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La fisica per la medicina
Il Dipartimento di Fisica brevetta un meccanismo innovativo nel campo delle nanotecnologie
intervista di Katia Ruaben ad Antonio Miotello

 

Una nuova invenzione nel campo delle nanotecnologie, con applicazioni in radiologia medica (TAC e mammografie), è stata realizzata dal Dipartimento di Fisica dell’Università di Trento che, grazie al consolidato lavoro di ricerca sviluppato dal Laboratorio di Impianto Ionico e Fisica dei Nuovi Materiali, ha ottenuto il brevetto di un meccanismo innovativo per la deposizione di film autolubrificanti, acquistato dal gruppo industriale IAE (Industria Applicazioni Elettroniche). Con Antonio Miotello, direttore del Dipartimento, e gli altri componenti del gruppo di ricerca, Marco Bonelli, Claudio Cestari, Paolo Mosaner, abbiamo cercato di capire le caratteristiche dell’invenzione, le tecniche utilizzate e di conoscere le attività di ricerca nel campo delle nanotecnologie, cioè della manipolazione della materia su scala atomica.

In che cosa consiste l’invenzione brevettata dal Dipartimento di Fisica?
L’invenzione consiste nella realizzazione di un nuovo meccanismo per la manipolazione di sfere per cuscinetti in grado di rendere stabile e uniforme il loro rivestimento con film autolubrificanti; i rivestimenti ottenuti presentano le caratteristiche ottimali per operare in ambienti ostili, sottovuoto, ad elevate temperature e in condizioni di possibile erosione, che deve appunto essere contrastata.
La tecnica utilizzata, IBAD (Ion-Beam Assisted Deposition), si basa su un utilizzo combinato di fasci ionici e di tecniche di deposizione, che consente il “mixing” atomico, la creazione cioè di legami ponte tra il substrato (le sfere nel nostro caso) e il film, in modo che questo sia saldato in maniera praticamente definitiva.

Quali sono le applicazioni ed i vantaggi delle sfere rivestite tramite IBAD?
La nostra invenzione trova applicazioni molteplici nel campo della radiologia medica, negli apparecchi per TAC o per le mammografie ad esempio, e contribuisce a diminuire notevolmente la rumorosità di queste apparecchiature con un disagio minore per il paziente.
I materiali prodotti attraverso questa tecnica presentano, infatti, numerosi vantaggi perché garantiscono, in primo luogo, una notevole durata, forniscono alte prestazioni in settori di lavoro molto delicati come quelli della radiologia medica ed inoltre la tecnologia è ben controllabile e rispettosa dell’ambiente, dato non certo trascurabile, perché non provoca nessun tipo di inquinamento attraverso rilasci di vapori o scarti oleosi.

Qual è stato l’iter che ha condotto all’invenzione e come è avvenuto il contatto con il gruppo industriale IAE, che ha acquistato la licenza d’uso esclusiva dell’invenzione?
Il Dipartimento di Fisica, ed il laboratorio di Impianto Ionico e Fisica dei Nuovi Materiali in particolare, lavora da più di dieci anni in questo settore ed ha compiuto numerose ricerche e studi nel campo delle nanotecnologie e delle applicazioni degli irraggiamenti ionici.
Sono molti gli ospiti stranieri che il programma di ricerca ha avuto, a dimostrazione dell’alto livello raggiunto: dagli Stati Uniti, dalla Germania, dal Giappone, dall’India, dalla Cina e dall’Egitto; noi stessi abbiamo preso parte a molti convegni internazionali.
Il gruppo IAE ci ha contattati in modo quasi casuale, attraverso una ricerca in internet ha trovato il sito del Dipartimento e del Laboratorio, in un momento in cui le nostre conoscenze erano mature e sostenute da una grande esperienza. La richiesta è stata quella di sviluppare un processo per la deposizione di film sottili autolubrificanti su un adeguato numero di sfere al fine di poter condurre dei field test con tubi per raggi X di produzione IAE. Dopo una positiva sperimentazione iniziale, il Laboratorio ha avuto quindi l’incarico di progettare e realizzare un apparato industriale in grado di produrre ricoprimenti a multistrato su un numero di sfere superiori a 500 per ogni batch. Il nostro Dipartimento non ha fornito, quindi, una semplice consulenza, non ci siamo fermati nemmeno allo stadio del prototipo, ma abbiamo dato all’azienda una tecnologia finita e già operativa su scala industriale.

Professor Miotello, alla luce della sua esperienza, come sono oggi i rapporti tra università, ricerca e mondo industriale?
Come premessa, va detto che non è facile da parte dell’università italiana interagire con il mondo dell’industria, perché ci sono approcci diversi ai problemi. In ambito universitario il ricercatore studia i problemi alla base, con un’ottica diversa e spesso a lungo termine volendo dare risposte approfondite ai problemi affrontati, mentre l’industria vuole una risposta concreta ed immediata ai problemi. I risultati importanti nascono in generale da un lavoro intenso e duraturo nel tempo, che molto spesso non collima con le esigenze di mercato dell’industria. A questo proposito vorrei sottolineare il supporto fornito dall’Area Trasferimento Tecnologico della Divisione Rapporti con le Imprese dell’ateneo, proprio per trovare un terreno comune tra ricerca ed industria. Premesso questo, va sottolineato però che ci sono dei settori di ricerca più maturi di altri per gli interessi dell’industria, ad esempio quelli della fisica dei materiali, di cui si occupa il nostro Laboratorio che, dopo molti anni di esperienza, si interfaccia più facilmente con la realtà industriale.
L’industria italiana, per essere competitiva sui mercati internazionali, ha bisogno di brevetti e di alta tecnologia: solamente il lavoro di anni di ricerca in laboratorio può portare a questi traguardi.

Promotore del consorzio IdEA, di studi innovativi sull’idrogeno e ora all’attenzione della cronaca per l’unico brevetto dell’Università di Trento nel campo delle nanotecnologie acquistato dall’industria. Qual è il segreto del Dipartimento di Fisica?
Mi fa ovviamente molto piacere sapere che il nostro Dipartimento è conosciuto ed apprezzato per i risultati ottenuti, sia nel contesto universitario che in quello esterno.
Il Dipartimento di Fisica vanta una lunga ed importante tradizione nel campo della fisica dei materiali, è attivo da più di trent’anni e il Laboratorio di Impianto Ionico, che ha curato il progetto per IAE, è stato uno dei primi ad essere istituito e l’unico in Italia ad avere competenze con queste procedure e con questo tipo di studi basati sulla combinazione di tecniche di fascio ionico e di deposizione di film.
La ricerca è una sfida continua, piena di insidie e di difficoltà, ma la cosa importante è non fermarsi ai primi ostacoli, confrontandosi a livello internazionale e credendo in quello che si fa anche se a volte si deve procedere a piccoli passi. Quindi dopo tanto lavoro, e dopo i periodi difficili che si sono affrontati, abbiamo ottenuto risultati importanti sul piano applicativo e spendibili sul mercato dell’alta tecnologia: per l’università italiana credo che questa sia una bella testimonianza.

 

In alto: meccanismo per la deposizione di film autolubrificanti su superfici sferiche;
sopra, il gruppo che ha realizzato la nuova tecnologia per la deposizione di film, da sinistra: Paolo Mosaner, Claudio Cestari, Antonio Miotello, Marco Bonelli.