A poco meno di una anno dalla selezione da parte del MIUR dei 180 “Dipartimenti di Eccellenza” delle Università statali Italiane, il Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano conclude la prima fase con l’acquisizione di alcune delle strumentazioni più importanti per lo realizzazione per lo sviluppo nei prossimi cinque anni dell’attività di ricerca sul tema della mobilità sostenibile, in particolare un vibrometro a scansione laser per misure tridimensionali, un microscopio elettronico con sorgente a emissione di campo equipaggiato con sistemi per microanalisi e per analisi cristallografiche e una serie di apparecchiature per lo sviluppo di processi di additive manufacturing con i metalli.

La selezione del MIUR sì è svolta in due fasi distinte: la prima si è concentrata sulla produzione scientifica delle singole strutture, la seconda su una proposta per un piano di sviluppo quinquennale presentato da ogni Dipartimento. Al piano di sviluppo è stato affiancato un dettagliato programma finanziario di investimento delle risorse allocate in caso di vittoria.

La prima fase di valutazione è terminata con il “passaggio” di 350 Dipartimenti sui 766 totali in corsa per il finanziamento; solo in una seconda fase si è arrivati alla graduatoria finale dei 180 vincitori: con un punteggio di 29/30, tra i più alti, il Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano è stato così ammesso al finanziamento per i prossimi cinque anni.

Il progetto vittorioso presentato da Meccanica è caratterizzato da azioni di diversa natura, che prendono in considerazione l’attività complessiva del Dipartimento: si tratta infatti di un piano di sviluppo focalizzato sul reclutamento del personale (professori, ricercatori, personale tecnico-amministrativo), sulla crescita delle infrastrutture di ricerca e sul miglioramento delle attività didattiche e scientifiche di alta qualificazione.

In particolare, l'obiettivo primario è quello di sviluppare nel corso dei prossimi cinque anni attività di ricerca di base e industriale sul tema della mobilità sostenibile, con focus su strutture LIghtweight e Smart - LIS4.0 - (“Leggere” e “Intelligenti”) integrate, progettate, realizzate e sensorizzate a partire dai principali punti di riferimento già riconosciuti nell’ambito di Industria 4.0 (I4.0).

L'attività di ricerca sarà sviluppata nell’ambito di un nuovo Laboratorio Integrato, caratterizzato da attrezzature e strumentazioni d’avanguardia e da un approccio che metta a sistema competenze e tecnologie specifiche, in quattro ambiti di frontiera:

  • Smart Metal additive manufacturing per strutture 4D funzionalizzate; la Stampa 4D” è una tecnologia emergente che permette di realizzare con stampanti 3D dei componenti che hanno la caratteristica di cambiare forma o funzione nel tempo al variare di alcuni parametri come la temperatura, la luce, l’umidità, l’acqua e la corrente elettrica, …; quindi la quarta dimensione non è ovviamente geometrica ma letteralmente una “trasformazione nel tempo”;
  • Smart materials: sono materiali nati in laboratorio ad esempio mediante processo di 4D printing, che reagiscono nel tempo agli stimoli esterni. Per esempio un metallo che reagisce alle alte temperature modificando la propria struttura e assumendo una forma determinata e prevedibile è uno smart materials, perché risponde in un certo modo alla variazione di temperatura e perché lo fa sempre in uno stesso modo; ha dunque una memoria (materiale a memoria di forma). Un’applicazione in campo medico sono gli stent; gli stent servono a liberare le nostre arterie quando sono ostruite da accumuli di colesterolo e possono essere realizzati con smart materials; una volta raggiunta la loro posizione all’interno del nostro corpo lo smart material aumenterà le sue dimensioni perché percepirà il calore del corpo umano e lo stent potrà liberare l’arteria;
  • Smart struttures in materiale composito; le smart structures integrano le azioni di sensori, attuatori e circuiti di controllo a formare un “sistema” che è in grado di rispondere in maniera adattiva per svolgere specifiche funzioni;
  • Meta-materiali: un meta-materiale è un materiale “ingegnerizzato” per avere proprietà che non esistono in natura. Essi sono realizzati mediante l’assemblaggio di diversi elementi elementari costruiti utilizzando materiali compositi, metallici o plastici; questi elementi elementari sono organizzati a creare delle forme periodiche (che quindi si ripetono con la tessa geometria nello spazio). Quindi le caratteristiche elastiche, acustiche e elettromagnetiche dei metamateriali non dipendono solo dalla loro composizione fisico-chimica ma dalla “forma” della loro struttura.

Le attività legate a questo progetto avranno ricaduta industriale principalmente nel settore terziario (servizi e trasporti, 70% del PIL) e nel manifatturiero (20% del PIL); le imprese della Regione Lombardia fatturano annualmente, per il solo settore industriale della mobilità, oltre 20 miliardi, circa 1/3 del fatturato italiano.
“Questo risultato – ha commentato il prof. Marco Bocciolone, Direttore del Dipartimento di Meccanica – ci riempie di orgoglio e di soddisfazione, e conferma l’altissima qualità del nostro personale e delle attività di ricerca che da decenni svolgiamo in questa struttura. Abbiamo lavorato tutti insieme per raggiungere l’obiettivo, e sono certo che sapremo sfruttare al meglio il finanziamento che ci è stato destinato, consolidando il ruolo del Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano quale punto di riferimento scientifico a livello nazionale e internazionale”.