L’abilità di concepire e sviluppare nuovi tipi di materiali ha scandito lo sviluppo dell’umanità dall’età della pietra, del bronzo e del ferro al mondo attuale, dominato dall’elettronica e dai materiali semiconduttori: il progetto DYNAPOL-Modeling Approaches Toward Bioinspired Dynamic Materials esplorerà nuove rotte per ottenere nuovi tipi di materiali artificiali ancora inesistenti per varie applicazioni tecnologiche.
Il progetto di ricerca verrà sviluppato in cinque anni dal team di Giovanni Maria Pavan, dal 2019 Professore Ordinario presso il Politecnico di Torino, grazie a due milioni di finanziamento. Si tratta di un programma di ricerca ambizioso che spazia in diversi ambiti scientifici: dalla simulazione molecolare alla chimica-fisica computazionale, dalla chimica supramolecolare ai Bioinspired Materials e al Machine Learning.
Il gruppo di ricerca del Prof. Pavan svilupperà modelli molecolari multiscala e utilizzerà tecniche di simulazione computazionale avanzata e di Machine Learning per scoprire i principi chimico-fisici fondamentali secondo cui progettare nuove classi di materiali artificiali con proprietà dinamiche bioispirate, ovvero simili a quelle dei materiali viventi. I modelli sviluppati saranno validati attraverso il continuo confronto con dati sperimentali provenienti da varie collaborazioni internazionali.
La ricerca affonda le radici nell’osservazione della natura e del modo attraverso cui essa costruisce materiali complessi che possiedono proprietà uniche, come l’abilità di rispondere in modo attivo a stimoli esterni di varia natura ambientali, biologici, chimico e fisici, capaci di svolgere funzioni complesse lavorando fuori dall’equilibrio termodinamico, e che possiedono un comportamento dinamico, appunto, “vivente”.
DYNAPOL è un cosiddetto progetto “Paradigm Breaker”: l’obiettivo è infatti quello di capire come creare nuove classi di materiali artificiali bioispirati attraverso concetti chimico-fisici diversi da quelli su cui si basano i comuni materiali a uso tecnologico, ovvero tramite processi di autoaggregazione (Self-Assembly).
“La natura è sempre stata una fonte di ispirazione verso l’innovazione tecnologica, permettendo all’uomo di superare i propri limiti. Nei secoli abbiamo imparato a costruire aeroplani che ci permettono di volare e barche che permettono di muoversi in acqua”, dichiara Pavan. “Immaginate di imparare dalla natura come creare nuovi tipi di materiali con proprietà dinamiche senza precedenti, materiali attivi in grado di svolgere funzioni complesse, di assorbire e scambiare informazioni comunicando con l’ambiente circostante in modo dinamico, di reagire e comportarsi in modo ‘intelligente’: sarebbe una rivoluzione in molti campi”.
I risultati del progetto potranno trovare applicazioni in svariati ambiti di ricerca e innovazione tecnologica di forte interesse attuale, come, ad esempio, quello biomedico, farmaceutico, energetico, chimico.
“Un altro giovane ricercatore ha scelto il nostro Ateneo e questo ci rende orgogliosi: il Politecnico di Torino è sempre più accreditato a livello internazionale come centro di ricerca di qualità e le politiche di attrazione per studiosi di alto livello che abbiamo messo in campo stanno dando i loro frutti, confermando che il nostro Ateneo può offrire un ambiente di ricerca stimolante, condizioni di lavoro interessanti e una qualità della vita di prim’ordine”, commenta il Rettore Guido Saracco.
“A Giovanni Maria Pavan auguro di consolidare da noi un forte gruppo di ricerca, di ispirare le menti dei suoi studenti e allievi interni e di stabilire fruttuose collaborazioni con altri nostri docenti e ricercatori”, conclude Saracco.
