17 – LA FABBRICA DEI MATERIALI DEL FUTURO

Benvenuti al nostro gazebo di divulgazione scientifica, dove presentiamo il potenziale straordinario dei materiali quantistici nel trasformare le tecnologie energetiche, di sicurezza e ambientali. La nostra mostra unificata presenta una serie di progetti di ricerca all’avanguardia, ognuno dei quali sfrutta le proprietà uniche dei materiali quantistici per guidare l’innovazione e la sostenibilità.

 

Al centro della nostra esposizione c’è l’esplorazione dei semimetalli topologici a linea nodale attraverso il progetto PLANET (PRIN 2022). Questi materiali mostrano proprietà ottiche anisotrope uniche e un’ampia anisotropia elettromagnetica. La nostra ricerca mira a sfruttare queste caratteristiche per una conversione termica solare efficiente, offrendo un miglioramento significativo nell’utilizzo dell’energia solare. Inoltre, indaghiamo l’attivazione di molteplici risonanze plasmoniche superficiali localizzate, aprendo la strada a applicazioni fotoniche avanzate.

 

Il progetto ENTANGLE (PRIN PNRR) estende la nostra attenzione alla termoplasmonica, dove studiamo gli effetti termici generati dalle eccitazioni plasmoniche nei materiali quantistici. Questa ricerca ha portato allo sviluppo della tecnologia di distillazione a membrana termoplasmonica. Incorporando nanoparticelle plasmoniche in membrane nanocomposite, utilizziamo la luce per incrementare localmente la temperatura, distillando efficacemente l’acqua di mare e estraendo minerali preziosi dalle salamoie ipersaline. Questo approccio innovativo supporta un’economia blu circolare trasformando i rifiuti liquidi degli impianti di dissalazione in risorse preziose.

 

Nel progetto Marie Curie EXBRINER, il nostro team sta sviluppando inchiostri funzionali realizzati con materiali bidimensionali e quantistici con spessore ridotto ad appena pochi strati atomici. Questi inchiostri sono progettati per ottenere una conversione efficiente della luce in calore e vengono utilizzati nei processi di cristallizzazione a membrana fototermica. Utilizzando la luce solare, guidiamo la cristallizzazione di sali e minerali dalle salamoie ipersaline prodotte dagli impianti di desalinizzazione, promuovendo soluzioni sostenibili per la gestione delle risorse idriche.

 

Il nostro impegno per la produzione sostenibile di idrogeno è evidenziato nel progetto Italia-Singapore EURIPIDES. Qui, sfruttiamo le eccezionali proprietà dei materiali quantistici per sviluppare elettrocatalizzatori economici e durevoli per la scissione elettrochimica dell’acqua. Questo progetto combina approcci sperimentali e computazionali per ottimizzare la reazione di evoluzione dell’idrogeno (HER) in condizioni alcaline, contribuendo all’avanzamento dell’idrogeno verde come fonte di energia pulita.

 

Il progetto MAECI IVANHOE esplora il potenziale dei tricogenuri dei metalli di transizione per le applicazioni di scissione dell’acqua. Utilizzando elementi abbondanti sulla Terra come Zr, Ti e Ta, indaghiamo le loro proprietà elettroniche e fisico-chimiche uniche. Il nostro obiettivo è dimostrare l’efficacia di questi materiali nella elettrolisi dell’acqua su larga scala, ottimizzando l’architettura degli elettrodi per fabbricare elettrolizzatori alcalini ad alte prestazioni.

 

Infine, il progetto “Science for Peace and Security” QUANTUM-THz si concentra sullo sviluppo di avanzati sistemi di rilevamento THz utilizzando materiali quantistici. Questi materiali mostrano proprietà elettroniche e ottiche straordinarie, rendendoli ideali per fotorivelatori THz altamente sensibili. Le applicazioni includono la sicurezza aeroportuale, il rilevamento di esplosivi, il miglioramento della visione notturna, l’imaging medico e i test non distruttivi industriali. La nostra ricerca mira a migliorare la sicurezza e l’efficienza di queste tecnologie, beneficiando vari settori.

 

Vi invitiamo ad esplorare questi avanzamenti entusiasmanti e ad interagire con i nostri ricercatori per scoprire come i materiali quantistici stanno modellando un futuro sostenibile.