Il Politecnico di Milano dà il benvenuto a 14 giovani ricercatori vincitori della borsa post-dottorato MSCA

Le recenti migrazioni internazionali mostrano nuovi modi di abitare le città, sempre più mobili, temporanei e precari, mettendo in crisi politiche urbane fondate su stabilità e permanenza. Il progetto PLANwise affronterà questa sfida sviluppando conoscenze, approcci e strumenti capaci di riconoscere e sostenere forme di abitare mobile. Lo farà attraverso tre contesti di ricerca e migrazione diversi: Los Angeles, Beirut e Milano. 

L’obiettivo è avviare un percorso di ampliamento e applicazione delle conoscenze esistenti sulla presenza migrante temporanea, contribuendo a politiche urbane più efficaci, a una migliore governance territoriale e a condizioni di vita più eque. In questo senso, il progetto mira a ripensare il ruolo delle politiche urbane. Le esperienze di ricerca della vincitrice mostrano quanto sviluppare ricerca dall’Italia resti rilevante, e il Politecnico di Milano, con il Dipartimento di Architettura e Studi Urbani e la supervisione della Prof.ssa Briata, offre un ambiente unico per competenze e relazioni.

Il progetto IMpACT svilupperà un modello digitale del cuore che riproduce la regolazione del battito da parte del sistema nervoso, permettendo di simulare patologie che coinvolgono sia il sistema nervoso autonomo che il tessuto cardiaco.

L’obiettivo è di comprendere la predisposizione ad aritmie e a migliorare diagnosi, terapie e stratificazione del rischio tramite simulazioni avanzate. L’innovazione principale è l’integrazione di una regolazione autonomica dettagliata in un modello cardiaco realistico a quattro camere. Chiara ha scelto il Politecnico per il suo ambiente interdisciplinare, la forte competenza nella biomeccanica computazionale e la collaborazione con il mondo clinico, oltre all’accesso a infrastrutture di calcolo ad alte prestazioni ideali per validare modelli cardiaci complessi su dati clinici reali.

I solidi di carbonio si formano in molti sistemi energetici e industriali, sia come fuliggine dannosa sia come materiali avanzati di alto valore, utilizzati in settori come l’aerospazio e la medicina. Il progetto KINMECPRO mira a comprendere, a livello molecolare, come passare da sottoprodotti indesiderati a materiali di carbonio redditizi, collegando le condizioni operative alle proprietà dei solidi prodotti. Il modello finale metterà in relazione parametri di funzionamento e caratteristiche dei materiali carboniosi, sostenendo la fattibilità economica di tecnologie sostenibili grazie alla possibilità di favorire la formazione di carboni di alto valore. 

Sarà il primo modello a integrare chimica dello stato gassoso e proprietà dei materiali solidi, che rappresenta la principale innovazione del progetto. La forte reputazione del Politecnico di Milano e l’eccellenza del gruppo CRECK nel campo della combustione e della cinetica chimica sono state motivazioni decisive per sviluppare questa ricerca insieme al Prof. Pelucchi e alla Prof.ssa Pratali Maffei. 

Il progetto MESISAC mira a rendere la produzione chimica più pulita, sicura e sostenibile sviluppando catalizzatori a singolo atomo e utilizzando composti rinnovabili derivati da biomassa per trasformare parti specifiche di molecole complesse senza ricorrere a idrogeno ad alta pressione o metalli costosi. Grazie alle tecniche a raggi X dei sincrotroni, possiamo osservare i catalizzatori a livello atomico e progettare processi più verdi ed efficienti, che portano benefici all’industria e alla società, producendo sostanze chimiche ad alto valore aggiunto e riducendo le emissioni di CO₂ fino al 50%. 

Agustín ha scelto il Polimi per la sua eccezionale reputazione internazionale e per la leadership nell’ingegneria e nelle tecnologie sostenibili. Lavorare nel gruppo del Prof. Vilé offre un ambiente altamente stimolante e collaborativo, mentre il periodo al Sincrotrone SOLARIS rafforzerà l’eccellenza scientifica e la dimensione internazionale del progetto.

Il Progetto SEISMOR studierà l’effetto delle vibrazioni generate da impatti di meteoroidi sul suolo lunare. Combinando simulazioni numeriche ed esperimenti in vuoto, intende individuare la legge fisica che collega le vibrazioni sismiche ai cambiamenti della superficie. 

SEISMOR fornirà la prima legge validata in vuoto che predice come le vibrazioni modificano suoli poco coesi in bassa gravità e può favorire il posizionamento di infrastrutture e migliorare modelli di deviazione degli asteroidi. Sulla Terra, la stessa fisica vale per polveri e granuli in ambito industriale. L’innovazione del progetto è unire simulazioni, esperimenti e modelli data-driven in un quadro predittivo. Eric ha scelto il Politecnico per il DART Lab, un punto di riferimento europeo nella dinamica della regolite grazie al progetto ERC TRACES, guidato dal Prof. Ferrari.

Johnpaul Kurisinkal Pious (India)

Il crescente utilizzo delle tecnologie a raggi X aumenta l’esposizione a radiazioni ionizzanti pericolose. Il progetto HALOS-BiPeX svilupperà rivelatori a raggi X a base di perovskiti prive di piombo, in grado di convertire direttamente i raggi X in segnali elettrici, permettendo immagini ad alta risoluzione con basse dosi di esposizione. HALOS-BiPeX esplora la chimica dei legami alogeni per migliorare la sensibilità ai raggi X delle perovskiti convenzionali. Poiché gli attuali scanner TC non hanno sufficiente sensibilità per una diagnosi precoce, questi rivelatori ad alte prestazioni potrebbero trasformare la tomografia computerizzata garantendo al contempo una maggiore sicurezza per i pazienti. 

La ricerca è incentrata su semiconduttori a perovskite, e il SupraBioNanoLab del Politecnico offre competenze e infrastrutture ideali per sviluppare applicazioni optoelettroniche sotto la supervisione della Prof.ssa Cavallo.

La funzione d’onda (WF), fondamentale nella fisica quantistica, permette di predire gli osservabili negli stati puri. Tecniche recenti consentono di ricostruire le WF da dati sperimentali ma non esistono metodi per valutare la qualità di queste WF. Il progetto PIXWAVE mira a colmare questa lacuna, migliorando la comprensione dei punti di forza e dei limiti di tali approcci. 

L'interpretazione fisica delle WF derivate dai dati sulla diffusione elastica dei raggi X è essenziale per il progresso della cristallografia quantistica. Ciò contribuirà a collocare questo metodo sullo stesso “livello” dei metodi consolidati ma puramente teorici della chimica quantistica e fornirà indicazioni per il suo ulteriore sviluppo. Il Politecnico di Milano offre eccellenti infrastrutture teoriche e sperimentali, e i professori Piero Macchi e Alessandro Genoni sono tra i principali esperti nel campo, rendendo l’Ateneo l’ambiente ideale per il progetto PIXWAVE.

Il progetto XRWOptoMat integrerà dati sperimentali con la meccanica quantistica per prevedere le proprietà fisiche dei materiali. Combinando teoria ed esperimenti, mira a comprendere il comportamento microscopico, a guidare la progettazione di materiali con proprietà mirate e ad accelerare l’innovazione tecnologica, energetica ed elettronica. Questo approccio sarà più rapido e accurato dei metodi tradizionali, rendendo lo sviluppo dei materiali più efficiente, sostenibile e innovativo. 

Raphael ha scelto il Politecnico per lavorare con il Professor Alessandro Genoni, figura di spicco nella cristallografia quantistica, e perché Polimi offre eccellenza accademica, forte visibilità internazionale e un ambiente stimolante, garantendo eccellenti opportunità di ricerca in un ricco contesto culturale.

La fisica moderna è estremamente efficace, ma molte teorie funzionano solo entro domini limitati e diverse teorie possono spiegare gli stessi dati offrendo però immagini contrastanti della realtà. Questo solleva la questione di cosa possiamo considerare realmente esistente. Lorenzo sviluppa un approccio chiamato realismo effettivo e lo applica alla fisica quantistica e alla materia oscura, mostrando come le teorie possano fornire una conoscenza autentica della realtà ai livelli in cui operano, anche se sono incomplete. 

Il progetto EFFECT chiarirà le assunzioni concettuali e metodologiche alla base della ricerca più avanzata, aiutando i fisici a capire le loro teorie e perché rimangono affidabili nonostante la loro incompletezza. È un lavoro interdisciplinare che unisce filosofia e fisica attraverso casi di studio contemporanei. Al Politecnico collaborerà con il Prof. Giovanni Valente e con fisici matematici impegnati nella ricerca quantistica.

Il progetto IKAROS sviluppa ulteriormente ARIPES, un apparato di fotoemissione inversa di nuova generazione progettato dal gruppo del Prof. Ghiringhelli, con l’obiettivo di stabilire un nuovo standard di eccellenza per questa tecnica. IKAROS verrà applicato allo studio dei cristalli Kagome, una nuova classe di materiali quantistici dalle proprietà ancora in gran parte inesplorate. La creazione di strumenti scientifici all’avanguardia ha storicamente portato alla nascita di nuove aziende e spinoff high-tech, come avvenuto con la microscopia a effetto tunnel, la fotoemissione e le tecniche laser ultraveloci. IKAROS ha il potenziale di seguire un percorso industriale simile. 

Leonardo ha scelto il Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano per lo sviluppo del suo progetto, perché riconosciuto a livello internazionale per l’eccellenza nell’innovazione sperimentale e perché il gruppo del Prof. Ghiringhelli ha avuto un ruolo chiave nella rivoluzione delle tecniche di scattering dei raggi X degli ultimi 15 anni.

Il progetto BRIDGE mira a offrire una soluzione efficace e accessibile per ridurre gli impatti ambientali dei sistemi decentralizzati di trattamento delle acque reflue, con particolare attenzione alle emissioni gassose. Introduce un processo biotecnologico innovativo che sfrutta comunità microbiche N-DAMO, capaci di utilizzare nitrito e nitrato per ossidare anaerobicamente il metano. Ciò consente di ridurre simultaneamente i gas serra e l’inquinamento di nutrienti, limitando sia le emissioni in atmosfera sia il rilascio di composti eutrofizzanti nei corpi idrici. 

Il Politecnico, grazie all’esperienza del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale e del gruppo del Prof. Turolla, offre l’ambiente scientifico ideale per lo sviluppo di questo progetto a forte impatto sociale.

MELA-NIR trasformerà la melanina, pigmento naturale presente in organismi anche estremofili, in materiali funzionali attivati dalla luce. Sfruttando la sua capacità di assorbire l’intero spettro solare, incluso il vicino infrarosso (NIR), il progetto punta a generare specie molecolari reattive a lunga durata capaci di avviare reazioni chimiche in acqua, aprendo nuove strade verso tecnologie più pulite e sostenibili. L’obiettivo è creare materiali privi di metalli che utilizzino la luce NIR per applicazioni nella manifattura sostenibile, nella bonifica ambientale e nelle tecnologie antiossidanti potenziate dalla luce. 

L’innovazione consiste nel ridefinire la melanina, storicamente considerata un pigmento fotoprotettivo passivo, come un sistema attivo di raccolta della luce per la chimica solare. Vasilis ha scelto il Politecnico e, in particolare, il gruppo del Prof. Cerullo, perché offre un’infrastruttura di ricerca avanzata e forte interdisciplinarità, che insieme costituiscono l’ambiente ideale per sviluppare questa linea di ricerca e consolidarne l'indipendenza scientifica all'interfaccia tra fisica, chimica e scienza dei materiali.

Il progetto ENDEAVOR affronterà il crescente problema dello smaltimento di batterie generate dai veicoli elettrici. Il riciclo tradizionale è energivoro, produce emissioni di gas serra e recupera i metalli in modo inefficiente. Il progetto utilizzerà AI e CFD per modellare un processo di riciclo più pulito ed efficace, con un recupero più elevato di materiali critici come il litio. 

Il framework CFD-ML sviluppato nel progetto potrà essere applicato a diverse tecnologie di riciclo, ottimizzando le operazioni industriali, riducendo gli scarti e le emissioni e migliorando la sicurezza dei lavoratori. Rafforzerà inoltre l’accesso a materiali essenziali per i dispositivi elettronici, consolidando l’economia circolare europea. Il progetto è pienamente in linea con l'esperienza del ricercatore circa i flussi multifase reattivi e il machine learning (ML), e beneficia della solida esperienza del gruppo CRECK del Polimi e del Prof. Cuoci, nonché delle risorse di calcolo ad alte prestazioni (HPC) disponibili.

TRUST mira a ridurre la dipendenza delle missioni nello spazio profondo da grandi gruppi di controllo, dotando i piccoli satelliti di un compatto “cervello di orientamento” basato su IA e addestrato su molteplici dati di traiettoria. Questo permette una pianificazione e una correzione delle manovre più rapide a bordo, riducendo i costi operativi. Ogni decisione dell’IA è accompagnata da una verifica di sicurezza basata sull’analisi di sensitività, rendendo le missioni CubeSat/SmallSat più autonome e affidabili. 

TRUST riduce la complessa ottimizzazione delle traiettorie in un modello di bordo e introduce un sistema di guida pre-addestrato universale. Il Politecnico, e in particolare il gruppo DART del Prof. Topputo, offre competenze d’eccellenza in astrodinamica, CubeSat deepspace e validazione hardware, rappresentando l’ambiente ideale per portare TRUST dalle sue basi algoritmiche a un’autonomia testata e verificata.