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Zwick Science Award 2016: l'italiana Maria Pantano vince il primo premio

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Maria Pantano, ricercatrice dell'Università di Trento, è la prima italiana ad aggiudicarsi il gradino più alto del podio per lo Zwick Science Award

Prima classificata per il premio Zwick Science Award, la giovane ricercatrice italiana Maria Pantano è volata a Hong Kong per la premiazione durante Zwick Academia Day, un'intera giornata di approfondimenti sulle sfide ingegneristiche dell'industria 4.0 e dei nuovi materiali, ospitata presso l'Università di Scienza e Tecnologia HKUST.

Grazie al suo lavoro dedicato alla caratterizzazione meccanica dei materiali nanoscala e allo sviluppo di un sistema di prova MEMS, Maria è la prima italiana a ottenere il massimo riconoscimento che Zwick destina alle ricerche più innovative legate all'assicurazione della qualità e alle prove sui materiali.

Abbiamo parlato con lei di ricerca micro e macromeccanica, sfide quotidiane e dell'esperienza Zwick a Hong Kong.

 

- Qual è stato il tuo percorso accademico e quale ruolo ricopri attualmente all’interno dell’università?

Attualmente sono una ricercatrice a tempo determinato nel settore di Scienza delle Costruzioni presso il Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Meccanica all’Università di Trento. Sono arrivata a Trento nel 2014, dopo aver conseguito il titolo di Dottore di Ricerca in Ingegneria Meccanica presso l’Università della Calabria (2013). Il mio interesse verso le nanotecnologie, culminato con un periodo di studio di 18 mesi trascorsi tra il 2010 e il 2012 presso il laboratorio di Micro e Nanomeccanica (Direttore delle Ricerche Prof. Espinosa) alla Northwestern University in Illinois (USA), è iniziato già prima del dottorato, durante la laurea magistrale in Ingegneria Meccanica (conseguita con lode e menzione accademica nel 2009), durante la quale ho avuto la possibilità di giungere come studentessa Erasmus presso la Katholieke Universiteit Leuven in Belgio e avvicinarmi per la prima volta alle nanotecnologie.

- Qual è l’ambito specifico della tua ricerca?

La mia ricerca è dedicata all'ambito della micro e nanomeccanica. In particolare, quello che mi interessa veramente investigare è come i materiali si comportano quando costituiscono componenti con dimensione caratteristica dell’ordine del micro e nanometro. Il mio interesse verso le nanotecnologie risale al primo anno di università, quando per la prima volta ho sentito parlare dei nanotubi di carbonio, ed è culminato durante il mio periodo di Erasmus presso la Katholieke Universiteit Leuven. Questa esperienza mi ha poi permesso di arrivare a lavorare nel laboratorio del Prof. Espinosa, in Illinois, dove ho avuto la possibilità di progettare e infine realizzare un microchip per prove di trazione su nanofibre metalliche. È stato emozionante poter mettere la mia sigla su quel microsistema.

- Come si presenta lo scenario attuale della ricerca scientifica micro e macromeccanica?

C’è ancora molto da fare per capire come i materiali si comportano alla micro e nanoscala da un punto di vista meccanico. Da un lato la miniaturizzazione dell’elettronica spinge verso la produzione di dispositivi sempre più piccoli, dall’altro i progressi in chimica consentono la sintesi di nuovi nanomateriali, come ad esempio il grafene (al momento uno dei materiali che sta maggiormente attirando l’attenzione di industria e università), dotati di proprietà fisiche eccezionali e uniche. Tuttavia l’utilizzo dei nuovi nanomateriali, così come l’utilizzo di materiali noti da più lungo tempo ma impiegati per realizzare componenti micro e nanoscopici, richiedono una conoscenza profonda del comportamento meccanico alla micro e nanoscala che ha ancora bisogno di studi approfonditi e ricercatori appassionati.

- Come avvengono le prove che svolgi? Ci sono dei fattori critici?

La maggior parte delle mie prove di micro e nanocaratterizzazione meccanica avviene tramite macchine che ho appositamente progettato e realizzato con i miei colleghi di ricerca nel laboratorio dell’università. Al momento una significativa parte del mio tempo è impiegata per test su campioni di grafene, che vengono prodotti per noi tramite la Chemical Vapor Deposition (CVD) da alcuni colleghi accademici in Grecia.

Quando ho i provini, vado in laboratorio e comincio i test sulle “mie” macchine, che possono durare anche ore o giorni, ma è bellissimo vedere quando la macchina fornisce i risultati del test e questi sono quelli che ci aspettavamo! Non nego, purtroppo, che alcuni provini sono così delicati da rompersi già durante l’inserimento nella macchina: è un problema che affrontano tutti gli accademici che fanno ricerche in laboratorio.

Le prove di cui mi occupo sono prove cosiddette di trazione, che consentono di applicare uno spostamento a un certo campione di materiale e monitorare la forza richiesta per causare la corrispondente deformazione. Poiché i campioni che studio sono molto piccoli e difficilmente visibili a occhio nudo, le sfide sono posizionare il campione stesso sul dispositivo di prova, per cui mi avvalgo dell’aiuto di un microscopio, e avere a disposizione sensori sufficientemente sensibili (i campioni sono molto piccoli, di conseguenza anche le forze in gioco sono molto piccole). Per ovviare a quest’ultimo problema, cerco di sviluppare dei sistemi particolarmente sensibili che mi aiutino nel posizionamento ottimale del provino (senza romperlo!) sulla macchina.

- Ad oggi, quali sono le evidenze emerse dai tuoi studi?

Ho notato che quando si considera la micro e/o nanoscala per osservare i materiali, il loro comportamento cambia rispetto a quello che si potrebbe vedere ad occhio nudo (scala macroscopica). Per esempio, mostrano una resistenza molto più elevata, anche di qualche ordine di grandezza. Questi cambiamenti nelle proprietà meccaniche, dovuti proprio all’effetto scala, sono di notevole interesse e il loro studio è essenziale per la realizzazione di dispositivi sempre più miniaturizzati e ad alte prestazioni. Alcuni di questi risultati sono stati raccolti e pubblicati su riviste scientifiche internazionali, e non nego la soddisfazione quando studiosi di altri paesi usano i miei risultati per procedere nelle loro ricerche.

- E le sfide principali che fronteggi ogni giorno?

Le sfide da affrontare sono molteplici e si sviluppano su diversi livelli, principalmente tecnologico ed economico. Da un punto di vista strettamente tecnologico, per effettuare le prove di cui mi occupo occorrono strumenti molto sensibili e sofisticati, per i quali non sono ancora disponibili sul mercato opzioni sufficientemente adeguate. Serve un certo impegno da parte di noi ricercatori per trovare nuove soluzioni: talvolta, anche dopo un bel po’ di lavoro, esse si rivelano non completamente efficaci. Quando si arriva a questo punto, purtroppo bisogna ricominciare daccapo. Inoltre gli strumenti necessari alla realizzazione di dispositivi di prova personalizzati richiedono sforzi economici non sempre compatibili con la limitata disponibilità finanziaria solitamente presente nei gruppi di ricerca universitari. Per questo motivo, siamo costantemente impegnati nella ricerca di fondi mediante la partecipazione a bandi di progetti nazionali ed europei.

- Prima classificata per il premio Zwick Science Award: emozionata per il risultato raggiunto? Conoscevi Zwick prima di partecipare? Che impressione ti sei fatta?

Conosco la Zwick ormai da molti anni, avendo avuto modo di apprezzare la sua produzione di macchine per prove materiali (motivo per il quale è così famosa a livello internazionale). È stato quindi un grande onore ricevere un premio così importante da un’azienda di cui ho massima stima, soprattutto perché di solito queste manifestazioni suscitano l’interesse di un pubblico maschile, mentre io mi pregio di aver portato anche un punto di vista femminile rispetto agli anni precedenti. Ho vissuto un’esperienza meravigliosa nei giorni della premiazione a Hong Kong, dove ho avuto modo di incontrare anche gli alti dirigenti dell’azienda italiani ed esteri. È stato emozionante stringere la mano del direttore generale e poter ascoltare le sue parole mentre si complimentava personalmente per il risultato raggiunto. Il premio, il clima, i giudizi, le persone che vi hanno partecipato hanno confermato ulteriormente l’immagine che mi ero fatta di un’azienda importante, forte, e di una grande e meritata reputazione in ambito scientifico in generale.

 

Hai scritto una tesi di laurea o un articolo dedicato alle prove materiali?

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Primo premio: 5000 EUR

Info: tania.pesalovo@zwick.com

 

 

Contact

Zwick Roell Italia S.r.l.
Tel.  +39 (0)10-0898700
E-Mail  support.it@zwick.com

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