Una delle strade più promettenti per i dispositivi multifunzionali è l’incorporazione dei cosiddetti materiali multifunzionali. Un istituto di ricerca italiano ha gettato le basi per un’importante innovazione volta a beneficiare l’intera regione.

Tecnologie industriali

Gli ossidi dei metalli di transizione (TMO) fanno parte della sempre più grande famiglia dei materiali multifunzionali. Questi materiali stanno suscitando un interesse diffuso per i loro effetti insoliti, in particolare nel campo dell’elettricità e del magnetismo. I composti di questa grande famiglia hanno caratteristiche uniche che portano a nuovi stati della materia, offrendo grandi risposte a perturbazioni molto piccole. Tali proprietà hanno uno straordinario potenziale in settori quali la superconduttività e la magnetoresistenza gigante. I TMO impilabili in eterostrutture multistrato offrono la possibilità di combinare singole funzionalità e generare nuove proprietà emergenti del tutto diverse da quelle dei singoli blocchi. L’ingegneria controllata di eterostrutture ibride che abbinano TMO e strati organici funzionali sullo stesso chip di nano-scala è diventata una sorta di Sacro Graal nel campo della scienza dei materiali. Queste importanti applicazioni abbondano nel settore della tecnologia dell’informazione e della comunicazione e in quello energetico. Il controllo della struttura finalizzato al funzionamento richiede una comprensione approfondita dei materiali e delle rispettive proprietà, nonché delle relazioni che si instaurano su tutti i livelli. Si tratta pertanto di una questione estremamente complessa. Il progetto MAMA (“Unlocking research potential for multifunctional advanced materials and nanoscale phenomena”), finanziato dall’UE, ha raccolto la sfida senza temerne la complessità. Il progetto è stato guidato dall’Istituto SPIN (superconduttori, ossidi e altri materiali innovativi e dispositivi) del Consiglio nazionale delle ricerche (CNR) italiano. Con il sostegno dell’Unione europea, l’istituto SPIN del CNR ha incrementato con successo la propria capacità di ricerca attraverso il reclutamento e il mantenimento di personale altamente qualificato, l’acquisizione di potenti strumenti e lo scambio con i leader europei del settore. CNR-SPIN ha condiviso la ricchezza, per così dire. L’Italia è una regione di convergenza dell’UE, il cui sviluppo è in ritardo rispetto alla media europea. Con programmi di sensibilizzazione nelle scuole superiori, l’identificazione di potenziali partner industriali e l’instaurazione di una rete di piccole e medie imprese, l’istituto CNR-SPIN ha dato un contributo importante al miglioramento del basso livello di innovazione high-tech nel campo dei materiali multifunzionali. Sul MAMA sono stati pubblicati 70 articoli scientifici peer-reviewed, a ulteriore conferma delle solide basi e dell’impatto duraturo creato dal progetto. Dal momento che l’istituto CNR-SPIN compie progressi con il suo personale di recente acquisizione, le attrezzature, le competenze e i contatti, l’economia dell’Italia e dell’UE possono aspettarsi grandi benefici.

Parole chiave

Materiali multifunzionali, ossidi di metalli di transizione, eterostrutture, chip di nano-scala