Nel cuore dell’Area Territoriale di Ricerca di Roma 1, a Montelibretti, il laboratorio DINAMICO del CNR-ISMN lavora su fronti cruciali per il futuro della ricerca scientifica e tecnologica: dalla conservazione del patrimonio culturale, tutela dell’ambiente, studio di inquinanti emergenti allo sviluppo di materiali sostenibili. Sono alcuni dei fronti della ricerca scientifica e tecnologica sui quali lavora il laboratorio DINAMICO del CNR-ISMN, a Montelibretti. A raccontare i progetti in corso e le sfide da affrontare quotidianamente è Gabriella Di Carlo, ricercatrice del Consiglio Nazionale delle Ricerche. Un confronto che offre uno spaccato sul ruolo strategico della nanotecnologia, sulle potenzialità della diagnostica avanzata e sull’importanza di dotarsi di strumenti analitici all’avanguardia – come il nuovo SEM Tescan fornito da Assing – per affrontare le sfide della ricerca in chiave sostenibile.
Quali sono le principali aree di studio su cui vi state concentrando attualmente?
Il gruppo di ricerca del laboratorio DINAMICO “DIagnostica NAno e MIcrometrica per la conoscenza e COnservazione di materiali avanzati e beni culturali” dell’Istituto per lo Studio dei Materiali Nanostrutturati (ISMN) del CNR, situato presso l’Area Territoriale di Ricerca di Roma 1 a Montelibretti, si concentra su diverse linee di ricerca strategiche. Tra queste, lo sviluppo di materiali innovativi e sostenibili per la conservazione dei beni culturali e la valorizzazione di materiali di scarto, nell’ottica di promuovere un’economia circolare. Un ulteriore ambito di attività riguarda la messa a punto di metodologie analitiche avanzate per l’individuazione e la caratterizzazione di inquinanti emergenti. Tutte le attività sono orientate all’innovazione e alla sostenibilità, e si inseriscono in progetti di ricerca nazionali ed europei, con l’obiettivo di generare un impatto tangibile a livello scientifico, industriale, ambientale e sociale.
Ci può dare qualche dettaglio sui progetti su cui sta lavorando e quali impatti potrebbero avere sul settore industriale o tecnologico?
Tra i progetti attualmente in corso si cita il progetto europeo Horizon Europe “GREen ENdeavor in Art ResToration – GREENART”, finanziato dall’Unione Europea, in cui il CNR-ISMN si occupa principalmente dello sviluppo di rivestimenti compositi a base di biopolimeri derivanti da fonti rinnovabili e scarti naturali. Questi materiali sono ideati per proteggere i manufatti metallici dai processi corrosivi a cui sono soggetti. Tali attività sono condotte in un contesto dinamico e internazionale, in stretta collaborazione con musei e istituzioni della cultura. Sempre in tema di conservazione di beni culturali, grazie al progetto PRIN2022 “Smart and eco-sustainable materials for the long-term and safe protection of concrete heritage – ECOforCONCRETE”, finanziato dal MUR, stiamo sviluppando materiali sostenibili per inibire la corrosione delle barre in acciaio inglobate nelle strutture cementizie, con l’obiettivo di estenderne la durabilità e ridurre gli interventi di manutenzione.
Parallelamente, ci occupiamo anche di tematiche legate allo studio di inquinanti ambientali. In particolare, nell’ambito del progetto BRIC “Caratterizzazione delle Emissioni in Luoghi di LavorO di microPlasticHe Aerodisperse e Nanoplastiche – Cellophan”, cofinanziato dall’INAIL, stiamo sviluppando nuove metodologie per l’identificazione e la caratterizzazione di micro- e nanoplastiche aerodisperse in diverse tipologie di ambienti di lavoro. Inoltre, nell’ambito del progetto europeo Life “REduction of Brake wear Emissions in the Transport sector – ReBreath”, cofinanziato dall’Unione Europea, stiamo mettendo a punto dei sofisticati metodi di indagine per valutare le emissioni generate dai sistemi frenanti del trasporto pubblico locale e per supportare lo sviluppo di sistemi frenanti innovativi e più rispettosi dell’ambiente. Le attività condotte puntano quindi da un lato allo sviluppo di materiali più sostenibili e sicuri per la salute umana e l’ambiente, dall’altro alla definizione di metodologie analitiche che consentano di rilevare inquinanti emergenti a cui siamo esposti.
Avete acquisito un SEM Tescan da Assing. In che modo questa tecnologia migliorerà le vostre capacità di analisi?
Abbiamo recentemente acquisito un microscopio elettronico a scansione ad emissione di campo (FE-SEM) ad alta risoluzione, integrato con un’interfaccia Raman. Questa combinazione ci permette di acquisire sia spettri puntuali che mappe Raman direttamente all’interno della camera di analisi del FE-SEM. Grazie a questa strumentazione all’avanguardia, possiamo condurre studi correlativi innovativi e avanzati, analizzando simultaneamente le proprietà morfologiche e composizionali della stessa area di campione. È infatti possibile sovrapporre immagini FE-SEM, mappe Raman e dati EDS, ottenendo una visione integrata che consente una comprensione più approfondita e dettagliata della microstruttura e della composizione chimica del materiale. Questo approccio integrato rafforza significativamente le nostre capacità diagnostiche, con applicazioni in diversi settori di ricerca.
Per quali progetti o ricerche specifiche il nuovo microscopio verrà utilizzato?
Stiamo utilizzando il nuovo microscopio elettronico a scansione per attività che vanno dallo sviluppo di materiali nanostrutturati e compositi, allo studio di dispositivi, fino alla validazione di nuove tecnologie. Gli ambiti applicativi sono molteplici e si estendono a settori quali la conservazione di beni culturali, il manifatturiero, l’economia circolare e l’ambiente, confermandosi uno strumento strategico per affrontare sfide scientifiche e tecnologiche trasversali.
La nanotecnologia è un settore in forte crescita. Quali sono, secondo lei, le principali sfide che i ricercatori dovranno affrontare nei prossimi anni?
Le sfide da affrontare nel campo delle nanotecnologie sono molteplici e complesse. Tra le principali vi è la necessità di sviluppare materiali sempre più innovativi dal punto di vista funzionale, garantendo al tempo stesso il rispetto dell’ambiente. Questo implica, ad esempio, la progettazione di materiali protettivi multifunzionali in grado di combinare diverse proprietà, come azione di barriera, resistenza alla corrosione, attività antifungina e capacità di rispondere a stimoli esterni in maniera controllata. Un’altra sfida centrale riguarda lo sviluppo di soluzioni sostenibili, che prevedano l’impiego di materie prime rinnovabili o derivanti da scarti naturali. Questo approccio non solo consente di dare vita a nuovi prodotti, ma contribuisce anche a ridurre l’impatto ambientale legato allo smaltimento di materiali di scarto. Le attività di ricerca puntano alla progettazione e allo sviluppo di materiali avanzati e sostenibili, adottando strategie “safe and sustainable by design” in linea con le raccomandazioni dell’Unione europea.