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Inchiostri biocompatibili e biodegradabili per salvagaurdare il "Made in Italy"

inkdsmallSintetizzato un nuovo inchiostro, stampabile a getto, a base di grafene e polianilina, biocompatibile, biodegradabile ed a-tossico, con molteplici applicazioni, dalla tracciabilità degli alimenti per la salvaguardia del made in Italy al settore aereospaziale e dell’elettronica di consumo.

Sono stati recentemente depositati due nuovi brevetti dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT@PoliTo) relativi alla formulazione di un inchiostro stampabile a getto a base di grafene e polianilina completamente biocompatibile e biodegradabile, con importanti caratteristiche conduttive.

Alessandro Chiolerio, insieme a Samuele Porro e Sergio Bocchini del laboratorio di Torino dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT@PoliTo), è riuscito a sintetizzare un nuovo inchiostro nanostrutturato, nato dall’unione del grafene (materiale bidimensionale a base di carbonio) e della polianilina (una plastica conduttiva). Questa tecnologia consente di realizzare un’elettronica stampabile, biodegradabile e biocompatibile, le cui applicazioni sono molteplici.

La prima applicazione, sviluppata con la start up Politronica Inkjet Printing, ha permesso di inglobare nel packaging una mini antenna per l’identificazione a radio frequenza (RFID) utilizzata nella tracciabilità degli alimenti. Questo primo prototipo è ora in fase di sviluppo per una industrializzazione a più ampio raggio di confezioni con un sistema integrato di tracciabilità e anti-sofisticazioni. Un innovativo packaging che sarà in grado di salvaguardare a livello internazionale il made in Italy associando prodotti ad alto profilo tecnologico con la tradizione dei prodotti italiani.

Ma le applicazioni dei nuovi inchiostri al grafene sono praticamente illimitate, dal settore aereospaziale (resistenza a temperature relativamente alte, vibrazioni, urti e cariche elettrostatiche) ai trasporti (supercapacitori), dalle telecomunicazioni (oscillatori) all’elettronica di consumo (potrebbe sostituire il quarzo risonante degli orologi). Inoltre questa tecnologia si potrà integrare con oggetti di uso quotidiano quali tablet, smartphone, quotidiani, riviste, capi d’abbigliamento, oggetti d’arredo, ecc.

Con questi due nuovi brevetti l’Istituto Italiano di Tecnologia intende diffondere nel tessuto produttivo queste nuove tecnologie con l’obiettivo di dare un contributo al rilancio dello sviluppo del Paese. La nanomanifattura – la produzione che utilizza le nanotecnologie - costituisce infatti una rivoluzione di larga portata, che condurrà alla nascita di una nuova generazione di imprenditori e di tecnici, destinata a modificare l’attuale sistema produttivo e a creare mercati che oggi non esistono. Il modello di fare industria come lo abbiamo conosciuto fino ad oggi è infatti destinato a cambiare verso un modello produttivo meno impattante che potrebbe riportare la manifattura all’interno delle città.

#1invenzionealgiorno @IITalk

Last Updated on Monday, 09 March 2015 16:17

Nanoparticelle “termiche” all’assalto dei tumori

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Teresa Pellegrino, Markus Barthel e Aidin Lak, del Dipartimento di Ricerca e Sviluppo Farmaci dell’Istituto Italiano di Tecnologia, hanno sviluppato una nuova terapia mediata da nanoparticelle, applicata per il trattamento di alcune forme tumorali particolarmente aggressive come quelle al cervello.

Se si prende un pezzo di ruggine, tecnicamente chiamata  ossido di ferro, e lo si taglia in piccoli cubetti, ciascuno di poche decine di nanometri di lato, quello che si ottiene non sono solo pezzi più piccoli di ruggine ma un nanomateriale completamente nuovo che possiede delle proprietà sfruttabili per la cura dei tumori. Infatti, se le nanoparticelle cubiche di ossido di ferro sono sottoposte a delle radiofrequenze tollerabili anche dal corpo umano, possono scaldare e il loro calore può essere usato per aumentare la temperatura, proprio dove le nanoparticelle sono state portate o accumulate.

Se la loro destinazione è un tumore allora le stesse nanoparticelle agiscono da agenti tossici locali. L’aumento di temperatura è infatti molto meno tollerato dalle cellule tumorali, già di per sé sottoposte a condizioni di stress, rispetto alle cellule normali dei tessuti e degli organi. Questo approccio si chiama terapia di ipertermia mediata da nanoparticelle ed è stato recentemente applicato su pazienti per il trattamento di alcune forme di tumore al cervello. Molto bisogna ancora ottimizzare per fare dell’ipertermia un’arma più efficace e specifica contro tumori subdoli e aggressivi.

"Sviluppiamo nanomateriali sempre più efficienti per questo tipo di terapia. Inoltre cerchiamo di sfruttare l’aumento di temperatura come meccanismo di controllo esterno per il rilascio di farmaci chemioterapeutici che siano stati previamente associati alle nanoparticelle" afferma Teresa Pellegrino responsabile dello studio.

Potenzialmente, seguendo questo approccio di rilascio modulato e mirato, le dosi di farmaco richieste per uccidere le cellule tumorali risulterebbero molto più basse e gli effetti collaterali, compresa la resistenza che le cellule tumorali sviluppano con l’attuale chemioterapia, sarebbero superate. Lo stesso principio di rilascio termico, può essere sfruttato per consegnare alle cellule in momenti precisi, più tipi di farmaci, ciascuno specifico verso sottopopolazioni tumorali diverse.

Giovedì 5 marzo sarà possibile ascoltare i ricercatori coinvolti nello studio e dialogare con loro durante i Caffè Scientifici organizzati dall'Istituto Italiano di Tecnologia per il ciclo "IIT si racconta" presso la Pasticceria Liquoreria Marescotti di Cavo  in Via di Fossatello 35R e 37R, Genova.

#1invenzionealgiorno @IITalk

Last Updated on Wednesday, 04 March 2015 11:21

The European roadmap for graphene science and technology

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Europe's Graphene Flagship lays out a science and technology roadmap, targeting research areas designed to take graphene and related 2d materials from academic laboratories into society.


In October 2013, academia and industry came together to form the Graphene Flagship. Now with 142 partners in 23 countries, and a growing number of associate members, the Graphene Flagship was established following a call from the European Commission to address big science and technology challenges of the day through long-term, multidisciplinary R&D efforts.

In an open-access paper published today in the Royal Society of Chemistry journal Nanoscale, more than 60 academics and industrialists lay out a science and technology roadmap for graphene, related two-dimensional crystals, other 2d materials, and hybrid systems based on a combination of different 2d crystals and other nanomaterials. The roadmap covers the next 10 years and beyond, and its objective is to guide the research community and industry toward the development of products based on graphene and related materials.

"We are very proud of the joint effort of the many authors who have produced this roadmap," says Jari Kinaret, director of the Graphene Flagship. "The roadmap forms a solid foundation for the graphene community in Europe to plan its activities for the coming years. It is not a static document, but will evolve to reflect progress in the field, and new applications identified and pursued by industry."

Graphene and related materials are expected to revolutionise the fields in which they are applied, and they have the potential to become the materials of the 21st century. They will supplement and at times replace existing substances in a range of applications. Two-dimensional materials shall in some cases be integrated into existing platforms in order to enhance them. For example, graphene could be integrated into silicon photonics, exploiting established technology for constructing integrated circuits.

The roadmap highlights three broad areas of activity. The first task is to identify new layered materials, assess their potential, and develop reliable, reproducible and safe means of producing them on an industrial scale. Identification of new device concepts enabled by 2d materials is also called for, along with the development of component technologies. Our ultimate goal is to integrate components and structures based on 2d materials into systems capable of providing new functionalities and application areas.

Eleven science and technology themes are identified in the roadmap. These are: fundamental science, health and environment, production, electronic devices, spintronics, photonics and optoelectronics, sensors, flexible electronics, energy conversion and storage, composite materials, and biomedical devices. The roadmap addresses each of these areas in turn, with timelines.

Research areas outlined in the roadmap correspond broadly with current flagship work packages, with the addition of a work package devoted to the growing area of biomedical applications, to be included in the next phase of the flagship. We are learning here from experience, and also feedback from expert reviews of our work. A recent independent assessment has confirmed that the Graphene Flagship is firmly on course. With hundreds of research papers, numerous patents and marketable products to its name, the flagship is providing excellent value for money.

Roadmap timelines predict that, before the end of the 10-year period of the flagship, products will be close to market in the areas of flexible electronics, composites, and energy. We also hope to see advanced prototypes of silicon-integrated photonic devices, sensors, high-speed electronics, and biomedical devices.

"This publication concludes a four-year effort to collect and coordinate state-of-the-art science and technology of graphene and related materials," says Andrea Ferrari, director of the Cambridge Graphene Centre, and chairman of the Executive Board of the Graphene Flagship, who with Francesco Bonaccorso, of the Graphene Labs at the Istituto Italiano di Tecnologia, led the roadmap effort.

Professor Ferrari adds: "We hope that this open-access roadmap will serve as the starting point for academia and industry in their efforts to take layered materials and composites from laboratory to market."

Further reading: Ferrari et al., Science and technology roadmap for graphene, related two-dimensional crystals, and hybrid systems, Nanoscale (2014).

http://xlink.rsc.org/?doi=C4NR01600A

Last Updated on Tuesday, 03 March 2015 19:20

HExEC, un esoscheletro per la mano

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Il progetto HExEC (Hand Exoskeleton Emg Controlled), coordinato dal ricercatore Paolo Ariano si è posto l’obiettivo di realizzare uno strumento meccatronico in grado di compensare deficit motori delle mani in persone affette da patologie (tunnel carpale, conseguenze da ictus, anziani, etc …), di aumentare la resistenza alla fatica, la destrezza e la resistenza in persone normodotate che si trovino a dover lavorare in condizioni di stress motorio e di essere di ausilio a fini riabilitativi.

A differenza di altri prototipi presentati in precedenti studi di ricerca uno dei traguardi del progetto HExEC, è stato quello di rendere il dispositivo indossabile e facilmente trasportabile. Esistono altri esoscheletri di questo tipo che sfruttano motori di grandi dimensioni o sistemi idraulici per assistere il movimento dell’utilizzatore.

Il progetto ha sviluppato un prototipo, in grado di essere utilizzato, al momento in condizioni di laboratorio, composto da un guanto meccatronico, un supporto per gli attuatori e gli elettrodi da applicare sull’avambraccio ed uno zainetto contenente l’elettronica di amplificazione dei segnali elettromiografici (EMG), l’elettronica di interfaccia degli attuatori e le batterie di alimentazione.

Il progetto è frutto della collaborazione del Center for Space Human Robotics (CSHR) dell'Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) e aziende del territorio: Novasis, OTBioelettronica e BFT.

#1invenzionealgiorno @IITalk

Last Updated on Tuesday, 03 March 2015 13:04

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