Descrizione previsione attività della commessa "Materiali e meccanismi della superconduttività e sue applicazioni di potenza (MD.P04.023)"

Type
Label
  • Descrizione previsione attività della commessa "Materiali e meccanismi della superconduttività e sue applicazioni di potenza (MD.P04.023)" (literal)
Iniziative per acquisizione entrate
  • Iniziative in essere: Progetto Compagnia di San Paolo sulla realizzazione di fili superconduttori a base di Fe (Responsabile A Malagoli) Progetti premiali \"Superconduttività\"(Responsabile V Braccini) Progetto EUCAS (Responsabile M Vignolo) progetto bilaterale Italia - Israele dal titolo IMESS finanziata dal MAECI Progetto Seed Giovani sullo studio famiglia 112 (Responsabile F. Caglieris) H2020: FLARECAST - Flare likelihood and Region eruption forecasting (Responsabile AM Massone)) PON 2007-2013 (PONa3_00007 NAFASSY - \"NAtional FAcility for Superconducting Systems\" per la realizzazione di una Infrastruttura di Ricerca per il test su materiali e dispositivi superconduttori sottoposti a campi magnetici medio-alti e ad elevate correnti di trasporto; \"PREPARATION AND INVESTIGATION OF IRON BASED HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTORS\", nell'ambito dell'accordo di cooperazione scientifica fra il Consiglio Nazionale delle Ricerche e l'Accademia Bulgara delle Scienze di Sofia. si segnalano i seguenti progetti sottomessi ed ancora in fase di valutazione: \"Crack growth prediction in a steam turbine blade undergoing variable amplitude loading\", nell'ambito dell'accordo di cooperazione scientifica CNR/RFBR (Russian Foundation for basic research). \"SIR (Scientific Independence of young Researchers) 2014\". La proposta progettuale dal titolo: \"Superconducting materials testing for science and technology (SMArTEST)\", di cui Antonio Leo è il Principal Investigator. \"SIR (Scientific Independence of young Researchers) 2014\". La proposta progettuale dal titolo: \"Electric noise analysis: an innovative spectroscopic technique to improve the performances of organic photovoltaic devices (PHOTO-NOISE)\", di cui Carlo Barone è il Principal Investigator. Progetto FET-Open sulla realizzazione di cavi HTS di terza generazione. A novembre u. s. è stata presentata domanda di finanziamento al MISE per un progetto congiunto tra diverse realtà industriali e di ricerca (CNR, RSE, Unibo, ENEA, ICAS, ASG, Columbus) su un dimostratore SMES basato sulla tecnologia dell'MgB2 per l'accumulo energetico intitolato in breve DRYSMES4GRID. Un ERC Advanced Grant 2014 \"Bosonic Cascade Lasers\" è stato sottomesso da A Varlamov insieme a A Kavokin. Sono in fase di preparazione 2/3 progetti su temi relativi a superconduttività e biomedicale di interesse della commessa per il bando \"Compagnia di San Paolo 2014\" dedicato a enti di ricerca liguri. Saranno ricercati nuovi investimenti di provenienza (a) industriale nel campo dei materiali magnetici nanostrutturati, (b) europeo grazie alla partecipazione alle bandi Horizon 2020.(d) Contratti di consulenza di standard tecnologico La collaborazione con Columbus SC ed ASG superconductors porterà alla sottoscrizione di contratti per attività di caratterizzazione funzionale dei superconduttori. L'attività sul Bi-2212 si rivolge al CERN e ora anche alla BRUKER BioSpin, interessate ai materiali idonei alla realizzazione di magneti ad alto campo per la ricerca (CERN) e per NMR (Bruker). Attraverso contatti internazionali, agenzie di brokeraggio e visibilità su siti web (www.pocn.it), ottenuta superando con esito positivo la valutazione di opportune commissioni esaminatrici, si sta cercando di effettuare il trasferimento tecnologico della tecnologia del B (brevettata dal CNR-SPIN Genova) o comunque trarne un ritorno economico. (literal)
Punti critici
  • La principale criticità che pesa sul lavoro di ricerca è rappresentata dal fatto che buona parte degli strumenti sono obsoleti e con necessità di manutenzione o riparazione. La totale mancanza di fondi interni aggrava ancor di più questa situazione che limita la competitività e la qualità della nostra ricerca in campo internazionale. Un altro punto critico è rappresentato dalla difficoltà e complessità nell'acquisto di beni e servizi attraverso MEPA: si ritiene questo sistema non adatto ad un laboratorio di ricerca che ha necessità e programmazione ben diverse dalle grandi strutture pubbliche come ospedali o scuole. Da un punto di vista puramente scientifico, con riferimento alle attività previste, si ravvisano i seguenti punti cruciali: i) Composti magnetici nanostrutturati Al fine di sviluppare meglio la tematica sulle proprietà magnetiche di composti nanostrutturati, si installerà previa revisione (presenza di un corto circuito tra termometro e resistenza riscaldatrice) l'opzione \"forno\" in uno dei due squid del CNR-SPIN-Ge, che permette la misura delle proprietà magnetiche da temperatura ambiente fino a 527 °C. Quest'opzione dà a questo strumento un carattere di unicità nel panorama scientifico italiano. ii) Preparazione di fili superconduttori Bi-2212: 1) Sviluppo del filo monofilamentare propedeutico con elevata densità 2) Individuazione dell'architettura (num filamenti e loro disposizione) e dei passi di lavorazione ottimali per 3) ottenere fili omogenei con migliorate proprietà di trasporto. 4) Analisi comparativa delle proprietà di trasporto e microstrutturali di fili ottenuti con polveri Nexans e nGimat. Ba-122: 1) combinazione di diverse tecniche di deformazione e trattamenti termici 2) utilizzo di diverse e composite guaine metalliche 3) ottimizzazione del trattamento termico MgB2: Continua lo studio legato alla natura del drogante e alla sua concentrazione per ottimizzare le prestazioni dei cavi di MgB2 basati sul B prodotto presso SPIN. La messa a punto di un sistema di filtrazione ottimale nel processo di sintesi del B è in continua fase di sviluppo, così come l'intero processo di preparazione del B nano strutturato. iii) Attività biomedicale 1) Il problema della misura della connettività è un nuovo filone di ricerca che richiederà un approfondito studio preliminare. In particolare un punto critico consiste nel capire come la scelta della tecnica di inversione influenzi la soluzione nello spazio delle sorgenti. 2) Le applicazioni alla diagnosi e monitoraggio di patologie del sistema ematopoietico richiederanno di reperire un numero statisticamente significativo di pazienti da analizzare 3) L'inversione di dati LIDAR è un nuovo filone di ricerca che richiederà un approfondito studio preliminare 4) Lo sviluppo di tecniche di soft computing e machine learning per analisi di serie temporali di campi magnetici per flare prediction si inquadra nell'ambito del progetto H2020 FLARECAST che partirà a gennaio 2015. Un punto critico sarà il coordinamento con le altre unità del consorzio. Nell'ambito del progetto che vede la realizzazione dell'infrastruttura Nafassy, si sostiene un'azione di R&S nel campo dei materiali innovativi e nel settore energetico, che consenta l'avvio di processi di innovazione, tramite attività di trasferimento tecnologico, per le aziende soprattutto del territorio regionale. (literal)
Attività da svolgere
  • Le attività per il 2015 si concentreranno su: i) Preparazione e studio di materiali superconduttori (bulk e film) Film Fe-11: si studieranno nuovi tipi di substrati complessi (IBAD, RABIT) su cui ottimizzare la crescita nuova famiglia 112 (Ca-ReFeAs2): studio al variare della terra rara. ii) Caratterizzazione Proprietà termoelettriche: -proseguirà la collaborazione con i teorici interni ed esterni alla commessa al fine di analizzare dati già esistenti e le nuove misure programmate al laboratorio di alti campi magnetici di Nijmegen. -Studio delle proprietà di trasporto termoelettrico in materiali superconduttori a base Fe, in particolare del composto FeSe. Proprietà magnetiche e di trasporto: -Studio della correlazione, con misure di trasporto e misure magnetiche, delle proprietà superconduttive e microstrutturali in campioni a base Fe. -Studio delle proprietà caratteristiche della corrente di trasporto in campioni multi-dominio, le instabilità termomagnetiche, e la natura di un peak effect asimmetrico. -Studio del fenomeno di weak-localization in film di NCCO. -Studio della variazione della risposta magnetica DC di polveri di nanoparticelle magnetiche di Ferrite di Cobalto, al variare della tipologia di materiale utilizzato come coating. -Misure di trasporto elettrico e processi di fluttuazione a bassa frequenza (noise) in gas elettronici bidimensionali, formati all'interfaccia tra due film sottili isolanti muSR: studio sistematico dell'evoluzione della simmetria della funzione di gap in funzione di sostituzioni nel piano Fe-As (Fe-Mn) e nel piano della terra rara (La-Y) nel composto La1-yYy(Fe1-xMnx)AsO0.89F0.11. X ray diffraction: Analisi dei dati diffrattometrci da luce di sincrotrone per campioni del sistema La(Fe,Mn)AsO; tali dati, integrati con quelli risultanti da altre tecniche analitiche, permetteranno di tracciare un diagramma di stato strutturale-magnetico-elettronico. Proprietà ottiche: -Misure ottiche e di diffrazione X su composti organici analoghi al picene, in funzione della pressione e di diversi intercalanti. -Misure diffrazione X, EXAFS e Raman su composti FeAs -Misure Raman preliminari su composti layered come MoS2, MoSe2, MoTe2 (transition metal dichalcogenides, TMD), in funzione del numero di layers STM:indagine delle proprietà elettroniche e strutturali su film e bulk della famiglia 11 dei superconduttori a base ferro. Composti magnetici nanostrutturati: Grazie all'entrata in SPIN-Ge del prof. Fabio Canepa come associato si estenderà l'area di interesse scientifico alle proprietà magnetiche di composti nanostrutturati, non necessariamente superconduttori, per applicazioni nel biomedicale per diagnostica a contrasto e nell'industria. iii) Preparazione e caratterizzazione di fili superconduttori Bi-2212: -Si proseguirà col processo di ottimizzazione della struttura dei fili al fine di migliorarne le proprietà di trasporto. -Si instaurerà una nuova collaborazione con nGimatTM per le polveri superconduttive grazie alla quale verrà anche approfondito lo studio della natura dei grain boundaries. Ba-122: -Si svilupperà il processo di realizzazione dei nastri allo scopo di raggiungere proprietà di trasporto adatte alle applicazioni. Si approfondirà lo studio di proprietà di base come Hc2 e Hirr. MgB2: -Si implementerà l'impianto di produzione del B al fine di confermarne la riproducibilità e di soddisfare gli impegni presi nel progetto IMESS. -Si incentiverà la preparazione e studio di campioni drogati. iv) Attività biomedicale le attività si focalizzeranno sui seguenti punti: -Problema inverso della magneto- ed elettroencefalografia (MEG/EEG): creazione di mappe di connettività funzionale. Analisi dati dal cervelletto. -Integrazione di immagini PET/TAC: applicazioni alla diagnosi e monitoraggio di patologie del sistema ematopoietico -Analisi spazio-risolta e interpretazione funzionale di dati in medicina nucleare: formulazione di un modello per il metabolismo dell'FDG nel fegato, nei reni e nel cervello -Elaborazione di immagini di film sottili Fe Se Te: clustering e identificazione di pattern -Inversione di dati LIDAR: ricostruzione delle proprietà fisiche di aerosol atmosferici da misure di segnali LIDAR -Ricostruzione di immagini a raggi X in fisica del plasma: nuovi algoritmi di imaging per il satellite STIX in Solar Orbiter -Sviluppo di tecniche di soft computing e machine learning per analisi di serie temporali di campi magnetici per flare prediction. v) Attività teorica lo studio verrà dedicato ai seguenti aspetti -Rilassamento NMR e soglia per la formazione del reticolo di vortici. -Come varia la fare in nanofili superconduttori -L'effetto delle condizioni al contorno sul carattere ambipolare della diffusione -Drammatico contrasto tra effetto Seebeck e Nernst-Ettingshausen in superconduttori fluttuativi. -Organizzazione della International Advanced School \"Anomalous electronic Transport in novel materials\" (literal)
Risultati attesi
  • i) Preparazione di materiali superconduttori (bulk e film) - Deposizione di film di Fe(Te,Se) su substrati tecnologici (RABIT, IBAD) - Analisi della corrente critica in funzione del disallineamento su substrati bicristallini - Analisi del magnon-drag in campioni disordinati ii) Caratterizzazione - Determinazione della natura e dimensionalità dei centri di pinning in superconduttori FeSe - Modellizzazione dei risultati di misure di pump-probe su campioni NCCO - Completamento Misure di diffrazione X, Raman e infrarosse in funzione della pressione su fenantrene, composto organico in cui la superconduttivita' potrebbe essere ottenuta con una opportuna intercalazione. - Completamento misure su Ca10(Ir4As8)(Fe2As2)5 - Misure su campioni bulk di TMD Caratterizzazione completa della risposta magnetica di agenti di contrasto per MRI-EPR innovativi costituiti da ciclodestrine polifunzionalizzate. Questi materiali non sono tossici, contrariamente agli agenti normalmente usati in medicina a base di gadolinio e disprosio la cui tossicità ne limita la concentrazione ammissibile e con essa la loro efficacia nella diagnostica medica. iii) Preparazione di fili superconduttori Fili in Bi-2212: fili omogenei con sezione regolare con migliorato rapporto sezione totale/superconduttiva e proprietà di trasporto tali da raggiungere una densità di corrente critica ingegneristica Je H 400 A/mm2. Fili in Ba-122: comprensione degli effetti dei diversi parametri della preparazione sulle proprietà superconduttive e la realizazione di fili monofilamentari con densità di corrente critica dell'ordine di 105 A/cm2 MgB2: Si cercherà di raggiungere una produzione di B dell'ordine del Kg per mese in modo da convincere il potenziale mercato dell'effettiva scalabilità del processo di sintesi del B brevettato da SPIN Genova. In oltre ciò permetterebbe di fornire ai potenziali utilizzatori finali quantitativi di polvere utili a test di prova presso le loro sedi. iv) Attività biomedicale 1) Realizzazione di pacchetti software sviluppati in ambiente Matlab per: - riduzione di un modello compartimentale spazialmente risolto con applicazioni al fegato, al rene e al cervello; - inversione di dati LIDAR 2) Realizzazione di un pacchetto software sviluppato in ambiente Python che implementi il metodo Sequential Monte Carlo per la ricostruzione spazio-temporale di dipoli da serie temporali MEG/EEG v) Attività teorica: 1) Calcolo del rate di rilassamento T1 dovuto alle fluttuazioni termiche e quantistiche. 2) Rivitazione della teoria del flusso di corrente in fili sottili superconduttori 3) Studio del ruolo delle condizioni al contorno sul carattere della diffusione ambipolare in sistemi di Boltzmann. 4) Approccio termodinamico al trasporto termoelettrico e termomagnetico e applicazione ai superconduttori fluttuativi. (literal)
Descrizione di

Incoming links:


Descrizione
data.CNR.it