agroalimentare e degli intermedi. La reattività molecolare e la catalisi. Vi è nel mondo una decisa evoluzione delle ricerche dalla catalisi per la chimica fine o degli intermedi (in cui prevale il Giappone e l’Europa è debole) verso il controllo di emissione e la catalisi in spazi confinati, in cui USA e Giappone hanno acquisito un buon margine di vantaggio. Anche nella cosiddetta chimica primaria, che è posizionata sempre più nei paesi in via di sviluppo, la attività di ricerca dei Paesi più industrializzati è legata ad innovativi risultati in catalisi e nei settori affini. I sistemi nanodimensionali e i materiali funzionali. Le ricerche di molecular manufacturing e molecular engineering costituiscono oggi i temi di frontiera delle nanotecnologie e sono oggi il punto di forza della chimica mondiale. L’Europa è certamente in grado di competere efficacemente con gli USA, che detengono una solida leadership nel campo, nella realizzazione di nanosistemi (cluster, fili molecolari, superfici e strati sottili), di nanocompositi, di nanosistemi ibridi organici-inorganici e di materiali nanostrutturati. I sistemi supramolecolari e collettivamente organizzati. La ricerca nella chimica supramolecolare e dei sistemi collettivamente organizzati vede l’Europa ancora in grande vantaggio in settori molto coltivati quali la sintesi mirata per sistemi molecolari capaci di autoassemblarsi, riconoscersi, ecc., aventi proprietà ottiche, di magnetismo molecolare, di sensori e



biosensori, nonché dotate di elevatissima selettività per la attivazione ed il trasporto di ioni e molecole. I sistemi macromolecolari. Uno dei settori di maggiore importanza riguarda le poliolefine (e i materiali derivati), che coprono circa il 60% della produzione mondiale di polimeri di sintesi (circa 120 milioni di tonnellate/anno). La catalisi di polimerizzazione, lo sviluppo di nuovi materiali (compositi, elastomeri, ecc.) e di nuove applicazioni rappresentano i principali ambiti di ricerca in questo settore. Una crescente necessità di ricerca orientata, oltre che di base, è inoltre prevedibile per quanto riguarda il riutilizzo e/o smaltimento dei materiali polimerici “a fine vita”. I materiali strutturali. Costituiscono ancora il vasto settore della produzione industriale chimica: metalli e leghe, vetri e ceramiche, polimeri. Il valore del mercato di questo comparto, rappresentato da commodities ma anche sempre di più da specialities, sostiene a livello mondiale una forte competitività. Al dominio incontrastato di USA e Giappone, l’Europa contrappone posizioni di rilevanza nel campo della chimica delle macromolecole. 2.3.2 Obiettivi generali e progetti specifici Rifacendosi ai capitoli fondamentali indicati nel paragrafo precedente, le attività fondamentali degli organi del CNR (in cui le scienze chimiche sono fortemente presenti) si identificano con le seguenti aree progettuali. Area progettuale 1_9: Progettazione e sintesi chimica. Per quanto riguarda la progettazione e la sintesi chimica, esse appaiono ben affermate nel CNR, nel confronto sia nazionale che internazionale, per quanto riguarda gli aspetti fondamentali e le applicazioni nel settori sopra menzionati. L’interazione con l’industria è limitata, pur in presenza di vari progetti comuni. Si svolgeranno soprattutto tre progetti: progetto 1_9_1: sintesi organica; messa a punto di tecnologie e metodologie appropriate di sintesi organica: l’acquisizione di conoscenze approfondite dei cammini di sintesi e di progettazione a priori di proprietà molecolari (caratterizzate da altissime rese, reagenti e solventi non tossici e non pericolosi, da condizioni di reazione relativamente blande) è essenziale per rispondere alle molteplici richieste che vengono fatte al mondo della ricerca e della innovazione chimiche da parte della società e dell’industria. Nell’insieme, si tratta di un settore che merita di essere sostenuto e potenziato, particolarmente per quanto riguarda le interazioni con l’industria che andranno ricercate e soprattutto a livello europeo. La sintesi organica e lo studio dei meccanismi di reazione (al fine di ottimizzare le rese ed ottenere intermedi puri in condizioni ecologicamente compatibili)



ben coltivati in Italia e nel CNR, stanno anche affinando le proprie attività oltre che nei settori tradizionali anche verso i più moderni campi della farmaceutica, dell’agroalimentare e della cosmesi; progetto 1_9_2: sintesi inorganica; messa a punto di tecnologie di sintesi inorganica: questa ricerca, già feconda di attività e di risultati nel CNR, soprattutto per i composti metallorganici e di coordinazione, va favorita e va sostenuta la sua rapida evoluzione, ora in corso nel mondo, verso la catalisi omogenea, la creazione di nuovi materiali, i sensori, l’elettronica molecolare, la chimica “pulita”; progetto 1_9_3: chimica dei materiali; quest’attività, strettamente connessa con i due punti precedenti e con altri settori scientifici, ricca di iniziative e realizzazioni favoriti da Piani Nazionali, Progetti Finalizzati, ecc. richiede un ulteriore sforzo rivolto anzitutto alla progettazione e alla sintesi chimica di opportuni composti molecolari precursori capaci di dare origine ad architetture per nanosistemi, materiali funzionali e strutturali. Istituti coinvolti nell’area progettuale Istituto di Metodologie Chimiche – Roma – IMC; Istituto di Chimica dei Composti Organometallici – Firenze – ICCOM; Istituto di Cristallografia – Bari – ICI; Istituto per i Materiali Compositi e Biomedici – Napoli – IMCB; Istituto per lo Studio delle Macromolecole – Milano – ISMAC; Istituto di Chimica Inorganica e delle Superfici – Padova – ICIS; Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari – Milano – ISTM; Istituto per la Sintesi Organica e la Reattività – Bologna - ISOF. Trasferimento delle conoscenze Da questi progetti possono scaturire conoscenze, prodotti e processi che possono essere alla base di una rinascita dell’industria di chimica fine e chimica farmaceutica italiana, industria che aveva in passato un’ottima tradizione, ma che si è assai indebolita negli ultimi vent’anni, portando alla quasi totale esclusione dell’Italia da un settore produttivo di estrema importanza e di prevedibili grandi sviluppi. I risultati di questo progetto sono rivolti all’industria farmaceutica, cosmetica ed agroalimentare. Area progettuale 1_10: Modellizzazione molecolare. È sempre più marcata la richiesta di molecole e sistemi con proprietà specifiche. Il computer modeling, inteso come “chimica computazionale”, fornisce l’approccio metodologico da impiegare per definire ed ipotizzare a priori queste proprietà. La modellistica molecolare ha una presenza qualificata in Italia e nel CNR.



Verranno sviluppati i seguenti progetti: progetto 1_10_1: modellistica teorica; sviluppo di algoritmi e programmi di calcolo ad alte prestazioni, determinazioni delle relazioni tra struttura elettronica e proprietà chimico-fisiche; progetto 1_10_2: modellistica sperimentale: interpretazione di dati sperimentali (spettroscopie NMR, Ottiche e di Massa); simulazioni di meccanismi di comportamento (interazioni, catalisi); progetto 1_10_3: progettazione molecolare; progettazione (design) di molecole funzionali, sia in campo biologico-farmaceutico (riconoscimento, attività) che elettronico-ingegneristico (switch, attuatori, sensori). Istituti coinvolti nell’area progettuale Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari – Milano – ISTM; Istituto di Chimica e Riconoscimento Molecolare – Milano – ICRM; Istituto per i Processi Chimico-Fisici – Pisa - IPCF; Istituto per lo Studio delle Macromolecole – Milano – ISMAC. Trasferimento delle conoscenze I risultati di questo progetto rivestiranno grande importanza al fine di fare rinascere l’industria di chimica fine e farmaceutica, come indicato per l’Area progettuale 1_9. Area progettuale 1_11: Reattività molecolare e catalisi. Saranno svolti progetti volti a proseguire ed incentivare le attività relative alle sintesi radicaliche, selettive, elettrochimiche, fotochimiche, guidate da biocatalizzatori, e le reazioni di catalisi eterogenea e omogenea. In particolare: progetto 1_11_1: catalisi eterogenea; il vantaggio di questa è di poter facilmente separare il catalizzatore dai reagenti e dai prodotti di reazione e in questo ambito è opportuno puntare su quei segmenti che più richiedono nuovi processi. Si tratta di sostituire i processi della chimica classica che comportano rischi di lavorazione o problemi di smaltimento. Grande attenzione deve essere posta ai substrati che controllano la selettività (zeoliti, materiali a strati, ossidi e alogenuri con superfici modificate chimicamente); progetto 1_11_2: catalisi omogenea; questa è invece generalmente caratterizzata da condizioni di reazioni blande e da buone selettività. Si tratta quindi di migliorare le prestazioni e di ampliare i suoi campi di applicazione in sintesi organica e in polimerizzazione (processi di catalisi acida, di trasferimento di fase, di catalisi metallorganica). Istituti coinvolti nell’area progettuale Istituto per lo Studio delle Macromolecole – Milano – ISMAC; Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati – Roma – ISMN; Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività – Bologna – ISOF; Istituto di Metodologie Chimiche – Roma – IMC;



Istituto per i Materiali Compositi e Biomedici – Napoli – IMCB Istituto di Chimica dei Composti Organometallici – Firenze – ICCOM; Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari – Milano – ISTM; Trasferimento delle conoscenze I risultati di questo progetto potranno offrire nuovi processi e prodotti al mondo industriale affinché esso risponda al rapido sviluppo in corso nel mondo verso molteplici problematiche quali il controllo di emissione, la chimica “verde” (processi ecocompatibili), l’ambiente (uso di reagenti ecologici), o l’uso di microgel, membrane, zeoliti. Area progettuale 1_12: Sistemi supramolecolari e collettivamente organizzati. La chimica supramolecolare, i sistemi collettivamente organizzati e i nanosistemi sono settori in rapida crescita nel CNR. La chimica supramolecolare è in grado oggi di sviluppare nuovi prodotti e nuovi processi puliti, a minor consumo di energia e quindi ecologicamente compatibili. Tra i nuovi prodotti supramolecolari vanno citati i sistemi macrociclici, calixareni, catenani, rotaxani, strutture a doppia elica, mentre tra i sistemi collettivamente organizzati vanno ricordati le membrane, strati molecolari e film, mesofasi, sistemi a tripla elica, circolari, cappati, a superstruttura cilindrica a griglia, ecc. Istituti coinvolti nell’area progettuale Istituto per lo Studio delle Macromolecole - Milano – ISMAC; Istituto di Chimica e Tecnologia dei Polimeri - Napoli – ICTP; Istituto per la Tecnologia delle Membrane - Cosenza – ITM; Istituto per i Materiali Compositi e Biomedici – Napoli – IMCB; Istituto di Metodologie Chimiche – Roma – IMC; Istituto di Chimica Inorganica e delle Superfici – Padova – ICIS; Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattività – Bologna – ISOF. Trasferimento delle conoscenze I risultati di questo progetto potranno offrire all’industria del settore dispositivi supramolecolari per la interconversione della energia (luminosa, chimica, elettrica) per ottenere e processare informazioni (sensori, elementi di memoria) e per trasmettere informazioni o esercitare altre definite funzioni a livello molecolare o nanometrico. Area progettuale 1_13: Sistemi macromolecolari. I progetti che saranno sviluppati (a parte quelli già previsti nelle aree progettuali 1_9, 1_10, 1_11 e 1_12) sono i seguenti:



progetto 1_13_1: sintesi dei polimeri; poliolefine, policicloolefine e polidiolefine ottenute per catalisi metallorganica; polimeri liquido cristallini ecc.; progetto 1_13_2: caratterizzazione molecolare, chimico-fisica e fisica dei sistemi macromolecolari; si utilizzeranno tecniche di spettroscopia NMR, vibrazionale ed elettronica e spettrometria di massa; tecniche di analisi termica ecc; progetto 1_13_3: modifica, stabilizzazione e degradazione dei polimeri; mira all'ottenimento di materiali a base polimerica con prestazioni migliorate, per applicazioni antifiamma e nel campo delle fibre tessili; modifica e funzionalizzazione di polimeri naturali; progetto 1_13_4: materiali polimerici compositi; compositi a matrice termoplastica; nanocompositi metallo-polimero ecc.; progetto 1_13_5: materiali polimerici per l’elettronica; sistemi coniugati oligo - polimerici per applicazioni in optoelettronica e fotonica; progetto 1_13_6: materiali polimerici biocompatibili; sintesi e caratterizzazione di nuovi polimeri e compositi biocompatibili; substrati compositi per applicazione in “tissue engineering"; idrogeli per applicazioni ortopediche; prototipi di protesi chirurgiche a base polimerica ecc.; progetto 1_13_7: membrane polimeriche; sintesi, caratterizzazione e loro applicazioni industriali; progetto 1_13_8: studio strutturale e dinamico delle macromolecole biologiche; si utilizzeranno particolarmente tecniche di Risonanza Magnetica Nucleare. Istituti coinvolti nell’area progettuale Istituto per lo Studio delle Macromolecole – Milano – ISMAC; Istituto di Chimica e Tecnologia dei Polimeri – Napoli – ICTP; Istituto per la Tecnologia delle Membrane – Cosenza – ITM; Istituto per i Materiali Compositi e Biomedici – Napoli – IMCB; Istituto per i Processi Chimico-Fisici – Pisa - IPCF. Trasferimento delle conoscenze I risultati di questo progetto potranno offrire nuovi prodotti e processi all’industria del settore della chimica macromolecolare, in cui pure l’Italia aveva una posizione di preminenza, fortemente affievolita negli ultimi decenni. Area progettuale 1_14: Sistemi nanodimensionali e materiali funzionali. Nel panorama italiano il CNR rappresenta un sicuro punto di riferimento non solo in quanto promotore di progetti a valenza nazionale nel settore, ma per le competenze che la sua rete scientifica ha sviluppato negli ultimi anni proprio in ambito chimico. La realizzazione di nanoparticelle intese come cluster di centinaia di atomi o molecole genera nuovi sistemi con proprietà macroscopiche largamente



differenti dai prodotti convenzionali ed apre nuove prospettive di utilizzo in svariati settori quali l’elettronica, l’ottica, la farmaceutica e i processi di conversione catalitica. Vanno incentivati la produzione (con metodi chimici usando opportuni precursori) e lo studio di grandi aggregati atomici o molecolari quali i monostrati molecolari, cluster, grandi strutture organiche, inorganiche e metallorganiche. In tale ottica uno sforzo prioritario va indirizzato verso la sintesi di strati sottili nanostrutturati e/o nanocompositi con avanzate tecniche di deposizione chimica tra le quali prevalentemente la tecnologia sol-gel SG e le tecniche di chemical vapor deposition CVD, MOCVD,PECVD ecc. Istituti coinvolti nell’area progettuale Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati – Roma – ISMN; Istituto per i Materiali Compositi e Biomedici – Napoli – IMCB; Istituto di Fotonica e Nanotecnologie – Roma – IFN; Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari – Milano – ISTN; Istituto di Metodologie Inorganiche e dei Plasmi – Roma – IMIP; Istituto di Microelettronica e Microsistemi – Catania – IMM. Trasferimento delle conoscenze I risultati di questo progetto potranno offrire nuovi prodotti e processi all’industria di diversi settori quali l’elettronica, l’ottica e la farmaceutica. Area progettuale 1_15: Materiali strutturali. Negli Organi di ricerca del CNR vi sono molti interessi e competenze chimiche in questo campo. Vanno incentivate le ricerche atte ad apportare significativi miglioramenti in termini sia di prestazioni che di possibile recupero ed utilizzo del materiale. Di particolare importanza sono i materiali sostenibili, che permettono cioè un risparmio della materia e dell’energia impiegata nonché una compatibilità con l’ambiente. Poiché molte delle proprietà di adesione, bagnabilità, saldatura, corrosione, ecc. dei materiali strutturali dipendono dalla loro superficie, gli aspetti connessi ai fenomeni interfasali sono di estrema rilevanza per lo sviluppo di nuove tecnologie. Tutto ciò permette di migliorare le prestazioni di leghe, ossidi, carburi e nitruri metallici, ceramici, materiali polimerici e fibre tessili e l’attività funzionale di strati sottili. Fondamentale è pure l’ottimizzazione dei trattamenti di materiali o dei processi alla interfase che permettono di ridurre costi di produzione, di aumentare la vita dei materiali e di prevedere il loro completo riciclo. Istituti coinvolti nell’area progettuale Istituto per lo Studio delle Macromolecole – Milano – ISMAC; Istituto di Struttura della Materia – Roma – ISM; Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati – Roma – ISMN; Istituto per l’Energetica e le Interfasi – Padova – IENI; Istituto per i Materiali Compositi e Biomedici – Napoli – IMCB; Istituto di Microelettronica e Microsistemi – Catania – IMM.



Trasferimento delle conoscenze I risultati di questo progetto potranno offrire nuovi prodotti e processi all’industria chimica italiana, che, come indicato sopra, ha subito un notevole affievolimento delle sue capacità produttive e conoscenze tecnologiche.



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2. Area Scienze di Base - cnr.it · modo efficace attraverso opportuni strumenti e metodologie di visualizzazione. Metodi per il trattamento dell’incertezza. ... tipicamente dopo