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Un nuovo metodo verde per produrre idrogeno

Il progetto si chiama PHOCS - Photogenerated Hydrogen by Organic Catalytic Systems ha l’obiettivo di realizzare un innovativo dispositivo fotoelettrochimico costituito da semiconduttori organici e inorganici, in grado di separare in modo efficiente ed economico l’idrogeno dall’acqua, senza produrre sostanze inquinanti.
In futuro sarà più facile sostituire o affiancare le fonti fossili di energia con il più verde idrogeno.“L’invenzione di un nuovo metodo per la produzione di idrogeno è importante per la creazione e il mantenimento di un’economia verde basata su fonti di energia rinnovabili. Il nostro progetto vuole dimostrare che è possibile ottenere idrogeno attraverso un nuovo metodo fotocatalico, efficiente ed ecocompatibile, che non utilizza fonti di energia fossili né produce anidride carbonica come sottoprodotto” commenta il Prof. Guglielmo Lanzani, Direttore del Center for Nano Science and Technology e coordinatore del progetto PHOCS.
 
La separazione dell’idrogeno dall’acqua sarà ottenuta grazie a una cella foto-elettrochimica che è combinazione di tecnologia fotovoltaica organica e di semiconduttori inorganici d’avanguardia.  La normale efficienza dei materiali organici fotosensibili sarà, infatti, aumentata associandoli a materiali polimerici nanostrutturati e realizzando così una cella foto-elettrochimica dal design innovativo. In particolare, i ricercatori del CNST realizzeranno elettrodi composti da un materiale costituito da nanoforeste di ossidi, rivestite dallo strato fotosensibile.

Il progetto coinvolge, oltre al Center for Nano Science and Technology (CNST) dell’Istituto Italiano di Tecnologia, altri sei istituti di ricerca europei e un partner industriale all’avanguardia nel settore energia: Universitat Jaume I De Castellon (UJI) in Spagna, Instituto Superior Tecnico (IST) in Portogallo, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) in Svizzera, Fundacion IMDEA Nanociencia (IMDEANano) in Spagna, Technische Universität München (TUM) in Germania e l’Istituto ENI Donegani in Italia. 

Last Updated on Tuesday, 24 February 2015 10:33

Un sostituto artificiale della retina grazie alla tecnologia fotovoltaica organica

retina doppia 300px

Realizzare un dispositivo fotovoltaico che sfruttando un semiconduttore è in grado di restituire la sensibilità alla luce a retine prive di fotorecettori, un sostituto artificiale organico della retina per chi è affetto da malattie quali la retinite pigmentosa o la degenerazione maculare.

Questo lo scopo dello studio, pubblicato sulla rivista internazionale Nature Photonics, condotto dai ricercatori Dipartimento di Neuroscience and Brain Technologies (NBT) e dal Center for Nano Science and Technology (CNST) dell’Istituto Italiano di Tecnologia.

Nel loro studio, i ricercatori hanno utilizzato la retina di mammiferi in cui fosse presente una degenerazione dei fotorecettori, in modo da avere un modello sperimentale di alcune patologie degenerative della retina. L’obiettivo è stato di sostituire i fotorecettori con un materiale sensibile alla luce, in grado di restituire la fotosensibilità della retina, adagiando la retina su uno strato di semiconduttore organico fotovoltaico.

Il materiale è un semiconduttore organico fotovoltaico che a differenza dei materiali metallici, o a base di silicio, utilizzati finora per tali interfacce biotecnologiche, è soffice, leggero, flessibile e altamente biocompatibile, oltre che essere naturalmente sensibile alla luce visibile. L’effetto fotovoltaico che ne è alla base lo rende, poi, una protesi che non necessita di una sorgente elettrica esterna per funzionare.

“Il risultato che abbiamo raggiunto è fondamentale per procedere verso la realizzazione di una protesi retinica organica per l’uomo”, commenta Benfenati, Direttore del Dipartimento di NBT dell’Istituto Italiano di Tecnologia, “Abbiamo dimostrato che il tessuto retinico degenerato nei fotorecettori, una volta a contatto con lo strato di semiconduttore, recupera la sua fotosensibilità a livelli di luminosità paragonabili alla luce diurna e genera segnali elettrici nel nervo ottico del tutto simili a quelli generati da retine normali”

Il passo successivo sarà, quindi, l’applicazione di questo dispositivo a modelli animali di retinite pigmentosa per verificare, dopo l’impianto retinico, la sua efficacia nel recuperare la funzione visiva, la sua biocompatibilità e durata a lungo termine.

Per approfondire:

#1invenzionealgiorno @IITalk


Last Updated on Monday, 23 February 2015 09:54

Una terapia efficace per il recupero di pazienti affetti da ictus

brain 300px
I ricercatori dell’Istituto Italiano di Tecnologia a Rovereto (Trento) hanno sottoposto a stimolazione magnetica transcranica (TMS) pazienti colpiti da ictus nelle regioni del cervello deputate all’analisi dell’informazione visiva attentiva, con lo scopo di ridurre l’iperattivazione cronica dell’emisfero sano per sollecitare l’attività in quello leso e favorire il recupero.

I risultati di tale studio sono stati pubblicati sulla rivista internazionale Neuropsychologia con il titolo “Contralesional rTMS relieves visual extinction in chronic stroke”. Il lavoro di ricerca è nato dalla necessità di aiutare i pazienti colpiti da ictus a recuperare funzioni cognitive (in particolare l’attenzione sostenuta) che rimangono deficitarie e profondamente invalidanti anche molti mesi dopo l’ictus. Tali deficit spesso non vengono rilevati dalla classica testistica neuropsicologica, ma di fatto sono la probabile causa dell’incapacità di molti pazienti a raggiungere un recupero completo.

Gli esiti dei test sui pazienti mostrano come dopo stimolazione attiva (ma non dopo stimolazione fittizia) ci sia un notevole miglioramento dei pazienti. Tali test si sono dimostrati estremamente sensibili alla rilevazione dei deficit cronici dei pazienti e ne hanno confermato la riabilitazione dopo il trattamento con la stimolazione magnetica transcranica. Il miglioramento ha raggiunto il picco a 30 minuti dalla fine della stimolazione, fornendo suggerimenti importanti sul potenziale di plasticità corticale ancora presente in pazienti di fatto considerati cronici e stabili.

Tutti i pazienti sono stati sottoposti a due sessioni di stimolazione, una attiva sull’emisfero sano e una fittizia (placebo). La scelta di stimolare la regione non colpita da ictus deriva pertanto dalla necessità di riequilibrare le due aree omologhe del cervello che dopo l’ictus si sono sbilanciate.

Teorie recenti sull’architettura funzionale delle funzioni attentive suggeriscono infatti che aree omologhe, nei due emisferi cerebrali sinistro e destro, svolgono funzioni simili mantenendo una condizione di equilibrio. Tale equilibrio verosimilmente viene perso in caso di lesione unilaterale. Un emisfero diventa ipoattivo (quello con la lesione) mentre quello sano diventa iperattivo (per compensare i deficit di quello leso). Tale sbilanciamento di funzioni diventa cronico, deprimendo e impedendo il recupero.

L’ictus è una malattia che, nel mondo, colpisce ogni anno più di 15 milioni di persone. Si stima che in Italia si verifichino ogni anno più di 200.000 nuovi casi con esiti di grave invalidità. Tale invalidità è solitamente considerata permanente a partire da circa 6 mesi dopo l’ictus, con conseguenze gravi sulla capacità di tornare a condurre una vita normale.

#1invenzionealgiorno @IITalk

Last Updated on Friday, 20 February 2015 17:48

Microcapsule per il settore biotecnologico e farmaceutico

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Navicelle fatte di materiale fibroso e dalle dimensioni microscopiche, in grado di contenere piccole quantità di liquido ed essere trasportate in diversi ambienti fuori e dentro l’uomo: è un'invenzione dei ricercatori dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) a Genova. Le microcapsule potranno essere utilizzate come microsensori per l’analisi ambientale, o come micro-operatori per la diagnostica e sistemi di rilascio dei farmaci nel nostro corpo.

La ricerca è stata condotta dal gruppo di Smart Materials coordinato da Athanassia Athanassiou, ed è stata pubblicata nella rivista internazionale Langmuir con il titolo “Biomimetic approach for liquid encapsulation with nanofibrillar cloacks”.

Il gruppo di ricercatori ha realizzato le capsule partendo dallo studio delle strutture già presenti in natura e imitandone le caratteristiche. Capsule simili sono infatti presenti nelle piante, nei funghi e nelle alghe, dove membrane fibrose, conosciute come pareti cellulari, intrappolano un piccolo volume di liquido conferendo alle cellule resistenza meccanica, e forma, oltre che la possibilità di scambiare in modo controllato i nutrienti molecolari tra l’ interno e l’esterno. 

Le microcapsule inventate all’IIT sono, infatti, costituite da un guscio fibroso impermeabile, soffice e robusto – con una resistenza dieci volte superiore alle capsule prodotte da altri gruppi di ricerca - in grado di contenere piccole quantità di liquido o altre sostanze. 

Il metodo per generare le nuove microcapsule ricorda la formazione di gocce ricoperte di farina quando l’acqua viene versata sopra una piramide di farina: le gocce rotolano imbiancandosi. Allo stesso modo, micro gocce di acqua vengono fatte cadere da una distanza di due tre centimetri su di una rete di fibre sintetiche, e quando le gocce entrano in contatto con le fibre, ci rotolano sopra, trascinando con sé le fibre e ricoprendo la loro stessa superficie.

Le microcapsule presentano alta stabilità a contatto con diversi materiali liquidi e solidi, come per esempio carta, vetro, alluminio, altri metalli e plastica. Sono stabili anche se vengono immerse in acqua o olio, e non mostrano rotture e perdite di liquido anche se sottoposte a stress meccanici.

#1invenzionealgiorno @IITalk
 

Last Updated on Friday, 20 February 2015 17:29

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