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giugno 2022 risultati, persone, fatti della ricerca di Ateneo
UNIPR Ricerca: un nuovo strumento per fare
conoscere la nostra migliore ricerca
Gentili lettrici e lettori,
in evidenza: eccoci al consueto appuntamento semestrale con il magazine UNIPRicerca.
Stavolta troverete articoli su nutrizione, esperimenti di fisica in microgravità,
Carboidrati nella dieta: l’impor- medicina rigenerativa, relazioni fra strutture del DNA e inibizione di alcune
tanza nutrizionale della pasta forme cancerogene, ingegneria industriale, peso delle donne nei cda delle
aziende quotate in borsa, nuovi approcci pedagogici. Spero vivamente siano di
Rilevazione di strutture associa- interesse di tutti i lettori e lettrici, esterni ed interni al nostro Ateneo.
te all’inibizione dei tumori nel A fine giugno è stato pubblicato da ANVUR il rapporto finale sulla valutazione
DNA delle singole Aree disciplinari. Con questo atto, che segue alla pubblicazione
della lista dei 350 dipartimenti che possono concorrere all’iniziativa “Diparti-
menti di eccellenza”, si conclude la tornata VQR 2015-19. L’Università di Par-
La Soft Matter va nello spazio
ma si ritrova ad avere quattro dipartimenti, su nove, in lizza per diventare “di
eccellenza”. Un risultato di tutto rispetto, che richiede però il massimo impe-
Ascoltiamo la loro voce. gno per riuscire a formulare convincenti progetti di sviluppo per la didattica, la
Promuovere la partecipazione ricerca e la terza missione dei quattro dipartimenti preselezionati da ANVUR.
attiva degli studenti per miglio- Per quanto riguarda la prestazione complessiva di Ateneo e le performance di
rare il clima scolastico singoli organi o aree, serve invece fare un’analisi approfondita per individuare
punti di forza e margini di miglioramento della nostra ricerca.
Saldare o incollare? Dalla ricerca Sulla campagna VQR 2015-19 si è già scatenato un acceso dibattito all’interno
nuove soluzioni per l’industria di atenei e sedi istituzionali. In una recentissima riunione della Commissione
Ricerca CRUI sono stati evidenziati alcuni aspetti critici su cui lavorare per
Morfologia, dove forma e funzio- migliorare le future tornate VQR: peso di peer review disomogeneo fra settori,
ne si incontrano scarsa trasparenza, peso del “fattore umano” nella ripartizione dei lavori sulle
classi di merito A-E. In buona sostanza, i risultati sembrano essere pesante-
mente influenzati dal modo in cui i singoli GEV (Gruppi di Esperti Valutatori,
Uno studio sulla parità di genere e relativi sottogruppi) hanno interpretato quel comma delle linee-guida che li
nella governance delle società invitava ad attribuire, indicativamente, a ciascuna delle cinque classi almeno il
quotate italiane 5% e non più del 25% dei prodotti.
Viene tuttavia riconosciuta la necessità di avere un processo di valutazione
convincente, affidabile e costante nel tempo, che sia di stimolo alle Università
UNIPR Ricerca e agli Enti Pubblici di Ricerca per migliorare globalmente il sistema ricerca. E
Giugno 2022 non è solo una questione di prestigio della singola istituzione dal momento
a cura di: che questo processo determina anche finanziamenti e quote premiali. La
Coordinamento: Roberto Fornari trasparenza e l’affidabilità di giudizio sono quindi imprescindibili ma, nel caso
Redazione: Barbara Rondelli, Licia della VQR, non ancora giunte ad un grado di maturazione sufficiente se si pen-
Gambarelli, Giovanna Greci sa che il famoso ISPD (Indicatore Standardizzato della Performance Diparti-
Grafica e impaginazione: Nicola mentale) per molti dipartimenti, in giro per l’Italia, vale zero (!). Come dire che
Franchini non producono assolutamente nulla. Ciò è irrealistico, umiliante, e non aiuta
certo a migliorare il sistema ricerca.
inviare commenti, segnalazioni e
Mi sono dilungato sulla campagna VQR perché argomento di attualità per
spunti a:
gli atenei, tuttavia non voglio dimenticare che sul fronte PNRR ci sono novità
dirigenza.ricerca@unipr.it molto positive per UNIPR. Con l’entrata in due Centri Nazionali, in un Ecosi-
archivio: stema, in due Infrastrutture (una per ricerca e una per innovazione), con la
www.unipr.it/ricerca probabile partecipazione a diversi Partenariati estesi, l’Università di Parma
avrà a disposizione notevoli risorse finanziarie e nuovo personale nel prossimo
in copertina: esperimenti in laboratorio triennio. È stata una fase molto impegnativa, spesso convulsa, per molti dei
(dall’articolo a pagina 9) nostri docenti, ma confido che seguano tempi tranquilli nei quali concentrarsi
immagini: fornite e concesse dai sulla ricerca vera e propria. In fin dei conti, affinché la ricerca progredisca, i
docenti autori delle ricerche finanziamenti sono condizione necessaria ma non sufficiente. Sono la concen-
trazione e lo sforzo intellettuale dei suoi attori a garantire reali avanzamenti in
Le notizie a pagina 25 sono in parte ogni campo del sapere.
tratte e riadattate dall’archivio noti-
zie del portale www.unipr.it Un augurio di buona lettura e i più cordiali saluti,
Roberto Fornari
Prorettore per la Ricerca
CARBOIDRATI
NELLA DIETA:
L’IMPORTANZA
NUTRIZIONALE
DELLA PASTA Il gruppo di ricerca in Nutrizione umana dell’Università di Parma
Buone notizie per la pasta “all’italiana”: dopo averla mangiata, rispetto ad altri pro-
dotti a base di frumento, porta innalzamenti minori della glicemia, con un vantaggio
metabolico non indifferente. Questo risultato, di notevole rilevanza e oggetto di un
acceso dibattito tra esperti di nutrizione, è frutto di una ricerca condotta da Francesca
Scazzina, in collaborazione con colleghi del Dipartimento di Scienze degli Alimenti e
del Farmaco e ricercatori finlandesi e canadesi. Lo studio, pubblicato su The Journal of
Nutrition, dimostra che la pasta, seppur prodotta con la stessa materia prima di pane
e couscous, è significativamente meno “glicemizzante”, a parità di contenuto di car-
boidrati disponibili, rispetto agli altri due prodotti.
Prof.ssa Scazzina, cosa significa que- della glicemia postprandiale. Quindi, preparata con ricette che includano
sto risultato e quale impatto ha sulle ben venga la pasta, soprattutto se verdura (figura 1).
scelte alimentari?
Significa che per controllare la
glicemia non è necessario ridurre i
carboidrati della dieta, o addirittura
evitarli - come molti sostengono -
ma è importante scegliere la giusta
fonte di carboidrati. La ricerca nasce
dalla necessità di ridare alla pasta la
posizione che si merita nel contesto
della dieta mediterranea. Infatti, la
pasta, e più in generale i carboidrati,
sono da anni oggetto di demonizza-
zione in base alla credenza secondo
cui eliminarli farebbe dimagrire.
I carboidrati, invece, sono alla base di
una dieta equilibrata e devono rap-
presentare circa la metà dell’apporto
calorico giornaliero. Per questo è
importante scegliere, tra gli alimenti
che contengono carboidrati, quelli
che portano ad un miglior controllo figura 1. La pasta condita con verdure e olio extra-vergine di oliva è il piatto simbolo della
Dieta Mediterranea italiana.
3
Avete dimostrato che questo effetto
dipende dalla struttura dell’alimen-
to, che vede i carboidrati della pasta
“protetti” da una sorta di maglia di
proteine che si forma durante il proces-
so di produzione. Il risultato è che tali
carboidrati sono meno “digeribili”, con
un minore assorbimento e un abbas-
samento dell’indice glicemico. È una
bassa digeribilità dagli effetti positivi.
Esatto. L’effetto è stato dimostrato
dopo masticazione e digeribilità in
vitro. Il processo di masticazione
è stato caratterizzato misuran-
do l’attività elettrica dei muscoli
facciali mediante apparecchiature
per elettromiografia, mentre in
seguito a digeribilità in vitro sono
state valutate le particelle residue
tramite colorazione e analisi con
microscopia ottica. La colorazione
permette di distinguere le proteine,
l’amido gelatinizzato (quindi dispo-
nibile agli enzimi digestivi) e l’amido
non gelatinizzato (non disponibile
agli enzimi digestivi). Si è osservato
che la pasta conteneva particelle più
grandi rispetto al pane e al couscous.
I campioni di pasta contenevano
ancora una grossa frazione di amido
non idrolizzato, incorporata nella rete
proteica dopo la digestione, mentre
le proteine del pane e del couscous
sono state quasi interamente digerite
e l’amido è stato idrolizzato. Que-
sto concetto di “meno digeribile”
non deve fare pensare a qualcosa di
pesante che rimane sullo stomaco,
ma piuttosto al fatto che non tutti i
carboidrati presenti nella pasta sono figura 3. Particelle residue dopo masticazione e dopo digestione in vitro. Le aree verdi rap-
resi disponibili per l’assorbimento, presentano le proteine e quelle viola l’amido. In particolare, l’amido non gelatinizzato ha una
quindi non li troviamo velocemente colorazione viola scuro, mentre l’amido gelatinizzato ha una colorazione più chiara.
in circolazione. In questo caso, la
Ma oltre la sostanza conta anche Le analisi e le ricerche condotte ci
bassa digeribilità corrisponde ad una
la forma? C’è differenza tra pasta e suggeriscono che sia meglio la pasta
migliore, poiché limitata, risposta
pasta? lunga, come gli spaghetti, rispetto
glicemica (figura 2).
alle penne: pur essendo preparati
con la stessa tecnologia, gli spaghetti
sono meno glicemizzanti delle penne.
Con riferimento a quanto detto
prima, infatti, gli spaghetti conser-
vano in gran parte la loro struttura
fisica durante la masticazione, con il
risultato che i granuli di amido non
gelatinizzato nelle particelle di digeri-
to sono più compatti.
Avete condotto importanti esperimenti
sulla componente di masticazione e di
digestione, può spiegarci meglio come
figura 2. Schema dello studio. sono stati realizzati?
4 giugno 2022
I risultati dello studio derivano dalla alimento, è stato il miglioramento positivo sulla salute, ma anche a me-
collaborazione con il VTT Technical percepito della qualità di vita, per ciò dici, dietisti e nutrizionisti, affinché
Research Centre of Finland. Il centro che riguarda la componente ‘fisica’, possano mantenersi aggiornati sull’a-
di ricerca finlandese ha analizzato osservato nel gruppo con consumo vanzamento della scienza in questo
come si modifica la struttura della più elevato di pasta. Anche in questo campo, dando poi suggerimenti
pasta, anche in termini di digeribilità, caso, quindi, è importante sottoli- corretti ai loro pazienti e, soprattutto,
durante il processo di masticazione neare il ruolo della pasta come una ai consumatori. Per tutto questo,
e digestione (figura 3). Noi abbiamo delle migliori fonti di carboidrati nella l’università dovrebbe sempre preoc-
condotto uno studio in vivo su sog- nostra alimentazione. cuparsi della comunicazione della
getti sani per monitorare i parametri scienza, che fa parte della cosiddetta,
Sembrano variegati gli ambiti del sa-
legati al metabolismo glicemico in “Terza Missione”. Parma lo sta fa-
pere coinvolti e le competenze in gioco
seguito al consumo di pasta o altri cendo egregiamente, soprattutto nel
per fare ricerca in nutrizione umana:
prodotti (pane e couscous) ottenuti campo delle scienze degli alimenti,
quali sono i punti di forza e quali le
dalla stessa materia prima. La parte anche tramite le attività della Scuola
criticità per questi studi che impattano
di analisi del VTT ha evidenziato di Studi Superiori in Alimenti e Nu-
così tanto sulla società in termini di
come l’amido della pasta risulti più trizione, che si occupa proprio di alta
comportamento e di scelte?
protetto dagli attacchi degli enzimi formazione, di formazione dei profes-
digestivi grazie alla maglia proteica Questi studi che uniscono diverse sionisti e di divulgazione, portando le
che si forma durante il processo di competenze ci permettono di avere ultime novità della ricerca scientifica
pastificazione. Gli studi in vivo ci han- risultati chiari che non si limitano ad a tutti coloro che ne possono avere
no confermato questo che si traduce evidenziare la relazione causa-effetto, beneficio, dall’azienda al consumato-
in una minor risposta glicemica. ma ci aiutano a capire anche il mo- re (figura 4).
tivo, ci suggeriscono la spiegazione:
Si può allora concludere che, nel caso in questo caso, è la struttura che si Qual è il vostro contributo all’inter-
della pasta, è meglio non masticare a forma in seguito al processo di pa- no della Scuola di Studi Superiori in
lungo e finemente? stificazione a rendere la pasta meno Alimenti e Nutrizione?
Potremmo rispondere sì, ma la verità assimilabile. Dall’altra parte sono La Scuola e i suoi corsi sono destinati
è che, in modo inconscio, mastichia- studi molto complessi che richiedono al post-laurea e alla formazione spe-
mo diversamente alimenti diversi e tempi lunghi e costi elevati proprio cialistica dei professionisti che sono
la struttura dell’alimento influenza perché coinvolgono diversi gruppi di già entrati nel mondo del lavoro. In
questo parametro. La masticazione è ricerca e richiedono l’arruolamento questo momento il gruppo è impe-
comunque un aspetto da considerare di volontari. In questo studio, oltre ai gnato nel Master Internazionale in
anche in relazione alla sazietà, quindi colleghi finlandesi e canadesi, sono Food City Design e nell’International
bisogna stare attenti a non dare in- stati coinvolti i colleghi del gruppo Summer School in Food Sustainabili-
dicazioni che potrebbero dare effetti del prof. Riccardo Bonadonna del ty, ma a ottobre alcuni di noi saranno
inaspettati. Dipartimento di Medicina e Chirurgia anche coinvolti in un’esclusiva e
per la raccolta dei campioni ematici. intensiva iniziativa finanziata dalla
Come proseguirà la ricerca?
Regione Emilia-Romagna e intitolata
Abbiamo recentemente pubblicato Un altro aspetto fondamentale è il
“Food Science PhD Research Leader-
uno studio che evidenzia come la trasferimento, anche al di fuori del
ship and Communication School”,
frequenza di consumo della pasta mondo accademico, dei risultati di
destinata a dottorandi di ricerca in
non influenzi l’efficacia di una dieta queste ricerche.
scienze degli alimenti provenienti da
mediterranea ipocalorica finalizzata Nel nostro caso è cruciale che il mes- tutto il mondo. Insomma, cerchiamo
alla perdita di peso. Per lo studio saggio arrivi alle aziende, affinché di trasmettere le ultime novità della
sono stati arruolati 73 soggetti obesi possano migliorare i propri prodotti ricerca in ambito nutrizione a chi può
divisi in 2 gruppi: a ciascuno è stata in modo da poter avere un impatto trarre vantaggi diretti o indiretti.
assegnata una dieta mediterranea
ipocalorica da seguire per 6 mesi.
Nel gruppo “High Pasta” la pasta era
prevista 5 o più volte a settimana,
nel gruppo “Low Pasta” fino a 3.
Indipendentemente dalla frequenza
di consumo della pasta, entrambi
gli interventi dietetici si sono rivelati
efficaci nel migliorare i parametri
antropometrici, la composizione
corporea e il metabolismo glucidico
e lipidico. Un aspetto sicuramente
interessante dello studio, che fa
riflettere ancora una volta su quanto
poco sensato sia demonizzare questo figura 4. Una delle attività della Scuola di Studi Superiori in Alimenti e Nutrizione
5
Alessia Favero
RILEVAZIONE DI STRUTTURE
ASSOCIATE ALL’INIBIZIONE
DEI TUMORI NEL DNA Roberta Pinalli Enrico Dalcanale
Come individuare particolari strutture nel DNA associate all’inibizione di forme
tumorali? Un sistema per rilevarle è illustrato in uno studio pubblicato su Nature
Chemistry che vede coinvolta l’Università di Parma in collaborazione con l’Università
della California Riverside. Il campo è quello del DNA G4 strand sensing. Firmatari
dello studio per l’Ateneo di Parma sono Roberta Pinalli e Enrico Dalcanale, docenti
del Dipartimento di Scienze Chimiche, della Vita e della Sostenibilità Ambientale
dell’Ateneo, insieme alla dottoranda Alessia Favero (dottorato di ricerca in Scienza e
Tecnologia dei Materiali). Parliamo di questi risultati con la prof.ssa Pinalli e il prof.
Dalcanale.
State studiando la correlazione fra implicazioni riguardo all’insorgenza Le strutture secondarie degli acidi
DNA e tumore: qual è il risultato delle di numerose forme di cancro, quali nucleici hanno una grossa influenza
vostre ricerche? il melanoma, il cancro al pancreas sulla loro funzione cellulare, ma la
I tumori sono causati da alterazioni e la leucemia. In tutti questi casi la loro identificazione e classificazione
del DNA che possono essere ere- presenza di strutture G4 è stata as- è difficile e non immediata. Il fulcro
ditarie, casuali o causate da agenti sociata alla riduzione dell’insorgenza della nostra ricerca propone l’uso
esterni. La rivelazione delle specifi- della malattia. L’attività antitumorale di un array di recettori molecolari
che alterazioni genetiche, associate dei G4 è associata alla stabilizza- accoppiati a fluorofori in grado di
all’insorgenza di una forma di cancro, zione dei telomeri, piccole porzioni riconoscere e classificare le strutture
è fondamentale per una prognosi di DNA presenti alla fine di ogni G4 presenti nel DNA, in modo sem-
precoce della malattia. La forma- cromosoma, che tendono a ridur- plice e non invasivo, senza l’ausilio
zione di strutture G-quadruplex in si con l’età. La proliferazione delle di leganti specifici per ogni tipo di
particolari segmenti del DNA quali i cellule cancerogene è regolata dalla oligonucleotide.
telomeri è associata all’inibizione di mancata riduzione dei telomeri, da Nello specifico, lo sviluppo di questa
alcune forme cancerogene. qui l’importanza di rivelare strutture “gamma di sensori”, costituita da si-
G4 in grado di bloccare/ritardare la stemi host-guest, è in grado di iden-
Potremmo approfondire meglio il signi- crescita tumorale. tificare, tramite la fluorescenza, in
ficato del termine G-quadruplex (G4)? maniera veloce ed efficace i G4 nelle
Il vostro lavoro affronta la problemati-
I G-quadruplex (G4) sono sequenze strutture secondarie dei nucleotidi.
ca irrisolta del riconoscimento e della
di acidi nucleici ricche in guani- L’approccio utilizzato è multicompo-
classificazione di strutture complesse
na in grado di formare strutture a nente e si basa su un’analisi statistica
di DNA, con particolare riferimento
quattro filamenti stabilizzate dalla multivariata (figura 1 in basso).
alla presenza di G-quadruplex (G4)
presenza di un catione monovalente
ma in cosa consiste il perno della Approfondiamo la tecnica con cui si è
centrale (vedi Box 1). La presenza di
vostra ricerca? svolta la vostra ricerca.
G-quadruplex nel DNA ha notevoli
6 giugno 2022
le strutture G4. Il risultato finale è
un’impronta fluorescente diversa per
ogni tipo di G4 presente nel DNA.
Uno degli aspetti essenziali delle
diverse coppie di sonda fluorescente
cavitando è la loro ortogonalità cioè
la capacità di dare risposte opposte
a fronte della complessazione dello
stesso probe. In questo modo la se-
lettività, ottenuta nel riconoscimento
delle varie forme di G4, è altissima.
Il lavoro è frutto di una cooperazio-
ne con l’Università della California
Riverside. Come nasce questa coope-
razione?
Nel 2019, leggendo alcuni articoli
dei colleghi americani, abbiamo
proposto loro di avviare un’attività
di ricerca comune, in quanto gli
interessi di ricerca erano molto simili
e le competenze complementari. Il
nostro gruppo di ricerca seguiva e
segue tuttora molto attentamente la
ricerca dei colleghi americani, così
come i colleghi seguivano e seguo-
no la nostra. Abbiamo pensato che
figura 1. Schema del meccanismo di riconoscimento di un DNA G4 da parte dei cavitandi che era tempo di tradurre in qualcosa di
rimuovono il probe (dye) dal DNA e ne amplificano o sopprimono l’emissione di fluorescenza. concreto queste affinità e comple-
mentarietà.
La metodologia di rilevazione svi- di una serie di cavitandi, ognuno in
luppata si basa su meccanismi di grado di legare in maniera diversa le Ci sono anche altre figure nell’ambito
riconoscimento multiplo da parte sonde fluorescenti interagenti con di questa ricerca che vedono l’ascesa di
“nuove leve”?
figura 2. L’articolo “Selective discrimination and classification of G-quadruplex structures with a host-guest sensing array” pubblicato dalla
rivista Nature Chemistry, aprile 2021.
7
La dottoranda Alessia Favero (Corso 2012, 109, 2263-2268) e per la deter- e altre) che permette di rilevare la
di Dottorato in Scienza e Tecnolo- minazione di mutazioni epigenetiche. presenza di tali droghe indipenden-
gia dei Materiali - ciclo XXXII) ha I cambiamenti epigenetici modifica- temente dalla loro struttura secon-
collaborato attivamente alla ricerca, no l’attivazione di alcuni geni, ma non daria (Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53,
sintetizzando la molecola host uti- la sequenza del codice genetico del 9183-9188). Quest’ultima attività è
lizzata nello studio. È pure coautrice DNA in istoni umani. Gli istoni sono stata finanziata dall’Unione Euro-
del nostro recente articolo su Nature una famiglia di proteine che si asso- pea nell’ambito dei progetti europei
Chemistry (figura 2). Questo filone di ciano al DNA nel nucleo e aiutano a DIRAC (Portable system for rapid
ricerca continua grazie al contributo condensarlo in cromatina, in quanto detection of illicit Drugs and key
della dottoranda Martina Orlandini, le loro cariche positive consentono precursors by Infra-Red Absorption
afferente al XXXV ciclo del dottorato loro di associarsi al DNA. Molte spectroscopy and gas Chromato-
in Scienza e Tecnologia dei Materiali. variazioni nella struttura degli istoni graphy) e DOGGIES (Detection of
sono associate all’insorgere di tumori Olfactory traces by orthoGonal Gas
Il vostro gruppo di ricerca opera nella
(Nanoscale 2017, 9, 8639-8646). identification technologIES) per
sensoristica biomedica. Potete de-
Nel primo caso, in collaborazione con fornire alle forze dell’ordine e nei
scrivere alcune delle vostre principali
colleghi dell’Università di Bologna, controlli doganali strumenti adatti al
attività in quest’ambito?
è stato messo a punto un sensore controllo delle droghe sintetiche.
Il nostro gruppo di ricerca è attivo da elettroluminescente per la rivelazione
anni nella messa a punto di sensori Tornando alla vostra ricerca oggetto di
della sarcosina nelle urine (Faraday
per la rivelazione di marcatori biochi- questo articolo, qual è l’impatto per la
Discuss. 2015, 185, 299-309), che è un
mici di varie forme tumorali. (Chem. cura dei tumori?
marcatore del cancro alla prostata.
Soc. Rev. 2018, 47, 7006-7026). Tutti Nel secondo caso, in collaborazione La presente ricerca non permette di
questi sensori hanno in comune con un gruppo di ricerca dell’Univer- curare un tumore, ma offre ai biologi
l’utilizzo di una specifica classe di sità di Brescia, è stato sviluppato un molecolari un nuovo sistema diagno-
cavitandi in grado di riconoscere sistema di rilevazione delle forme stico per rivelare rapidamente e in
selettivamente determinati compo- monometilate della lisina negli istoni. maniera univoca la presenza e tipolo-
sti organici. In particolare, abbiamo Inoltre, sempre dal nostro gruppo di gia di strutture G4 nel DNA, aprendo
sviluppato sensori per la rivelazione ricerca è stato sviluppato un sensore nuove strade che permetteranno di
delle forme aggressive del cancro alla per la rivelazione di droghe sintetiche accelerare la messa a punto di nuove
prostata (Proc. Natl. Acad. Sci. USA a base metanfetaminica (Ecstasy terapie nella lotta contro il tumore.
Relazione tra G-quadruplex e cancro
Tre sono le principali forme di correlazione tra strutture G4 nel DNA e tumori. La prima (in alto a destra) sfrutta
la presenza di G4 per bloccare l’attività della telomerasi, che è super-attiva nelle cellule cancerogene e porta alla
proliferazione incontrollata delle stesse; la seconda riduce l’espressione degli oncogeni e porta alla diminuzione
della crescita tumorale (al centro); nella terza (in basso a dx) la presenza di strutture G4 aumenta l’instabilità del
genoma, ed è usata come approccio terapeutico per indurre l’apoptosi nelle cellule cancerogene.
Correlazione tra strutture G4 nel DNA e tumori (fonte: Kosiol et al. Molecular Cancer 2021, 20:40).
8 giugno 2022
LA SOFT MATTER Il team di ricerca
da sinistra: Ilaria Paliotti, Marco Vaccari, Marcello Cacciatore, Costanza Battioni, Luigi Cristofolini,
VA NELLO SPAZIO Valentina Lorusso, Davide Orsi.
La fisica della Soft Matter studia la materia in quegli stati che non sono né i classici
solidi cristallini né gas o liquidi semplici, e che si incontrano comunemente nella vita
quotidiana: quasi tutti i cibi, i detergenti, i cosmetici, molti farmaci, le vernici, i lubrifi-
canti e così via. È una branca centrale della fisica contemporanea, dall’era “pionieristi-
ca” di Pier Gilles de Gennes, premio Nobel per la Fisica nel 1991, al recentissimo pre-
mio Nobel per la Fisica 2021 attribuito a Giorgio Parisi “per la scoperta dell’interazione
tra disordine e fluttuazioni nei sistemi fisici dalla scala atomica a quella planetaria.”
In questo contesto si colloca lo studio delle emulsioni, ovvero miscele di fluidi immisci-
bili, uno dei quali è disperso sotto forma di goccioline. Le proprietà risultanti, diverse
da quelle dei liquidi costituenti, sono determinate dal comportamento collettivo della
popolazione di minutissime goccioline.
Le emulsioni sono intrinsecamente instabili, ma rese stabili cineticamente (rallentan-
do di molto la velocità con cui si destabilizzano) facendo uso di tensioattivi, composti
chimici che possono avere un impatto negativo sull’ambiente, compromettendo i de-
licati equilibri degli ecosistemi, a causa della loro tossicità per gli organismi acquatici,
della loro persistenza nell’ambiente e dell’alto potenziale di bioaccumulo. Molti ten-
sioattivi hanno, inoltre, azione inquinante sinergica con altri inquinanti come i fitofar-
maci e concimi sintetici.
Nel Dipartimento di Scienze Matematiche, Fisiche e Informatiche opera da anni il
gruppo di ricerca “Laboratory for Molecular Nanotechnologies”, coordinato dal prof.
Luigi Cristofolini, che si occupa di Soft Matter, di interfacce e di fisica delle emulsioni,
anche in “microgravità” cioè sopprimendo gli effetti gravitazionali, con l’obiettivo di
sviluppare processi e prodotti più sostenibili ed a minor impatto sull’ambiente.
9
Prof. Cristofolini, cosa significa studiare sità di Salonicco (Grecia), Max Planck
la fisica delle emulsioni e quali sfide Institute of Molecular Plant Physiology
questa pone oggi? (Germania), Universitè Aix-Marseille
Le emulsioni sono oggetti affascinanti, (Francia), Tokyo University (Giappo-
esempio paradigmatico della “materia ne), Virginia University (USA) e St. Pe-
soffice”. Si pensi alla maionese: le sue tersburg University (Russia) - e sette
proprietà (colore, consistenza, scor- realtà provenienti dal mondo produtti-
revolezza) sono ben diverse da quelle vo. Questa grande rete di competenze
dell’olio e del tuorlo d’uovo di cui è è coordinata dai colleghi dell’istituto
composta e sono invece determinate CNR-ICMATE di Genova che hanno
dalla “strutturazione” della materia una esperienza pluridecennale nello
sulla scala microscopica. Come sa bene studio della dinamica delle interfacce
chiunque abbia provato almeno una liquide, tema su cui collaboriamo stret-
volta a preparare la maionese, le emul- tamente da molti anni.
sioni sono intrinsecamente instabili: Perché fare ricerca sulla Stazione Spa-
basta un piccolo errore nella prepara- ziale Internazionale?
zione e la maionese “impazzisce”, le
Una strategia particolarmente inte-
goccioline d’olio si aggregano, floccula-
ressante per investigare la dinamica figura 1. In preparazione degli esperimenti
no e la fase oleosa si separa da quella in orbita, la dottoranda Valentina Lorusso
intrinseca delle goccioline e del suo
acquosa e il risultato è immangiabile. conduce presso i laboratori del Dip. di Scien-
legame con i processi di coalescen- ze Matematiche, Fisiche e Informatiche un
Per gli usi pratici, le emulsioni sono
za e flocculazione responsabili della esperimento sulle emulsioni utilizzando un
stabilizzate facendo uso di tensio- prototipo analogo alla strumentazione “Soft
destabilizzazione delle emulsioni, è di
attivi, nel caso della maionese sono Matter Dynamics” che si trova a bordo della
condurre esperimenti in condizioni di Stazione Spaziale Internazionale.
composti naturali commestibili e non
microgravità. Nella Stazione Spaziale
inquinanti come le lecitine; invece, in ottimizza processi industriali basati su
in orbita, si cancellano gli effetti del
molti prodotti e processi industriali si emulsioni. Non a caso, tra i partners
peso, ottenendo così la dinamica “in-
devono impiegare tensioattivi noci- del progetto troviamo il colosso UNI-
trinseca” delle goccioline, al netto dei
vi per l’ambiente. La sfida è quindi LEVER, accanto allo spin-off parmi-
banali moti di affioramento e sedimen-
sviluppare processi e prodotti che giano “Future Cooking Lab”, a Loufakis
tazione, determinati dalla forza peso
mantengano le stesse funzionalità e S.A., azienda con base a Salonicco che
presente nelle normali condizioni ter-
sopperiscano agli stessi bisogni, pur produce principalmente detergenti e
restri. Ecco, quindi, che lo scopo della
impiegando una minor quantità o un prodotti per il trattamento delle acque,
nostra ricerca non è la ricetta perfetta
diverso tipo di tensioattivi. Per fare ciò a 4Gene GmbH, azienda tedesca spe-
della maionese per gli astronauti, ma
è richiesta un’approfondita indagine cializzata in biotecnologie ed al gruppo
l’avanzamento delle conoscenze in un
dei processi di destabilizzazione ed giapponese COSMOS-Nikkol specia-
settore chiave per la green economy e
in questo ambito si colloca la nostra lizzato nella sintesi di tensioattivi, di
la crescita sostenibile.
ricerca sulle emulsioni. cui è fornitore per diverse realtà indu-
Quali sono gli obiettivi del progetto striali e che ci ha fornito i tensioattivi di
Il vostro gruppo di ricerca sta parteci-
“EDDI”? altissima purezza impiegati nell’attuale
pando a un importante progetto inter-
Con il progetto EDDI vogliamo appro- campagna sperimentale.
nazionale che si sta svolgendo proprio
in questi mesi sulla Stazione Spaziale fondire le conoscenze su un tema “di Questo progetto vede una partnership
Internazionale (ISS). Ce ne può parlare? base” e cioè la dinamica che governa internazionale di grande rilievo e un
l’evoluzione spontanea delle emulsioni. importante finanziamento da parte
Siamo molto eccitati per le opportunità
I dati raccolti potranno servire a mettere dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA)
che ci offre l’Agenzia Spaziale Europea
a punto modelli e simulazioni teoriche e dell’agenzia spaziale americana
ESA attraverso il progetto EDDI (Emul-
che possano descrivere più precisa- (NASA). Può darci maggiori informazio-
sion Dynamics and Droplet Interfa-
mente la vita di queste “popolazioni di ni e spiegare qual è il ruolo di Parma?
ces) che sostiene gli esperimenti che
goccioline”. Il progetto mira in partico-
da marzo 2022 stiamo conducendo In questa ampia compagine, il ruo-
lare alla riduzione/ottimizzazione degli
tramite la strumentazione “Soft Matter lo di Parma è di definire i protocolli
additivi utilizzati nei processi e nei pro-
Dynamics”, all’interno del modulo sperimentali, seguire gli esperimenti
dotti a base di emulsioni, con significati-
Europeo Columbus della Stazione Spa- ed analizzare i risultati ottenuti con
vi vantaggi industriali e sociali all’interno
ziale Internazionale. Un progetto così tecniche di spettroscopia: infatti, dato
dello scenario della green economy.
ambizioso richiede competenze molto il grandissimo numero di goccioline di
Tale approccio consentirà infatti una
diverse, il partenariato è internazionale cui è costituita l’emulsione, non avrebbe
maggiore efficienza, riducendo i costi
e molto ampio: vi sono otto centri di molto senso studiarne il comporta-
di sviluppo e produzione, coniugando
ricerca che provengono dal mondo mento individuale, mentre le proprietà
risparmio economico con evidenti
accademico - Istituto di Chimica della fisiche rilevanti possono essere ottenute
benefici per l’ambiente e la salute.
Materia Condensata e di Tecnologie tramite un approccio “statistico” ben
Queste informazioni saranno poi
per l’Energia-CNR-ICMATE di Genova implementato da raffinate tecniche di
utilizzate da chi progetta prodotti o
e Università di Parma (Italia), Univer- spettroscopia di correlazione quale la
10 giugno 2022I giovani e la ricerca
L’Università di Parma sostiene con convinzione diverse iniziative a favore dell’internazionalizzazione e, in particolare,
quelle rivolte ai giovani. Scambi, visite e progetti congiunti sono indispensabili per contribuire fattivamente ai grossi
progetti di ricerca di taglio internazionale. In queste attività giovani ricercatori e ricercatrici hanno un ruolo fondamen-
tale come “ambasciatori” e come forza motrice da cui traggono linfa i grandi progetti. Infatti, diversi giovani ricercatori
che contribuiscono al progetto EDDI hanno avuto o avranno sostegno economico, ad es. tramite il progetto Overwor-
ld del nostro Ateneo, per visitare Airbus, le sedi di ESA, nonché i partner statunitensi della Virginia Commonwealth
University, da cui pure sono provenuti giovani ricercatori che hanno visitato il Dipartimento di Scienze Matematiche,
Fisiche e Informatiche per contribuire a mettere a punto gli esperimenti che vengono condotti in orbita.
Diffusing Wave Spectroscopy (DWS, emulsioni in orbita, più un campione procedere nella campagna sperimen-
vedi il box). La preparazione dell’e- ultra-stabile che usiamo come riferi- tale, ad esempio per stabilire quali
sperimento in orbita ci ha richiesto sei mento e controllo. Questi campioni campioni meritino di essere seguiti per
anni di lavoro sia nel nostro laboratorio sono stati spediti in orbita tramite il tempi lunghi e quali invece si siano già
a Parma che in visita presso i labora- veicolo Cygnus NG-17 (video del lancio, completamente destabilizzati in tempi
tori di Airbus Space and Defence a dal canale ufficiale della NASA) ed brevi. Viceversa, l’analisi completa del-
Friedrischaffen (Germania). Abbiamo installati dagli astronauti nella struttura la mole di dati che stiamo registrando
condotto esperimenti preliminari, simu- deputata ad ospitare l’esperimento ci terrà impegnati per i prossimi mesi.
lazioni e studiato le condizioni ottimali (video del montaggio, tratto dal canale
Siete in orbita! Quali sono le prossime
di esecuzione dell’esperimento anche ufficiale Youtube Belgian User Support
sfide?
grazie ad un prototipo costruito ad hoc and Operations Centre BUSOC). Ora
da Airbus per conto di ESA, analogo alla siamo nella fase operativa: tutte le Nel prossimo futuro lavoreremo sodo
strumentazione disponibile in orbita (fi- mattine ci riuniamo in teleconferenza per trarre il massimo profitto dai risul-
gura 1). Per partecipare alle fasi prepara- con lo “User Support Centre” dell’A- tati che stiamo raccogliendo in questi
tive, i partner statunitensi della Virginia genzia Spaziale Europea che, seguendo mesi. Stimiamo che ci vorrà circa un
Commonwealth University sono venuti i protocolli concordati precedentemen- anno e mezzo di lavoro per analizzare
più volte in questi mesi in visita a Parma te, esegue gli esperimenti e ci fornisce compiutamente i dati raccolti, a cui
per condurre insieme a noi esperimenti i risultati quando questi vengono tra- seguirà poi un periodo di un anno per
di DWS con questo prototipo, mentre sferiti dalla Stazione Spaziale ai server la modellizzazione teorica dei risultati
io sono stato invitato negli Usa per una NASA ed ESA e quindi a noi. delle analisi. Tutto questo in stretta
serie di discussioni e seminari sul tema, È affascinante il fatto che riusciamo a collaborazione con i partner con cui
che hanno anche portato ad alcune seguire quasi in tempo reale quanto sono previsti scambi e visite di studen-
pubblicazioni a firma congiunta. avviene nelle cellette di misura che si ti per sfruttare al massimo le sinergie
trovano in orbita. Ciò è reso possibile di competenze esistenti. Nel frattem-
Proprio in questi mesi il vostro prototipo po, ed in parallelo, a Parma porteremo
da una complessa rete di server e di
è in orbita e si sta svolgendo la fase di avanti anche le altre nostre attività
ripetitori e ci consente il confronto
raccolta dati: come avviene il lavoro? “tradizionali”, tra cui lo studio di schiu-
con l’esperienza che abbiamo matu-
La fase preparativa è culminata nella rato su questi sistemi in laboratorio. È me solide con proprietà fotocatalitiche,
preparazione di 15 cellette contenenti importante poter condurre un’analisi nonché la sintesi e ottimizzazione di
il necessario per la formazione delle preliminare dei dati, per decidere come nanostrutture per la medicina.
La tecnica spettroscopica DWS
Nello studio dei sistemi complessi, più che il comportamento di ciascun “pezzettino del sistema”, sono importanti i
comportamenti collettivi, che si misurano bene con tecniche di tipo spettroscopico. Nel caso delle emulsioni risulta
particolarmente conveniente impiegare la luce coerente prodotta da un laser e seguire poi l’evoluzione temporale del-
le frange di interferenza della luce che ne viene diffusa, un esempio delle quali è riportato qui sotto. L’analisi di questa
“danza” consente di ricavare le proprietà del campione, sfruttando relazioni scoperte da Albert Einstein nel 1905.
Questa tecnica si chiama “Diffusing Wave Spectroscopy”, in italiano spettroscopia ad onda diffusa.
11ASCOLTIAMO LA LORO VOCE.
PROMUOVERE LA PARTECIPAZIONE
ATTIVA DEGLI STUDENTI PER
Il team di ricerca
MIGLIORARE IL CLIMA SCOLASTICO da sinistra: Valentina Grazia, Luisa Molinari e Sara Berti.
Uno studio, finanziato dall’Università di Parma nell’ambito di un progetto di ricerca,
ha lo scopo di sviluppare e validare un intervento volto a migliorare il clima scola-
stico attraverso un approccio evidence-based che valorizza la partecipazione attiva
degli studenti. Durante l’intervento, gli studenti delle classi coinvolte sono aiutati ad
identificare gli aspetti più critici del clima che percepiscono nella loro classe e nella
scuola in generale, riflettere su questi aspetti e trovare strategie per migliorarli. Il
progetto ha durata biennale, e coinvolge alcune scuole secondarie di secondo grado
di Parma. Il primo anno è dedicato a uno studio pilota volto a mettere a punto una
metodologia di intervento efficace, mentre l’anno successivo l’intervento verrà te-
stato e validato su una popolazione di studenti più ampia. Luisa Molinari, docente
ordinario di Psicologia dello sviluppo e dell’educazione (Dipartimento di Discipline
Umanistiche, Sociali e delle Imprese Culturali), coordina e supervisiona il progetto
insieme a due ricercatrici, Valentina Grazia e Sara Berti, che si occupano della rac-
colta e dell’analisi dei dati.
Perché è importante promuovere la strumenti necessari a fronteggiare la Il clima scolastico è un costrut-
partecipazione degli studenti per complessa società del domani. to multidimensionale in grado di
migliorare la vita scolastica? Su questa sfida si è attivata una cogliere la natura complessa e
Il mondo della scuola si trova vasta area di ricerca di psicologia sfaccettata dell’ambiente di appren-
davanti ad una serie di sfide e dell’educazione, raccolta intorno dimento. Viene definito come “la
complessità poste da un contesto al tema del clima scolastico, che qualità e il carattere della vita scola-
in rapida evoluzione e rese più evi- riguarda i valori, le relazioni e le stica”, si costruisce in base all’espe-
denti dalla pandemia che ha colpito pratiche didattiche. L’interesse per rienza soggettiva e riguarda norme,
ogni aspetto della vita umana. Tra questo tema nasce dalla volontà di obiettivi, valori, relazioni, pratiche
queste, in primo piano è la necessità studiare i contesti scolastici nella di insegnamento e apprendimento.
di riorganizzare le proprie pratiche loro ineliminabile complessità, fatta Nella letteratura internazionale si
e il proprio ambiente in modo da di tanti elementi, tanti attori, tante assiste a un sempre maggiore inte-
favorire inclusione, coinvolgimento forze diverse, per identificare le resse per questo tema, e i risultati
e attiva partecipazione di tutti i suoi criticità e potenziare le risorse utili delle ricerche sono coerenti nel mo-
membri, per assolvere al ruolo di alla promozione del benessere. strare che la percezione di un buon
comunità educante capace di for- clima scolastico si accompagna
Che cosa si intende per clima scola-
mare cittadini del futuro armati degli a risultati scolastici positivi e può
stico?
12 giugno 2022prevenire problematiche di violen- condo fattore è definito atmosfera A questo scopo, sono coinvolte 12
za o bullismo. La ricerca invece è della scuola, e riguarda aspetti più classi di una scuola pilota, che:
ancora carente per quanto riguarda astratti e generali, come le relazioni a. compileranno il questionario mul-
lo sviluppo e l’implementazione di fra studenti e fra studenti e inse- tidimensionale sul clima scolasti-
programmi di intervento in grado di gnanti, il senso di appartenenza e co (pre-test);
migliorare il clima scolastico. la percezione di giustizia. Esempi b. parteciperanno a una serie di
di domande sono: “Pensando alle attività interattive, come focus
Quale strumento consente di misurare
ore di lezione, diresti che la mag- groups o role playing (intervento);
il clima scolastico?
gior parte degli insegnanti sembra c. risponderanno nuovamente al
Lo strumento di misurazione del amare davvero il proprio mestiere”, questionario (post-test).
clima scolastico usato nel progetto “Pensando alle ore di lezione, diresti Sulla base dei risultati ottenuti, le
è il Questionario Multidimensionale che gli alunni che vanno male a ricercatrici metteranno a punto un
del Clima Scolastico, validato in scuola ricevono facilmente aiuto protocollo di intervento da validare
italiano per popolazioni di studenti dagli insegnanti”, “In questa scuola, (questo è un secondo obiettivo) su
di scuola secondaria di primo e gli alunni si trattano con rispetto tra una più ampia popolazione studente-
secondo grado. È suddiviso in due di loro”, “In questa scuola, gli alunni sca, sempre con un disegno di ricerca
fattori principali, ognuno dei quali sono trattati in modo giusto”. pre-test / post-test. Infine, un terzo
comprende alcune sotto-scale. Il obiettivo è quello di sviluppare un
primo fattore studia le pratiche in Da anni vi occupate di scuola ed ap-
percorso di formazione per insegnan-
classe, e riguarda aspetti concreti prendimento: Quali sono gli obiettivi e
ti volto a sviluppare le loro compe-
e quotidiani della vita di classe, le fasi della vostra attuale ricerca?
tenze nel favorire e promuovere la
come le regole, le pratiche di aiuto Il primo obiettivo è quello di svilup- partecipazione attiva degli studenti.
e sostegno agli studenti, il loro pare e testare in uno studio pilota Tale strumento formativo sarà reso
coinvolgimento, l’incoraggiamento un intervento per migliorare il clima disponibile in modalità online.
e la gestione della classe. Il se- scolastico.
figura 1. L’articolo “School climate research: Italian adaptation and validation of a multidimensional school climate questionnaire” pubblicato su
Journal of Psychoeducational Assessment, 2020.
13Agency ed emozioni
Il concetto di agency, che risale ai lavori di Jerome Bruner, fa riferimento alla capacità dello studente di contribuire
alla lezione con interventi originali, domande, riflessioni. In una serie di studi condotti dalla prof.ssa Luisa Molinari
e dal suo team di ricerca in collaborazione con un team di ricerca dell’Università di Bologna coordinato dalla prof.ssa
Consuelo Mameli, si è osservato come l’agency può affiancarsi ad emozioni positive, come il senso di gioia e di-
vertimento nell’apprendere, o negative, come la rabbia, creando diversi profili di studenti che mostrano poi diverso
rendimento scolastico e intenzioni di abbandonare la scuola.
L’articolo “The emotional faces of student agency” pubblicato su Journal of Applied Developmental Psychology, November–December
2021.
Il vostro studio nasce nell’ambito condotta da esperti del settore, nel primo anno, alcune scuole nel
di un progetto di ricerca finanziato interni ed esterni all’Ateneo. Il titolo secondo anno) hanno l’occasione di
dall’Ateneo di Parma. Di cosa si tratta del progetto vincitore, che rientra confrontarsi su strumenti e attivi-
esattamente? nel settore di ricerca sulle Scienze tà di empowerment e capacità di
L’Ateneo di Parma da alcuni anni sociali e umane, è: Improving school risoluzione dei problemi. In ognuna
supporta, mediante bandi compe- climate through an evidence-based delle scuole coinvolte, le ricercatrici
titivi, i cosiddetti Progetti di Ricerca intervention: A participatory approach condurranno alcuni incontri con
di Ateneo, per ampliare ricerche già for giving voice to students. dirigenti, studenti e insegnanti per
affermate e promuoverne di nuove restituire loro i risultati del lavoro
Che ricadute ha il progetto sulle scuole
con potenziali ricadute sul piano e riflettere insieme sulle azioni più
e sugli insegnanti?
internazionale e sul territorio di efficaci per il miglioramento del
Le scuole direttamente coinvolte clima scolastico.
Parma. Il nostro progetto è risultato
nel progetto (una scuola pilota
vincitore in base a una valutazione
Le collaborazioni fra l’Università di Parma e le scuole del nostro territorio
La ricerca in psicologia dell’educazione non può essere condotta all’interno di laboratori. Ha bisogno del lavoro sul
campo dei ricercatori, e di una stretta collaborazione fra università e scuola. Solo quando si riesce a stabilire un’al-
leanza con le scuole, la ricerca educativa può arrivare ad ottenere risultati utili per il miglioramento dei contesti
scolastici. La scuola pilota che ha aderito alla proposta del progetto è il Liceo scientifico “Guglielmo Marconi” di
Parma, la cui dirigente, prof.ssa Gloria Cattani, ha aperto l’Istituto per accogliere le ricercatrici e collaborare alla
ricerca di percorsi di miglioramento possibili.
14 giugno 2022SALDARE O INCOLLARE?
DALLA RICERCA NUOVE Il team di ricerca
da sinistra: Michele Gulino (dottorando), Alessandro Pirondi, Fabrizio Moroni,
SOLUZIONI PER L’INDUSTRIA Francesco Musiari (borsista).
Il tema dell’incollaggio industriale è al centro della ricerca del gruppo guidato da
Alessandro Pirondi del Dipartimento di Ingegneria e Architettura, impegnato da anni
nella progettazione e nello sviluppo della tecnologia di incollaggio, attraverso nuove
metodologie sperimentali, analisi teoriche e numeriche.
Professore la ricerca nel settore sem- categorie, senza apporto di calore gruppo di lavoro continua ancora
bra assai promettente: l’incollaggio, dall’esterno, quindi con un risparmio all’interno del gruppo Tecniche di
ove possibile, è sempre più conveniente energetico rispetto alla saldatura. Giunzione dell’Associazione Italiana
di un qualsiasi altro sistema tradizio- Tuttavia, per riuscire bene, questa Analisi delle Sollecitazioni (AIAS),
nale, per esempio di saldatura. Quali tecnologia deve essere sviluppata che si riunisce ogni anno regolar-
sono le tecnologie utilizzate e quali concependo il prodotto per essere mente per discutere i progressi
vantaggi offrono? realizzato con incollaggio e non sul tema delle giunzioni, non solo
sviluppando il sistema di giunzione incollate.
L’utilizzo di adesivo come tecnolo-
a posteriori. Far questo necessita All’epoca la ricerca sulle giunzioni
gia di unione offre diversi vantaggi
una conoscenza approfondita della incollate di quel gruppo di Università
rispetto ad altre tecnologie più
tecnologia e della meccanica dei era sostenuta da vicino da Henkel
spesso utilizzate: permette di unire
giunti da incollare, che ancora oggi Italia, specialmente nella figura
materiali di natura differenti, quali
è appannaggio prevalente dei settori del Dr. Piero Mauri, Responsabile
ad esempio metallo e polimero,
“high-tech” citati in precedenza e educational, attraverso la fornitura
differentemente dalla saldatura, e
di alcuni altri (automotive, carrozze di materiali, sostegno economico a
senza dover realizzare fori e utiliz-
ferroviarie, nautica, turbine eoliche, tesi e un inesauribile flusso di spunti
zare bulloni. Per questo motivo gli
dispositivi per lo sport), ma ancora pratici. Una volta terminato il pro-
adesivi sono molto diffusi in settori
manca in gran parte nella manifattu- getto Cofin, Henkel ha continuato a
quali l’aeronautico e il motorsport,
ra meccanica generale . sostenerci sia sui temi fondamentali
dove le strutture sono usualmente
del comportamento meccanico delle
composte da materiali differenti e La storia del vostro impegno in questo
parti incollate, che per la soluzione
dove si ricerca la massima leggerez- ambito di ricerca parte da lontano, da
di problematiche presentate da loro
za. A livello di costo poi, un nostro un finanziamento ministeriale. Ci rac- clienti. In oltre vent’anni l’attività si
caso di studio condotto con un’im- conta come dalla ricerca di base siete è allargata e abbiamo collezionato
presa del territorio e poi pubblica- arrivati a collaborare con le aziende, numerose esperienze applicative,
to, ha confermato la convenienza fornendo consulenza tecnica e prove che vanno dal motorsport, all’im-
economica rispetto alla saldatura. Si sperimentali? piantistica alimentare, alla ceramica,
tratta, infine, di una soluzione con
Sì, parte da un finanziamento ai pannelli solari fino ad applicazioni
un impatto ambientale relativamen-
ministeriale del ‘99 (Cofin, l’attuale curiose come la sigillatura struttura-
te limitato, essendo sì un materiale
PRIN), in cui assieme ad altre Uni- le dei cofani funerari, a testimonian-
generalmente di derivazione fossile,
versità italiane, studiammo criteri di za della versatilità della tecnologia.
ma utilizzato in quantità limitata.
resistenza e integrità delle giun-
Inoltre, il processo di incollaggio La vostra ricerca spazia dallo studio
zioni incollate. L’esperienza di quel
può anche avvenire, per talune di giunti ibridi che sfruttano in modo
15figura 1. Incollaggio di moduli dell’isolatore di una riempitrice per bevande: vista complessiva (a sinistra) e dettaglio (a destra).
sinergico il contributo di un punto di di unione meccanica permette di L’uso di un adesivo in sostituzione
saldatura e l’adesivo allo studio dei mantenere assieme le parti durante della saldatura ha fatto breccia
pannelli solari, con focus sulla sigillatu- questo periodo. Per questo motivo, nell’industria meccanica per l’ali-
ra di strutture in vetro-alluminio. Quali abbiamo studiato estensivamente i mentare, come ad esempio Sidel
sono le caratteristiche della ricerca giunti ibridi nell’ambito di una tesi Spa (figura 1), e ha portato alla
svolta dal vostro gruppo? Può farci di dottorato in collaborazione con costruzione di prototipi, che sono
qualche esempio? il centro di ricerca europeo Henkel stati poi ingegnerizzati e venduti,
a Monaco di Baviera, e questo ha come nel caso di Promec srl. Questi
Il tema dei giunti ibridi, in cui
portato alla pubblicazione di diversi studi, svolti all’interno di contratti o
l’incollaggio è affiancato da un’altra
articoli. progetti di ricerca, sono stati spesso
tecnologia di unione (saldatura,
Il caso dei pannelli solari è esem- pubblicati e presentati a conferenze,
rivettatura, ...) può apparire in prima
plificativo di un campo di impiego e hanno anche portato al deposito
battuta come una complicazione
in cui l’adesivo è indispensabile, di un brevetto.
tecnologica, di costo e di impatto
cioè l’unione strutturale di elementi
ambientale. In realtà, in questo Siete attivi anche nel settore dell’auto-
che presentino dilatazioni termiche
modo si mettono assieme gli aspetti motive. Con riferimento alla colla-
molto differenti: in questo caso
positivi dell’una e dell’altra tecno- borazione con Dallara Automobili, vi
la dilatazione del vetro di coper-
logia, realizzando un giunto che siete occupati dello studio di sistemi
tura è inferiore a quella del telaio
ha resistenza e rigidezza elevate, incollati di materiali compositi in fibra
in alluminio. Il collegamento con
ma che si comporta bene anche di carbonio. Ci racconta di questa
un adesivo elastico e di spessore
a temperature di lavoro superiori collaborazione?
adeguato, permette di unire le parti
a quelle ammissibili per il solo incol-
compensando la dilatazione. Il motorsport è uno dei settori eletti-
laggio. Inoltre, dato che l’adesivo
vi per l’incollaggio, essendo sempre
è inizialmente liquido o pastoso e E nel settore delle macchine per indu-
alla ricerca della massima prestazio-
ha bisogno di un certo tempo per stria alimentare? ne col minimo ingombro e massa e
consolidarsi, la presenza di punti
figura 2. Digramma forza-apertura del giunto, con scarichi parziali per la misura della cedevolezza e della lunghezza del difetto (a sinistra) apice
del difetto (freccia rossa) (a destra).
16 giugno 2022figura 3. Superfice di frattura finale.
utilizzando spesso accoppiamenti della ricerca di cui è maggiormente in special modo quelli legati alle
di materiali di natura differente. In orgoglioso? imperfezioni superficiali. A differen-
questo senso, anche a livello didatti- Come accennavo in precedenza, za di un collegamento bullonato, ad
co, in passato abbiamo spinto molto a valle dell’attività con Promec esempio, dove il cedimento di una
per l’introduzione dell’incollaggio l’azienda ha depositato un brevet- vite viene più facilmente assorbito
nella costruzione di componenti to che verte su un nuovo tipo di dalla ridistribuzione del carico sulle
della vettura dell’UniPR Racing Team struttura per il basamento delle rimanenti, nel caso di un incollag-
(Formula SAE). macchine operatrici, in cui la co- gio il difetto è libero di propagare
Venendo alla collaborazione con struzione modulare avviene me- lungo la superficie di giunzione. Per
Dallara, abbiamo avuto modo di diante incollaggio. Da questo poi è questo motivo il tema della simu-
qualificare per loro tipologie di giun- discesa l’idea di creare un elemento, lazione predittiva dello sviluppo di
zioni fra parti dello stesso materiale battezzato “nodo strutturale univer- difetti, e segnatamente di difetti
o di materiali differenti: alluminio-al- sale” e brevettato, che permettesse che propagano lentamente sotto
luminio, alluminio-CFRP (Carbon di collegare in modo versatile gli l’effetto di cicli di sollecitazione, è
Fiber Reinforced Polymer), CFRP- elementi di tale tipo di struttura. un filone importante della cosid-
CFRP applicate nella costruzione detta “meccanica della frattura”,
delle loro vetture da competizione. Dal punto di vista della ricerca scien- un insieme di metodologie volte ad
La sperimentazione è stata quindi tifica uno dei risultati più importanti assicurare che le strutture portanti
molto estesa ed i risultati, significa- riguarda i sistemi di simulazione della di una costruzione meccanica, ma
tivi per l’azienda, sono stati riassunti propagazione dei difetti dentro una non solo, siano adeguatamente tol-
in alcune pubblicazioni (figura 2 e 3). giunzione incollata. Ci racconta quali leranti al danno che si può generare
sono i principali risultati ottenuti? nel tempo.
Dal punto di vista del trasferimento
La giunzione incollata è molto La simulazione numerica, con il me-
tecnologico c’è una valorizzazione
sensibile ai difetti di fabbricazione, todo degli elementi finiti, permette
figura 4. Propagazione di un difetto in un giunto incollato di materiale composito con fibra di carbonio (a sinistra). Simulazione della propagazione
di un difetto col metodo degli elementi finiti (a destra).
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