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Le interviste del Direttore: Consiglio Nazionale delle Ricerche

INTERVISTE DEL DIRETTORE CNR

Intervista a Costanza Toninelli e Pietro Ernesto Lombardi del Consiglio Nazionale delle Ricerche.

Nonsoloambiente.it si pone da sempre come obiettivo quello di fornire un’informazione chiara e contestualizzata su primari argomenti di attualità che abbiano ricadute dirette o indirette sull'ambiente. La rubrica, realizzata su base settimanale e pubblicata nella giornata del martedì,  si basa sulla realizzazione di interviste condotte dal direttore in modo autonomo o a fronte di valutazione di temi o iniziative particolari, corredati di dati. Per informazioni scrivete a: direzione@nonsoloambiente.it

 

Risale a qualche settimana fa la pubblicazione dello studio condotto dall’Istituto Nazionale di Ottica del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR- INO) sull’utilizzo delle molecole organiche per lo sviluppo e la creazione di nuove tecnologie. In cosa consiste la vostra scoperta?

Le molecole organiche in genere, e quelle capaci di emettere luce in particolare, sono un elemento fondamentale dello sviluppo tecnologico dell’ultimo secolo. Dai secchi di plastica ai carburanti, dai pannelli solari ai display flessibili di ultima generazione, queste molecole sono le onnipresenti protagoniste del nostro quotidiano. La caratteristica che le rende così utili è probabilmente la stessa che le ha rese artefici della vita sulla Terra: l’estrema versatilità della loro sintesi, che permette di ingegnerizzarne le proprietà fisiche a piacimento.

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Ma la ricerca scientifica di base ha dimostrato negli ultimi trenta anni che le molecole organiche possono giocare un ruolo fondamentale anche nella nuova frontiera delle tecnologie, quella che si prefigge di abbattere gli attuali limiti tecnici di efficienza e velocità sfruttando fenomeni quantistici. In questo contesto, il nostro gruppo ha contribuito a dimostrare che nelle condizioni ottimali l’interazione tra luce e molecole può essere così forte e costruttiva da rendere evidente l’effetto di singole particelle, siano esse elettroni, fotoni, o quanti di vibrazione meccanica. Al di là dell’interesse puramente scientifico, una volta declinati in specifiche applicazioni, questi sistemi hanno delle prospettive di grande impatto sulla società.

Permetteranno, ad esempio, il trasferimento di messaggi ed informazioni in totale sicurezza, senza bisogno di utilizzare complessi algoritmi di codifica e decodifica. In un altro contesto, le stiamo sperimentando come costituenti di circuiti su microchip che trasportano luce invece di elettricità, in cui fotoni e molecole assieme possono effettuare alcune operazioni che per dei calcolatori classici sarebbero impossibili.

Questa nuova tecnologia promette di essere rivoluzionaria per le scienze dei materiali, in quanto consentirà di simulare le proprietà fisiche di complessi sistemi molecolari. Per descrivere la portata di questo campo di applicazione, basta pensare che permetterebbe lo sviluppo di catalizzatori per la cattura di anidride carbonica, utili a combattere il cambiamento climatico, o di scoprire come realizzare superconduttori ad alta temperatura, con conseguenze rivoluzionarie per il risparmio energetico.

La scienza è uno strumento fondamentale per guidare il mondo verso la transizione ecologica. Trinomio inscindibile è rappresentato difatti da scienza-tecnologia-ambiente. A suo avviso i fondi destinati alla ricerca sono sufficienti per parlare di reale progresso in ambito scientifico-ambientale o dovrebbero essere implementati? Crede inoltre che i Governi dedichino la giusta attenzione alla ricerca?

I fondi destinati alla ricerca in Italia sono meno del 50%, in termini di PIL, rispetto a paesi come Francia e Germania, con i quali pretendiamo di competere. La carestia di fondi per la ricerca è un problema cruciale perché, oltre a limitare la quantità della ricerca svolta, se protratta nel tempo (ormai sono decenni che la ricerca universitaria è definanziata) determina spirali negative e controproducenti che ne intaccano la qualità. Queste difficoltà si intensificano nel caso della ricerca di base, della quale non viene colta l’importanza e la grande potenzialità nell’ aprire nuovi e dirompenti scenari.

Inoltre, i pochi finanziamenti disponibili non sono purtroppo gestiti con l’efficienza raggiunta negli altri paesi, tipicamente a causa di un incredibile overhead burocratico, che ha anche l’effetto di deresponsabilizzarci nei percorsi decisionali. Inoltre l’Italia ha rinunciato da tempo ad avere un’agenzia nazionale per la valutazione ex post dei progetti di ricerca. In questo senso, anche il PNRR di prossima implementazione è deludente, perché tutto sommato il budget riservato alla ricerca è modesto, e per la sua gestione poco è stato fatto per superare i limiti sopra descritti.

Costanza Toninelli
Costanza Toninelli, classe 1979, studia fisica all’Università di Firenze. Durante un soggiorno di studio a Parigi si appassiona alla fisica quantistica degli atomi, dei fotoni e delle molecole. Dopo alcuni anni di ricerca presso il politecnico di Zurigo, Costanza ottiene il premio Caroline von Humboldt come migliore ricercatrice nel campo delle scienze naturali e nel 2012 inizia la sua attività al CNR-INO e come group leader presso il LENS di Firenze (Laboratorio Europeo di Spettroscopia Non-Lineare). Qui studia come far dialogare al meglio singoli quanti di luce e materia. Attualmente ha ricevuto finanziamenti e partecipa a più di tre progetti europei tra i quali coordina ORQUID, per lo sviluppo di tecnologie quantistiche, quali sensori e sorgenti di luce non classica, basati su singole molecole. Altri argomenti di suo interesse sono il trasporto di luce in sistemi complessi e lo sviluppo di sensori ad alta efficienza per la diagnostica in fluorescenza. Costanza Toninelli è reviewer per l'ERC Starting Grant Panel, l’agenzia nazionale per la ricerca francese e quella olandese. Inoltre collabora come autrice, Referee e guest editor con molte riviste di alto impatto, tra cui Physical Review Letters, ACS Nano e Nanoletters, Advanced Quantum Technologies e Nature.

Pietro Ernesto Lombardi

Pietro Ernesto Lombardi, classe 1983, ha studiato Scienze Fisiche ed Astrofisiche all’Università degli Studi di Firenze ed ha conseguito il Dottorato di ricerca in Fisica nel 2012, dividendosi tra il Laboratoire Kastler-Brossel (LKB) di Parigi ed il Laboratorio Europeo di Spettroscopia Non-Lineare (LENS) di Firenze. In quel periodo si è occupato di memorie quantistiche basate su gas atomici nell’ambito di una collaborazione internazionale. Nel 2014 si è unito al gruppo di Nano-Fotonica Quantistica della Dott.ssa Toninelli. Fra i suoi progetti c’è l’idea di mettere in comunicazione molecole organiche e memorie atomiche, traendo vantaggio dalla valorizzazione dei punti di forza di entrambe i sistemi. Dal 2019 è ricercatore a tempo indeterminato presso l’Istituto Nazionale di Ottica (CNR-INO). Ha partecipato con contributi orali, anche invited, a numerose conferenze internazionali tra le quali CLEO-US, CLEO-EU, FiO-LS, QTech.

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Tags: CSR & imprese