Firb, i progetti dei ricercatori fiorentini

La diffusione sempre più ampia di smart phone, applicazioni e servizi dati sta aumentando la richiesta di accessibilità alla rete ovunque e in ogni momento. Il progetto coordinato da Dania Marabissi - 39 anni, ricercatrice al Dipartimento di Ingegneria dell’informazione - individuerà soluzioni che permettano di moltiplicare la capacità di comunicazione delle attuali reti cellulari.

“Il progetto studierà come integrare la copertura garantita dalle tradizionali macro-celle con celle di dimensioni minori sovrapposte alle precedenti. - spiega la ricercatrice - Tipicamente questo accade in luoghi dove ci sono picchi di trasferimento dati, in ambienti indoor e dove si verifica una temporanea necessità di accesso che richiede una rapida istallazione della rete. Che sia l’operatore telefonico a posizionare celle più piccole in modo coordinato con la rete principale, o l’utente finale che le istalla senza alcun collegamento - prosegue Marabissi - lo sviluppo eterogeneo della rete può generare interferenze inter-cella. Col nostro lavoro - conclude la ricercatrice - proporremo soluzioni di gestione di tali interferenze e delle risorse delle reti, sfruttando anche le potenzialità delle antenne multiple, che rappresentano uno degli elementi tecnologici chiave nel sistema di trasmissione dei dati.” Il progetto ha ricevuto un finanziamento di 266mila euro.

Depurare le acque reflue delle produzioni industriali con un mix di funghi e batteri, riducendo i costi economici e ambientali dei trattamenti usati attualmente. È l’obiettivo del gruppo di ricerca coordinato da Giulio Munz. “Il trattamento delle acque reflue viene fatto con fanghi attivi, biotecnologie basate sull’utilizzo di ecosistemi ingegnerizzati popolati essenzialmente da batteri. - racconta Munz, ricercatore al Dipartimento di Ingegneria civile e ambientale, 39 anni - Ma una frazione residua di inquinanti resiste. Grazie alla produzione di enzimi ossidativi come laccasi e per ossidasi - spiega il ricercatore - i funghi possono degradare diverse sostanze recalcitranti, come fenoli, composti farmaceutici e distruttori endocrini, erbicidi, coloranti, tannini e renderle biodegradabili per i batteri.”

Le biotecnologie basate sulla combinazione di funghi e batteri però sono ancora a uno stadio sperimentale e le condizioni ambientali che si creano negli attuali impianti di trattamento delle acque reflue sono favorevoli alla crescita di batteri e inibiscono lo sviluppo di funghi. “Il nostro obiettivo è superare questo limite con una nuova strategia e specifiche soluzioni tecnologiche. - spiega Munz - Inoculeremo nei fanghi attivi biomassa fungina prodotta in situ per ottenere le condizioni necessarie alla crescita di funghi con un approccio sostenibile, ovvero utilizzando un reattore che viene alimentato con gli effluenti derivanti dalla disidratazione dei fanghi.”

Il progetto coinvolge Valeria Tigini, biologa del Dipartimento di Scienze della vita e biologia dei sistemi dell’Università di Torino, dove si trova la più importante micoteca italiana, la “Mycotheca Universitatis Taurinensis”, e ha ottenuto un finanziamento di 289mila euro. Sarà testata sui composti presenti nelle acque reflue conciarie e sui percolati delle discariche, ma potrà essere applicata anche nella depurazione di reflui civili e in altri processi di trattamento dei rifiuti e di biorisanamento del suolo.

La ricerca coordinata da Marco Capitanio - ricercatore al Dipartimento di Fisica e Astronomia, 40 anni - è dedicata alla meccanotrasduzione, cioè la conversione delle forze meccaniche in segnali biochimici e biomolecolari. “I sistemi biologici, dagli animali, fino alle singole molecole biologiche, sono continuamente soggetti a stimoli meccanici e a forze che, agendo dall’ambiente circostante, ne modificano proprietà e comportamento. - racconta Capitanio - Pensiamo ad esempio al sistema muscolare, capace di adattarsi agli stimoli meccanici dei differenti tipi di allenamento. Nell'ultimo decennio è emerso come forze e stress meccanici siano in realtà implicati in un gran numero di meccanismi di regolazione fondamentali per la vita cellulare e animale - prosegue il ricercatore - La meccanotrasduzione è alla base di numerosi processi biologici fondamentali per lo sviluppo e la differenziazione delle cellule, per la loro corretta funzionalità e per lo sviluppo di patologie.”

Comprendere la relazione che lega lo stimolo meccanico alla risposta biochimica ha importanti ricadute mediche: malattie come l’aterosclerosi, l’artrite, la sordità, l’osteoporosi e il cancro possono svilupparsi come conseguenza di una condizione o di una risposta meccanica anomala e la risposta cellulare alle forze meccaniche è cruciale nello sviluppo dell'embrione e nella differenziazione delle cellule staminali adulte. La ricerca, che coinvolge l’Istituto di Biofisica di Genova e il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Firenze, ha ottenuto un finanziamento di 629mila euro.

“Studieremo i meccanismi molecolari alla base della meccanotrasduzione grazie a una combinazione di tecniche avanzate di manipolazione e imaging, con sensibilità fino alla singola molecola, che supererà i limiti delle tecniche attuali. - Spiega Capitanio - In particolare, a Firenze utilizzeremo la manipolazione laser di singole molecole per impartire stimoli meccanici, monitorando contemporaneamente le cascate di segnali biochimici indotti dallo stimolo stesso, attraverso la microscopia di fluorescenza ad alta sensibilità. Applicheremo queste tecniche - conclude il ricercatore- allo studio della differenziazione delle cellule mesenchimali (le staminali adulte), un ambito di particolare attualità e con importanti ricadute mediche.”

Attualmente la produzione di cemento, il legante responsabile delle proprietà coesive del calcestruzzo, è responsabile dell'emissione del 5% di anidride carbonica di origine antropica. Un problema che il team coordinato da Francesca Ridi affronterà con una ricerca dedicata alla formulazione di cementi innovativi ed eco-sostenibili a base di magnesio. Il progetto ha ricevuto un finanziamento pari a oltre 784mila euro.

“Il 60% delle emissioni causate dalla produzione del cemento si verifica a causa della calcinazione di calcare e argille per ottenere la miscela di silicati e alluminati di calcio che costituisce il legante. - racconta Ridi, 37 anni e un dottorato di ricerca in Chimica - Uno dei leganti più promettenti, che non comporta emissioni di CO2, è il silicato di magnesio idrato (M-S-H).” Assieme a Silvia Borsacchi del CNR di Pisa e Maria Francesca Iozzi della Scuola Normale Superiore, Ridi si occuperà di formulare cementi a base di M-S-H, di studiarne la relazione composizione-struttura-proprietà e di proporre strategie per migliorarne le prestazioni meccaniche e funzionali.

“Condurremo uno studio sia sperimentale che computazionale per analizzare varie miscele da un punto di vista strutturale, cinetico e applicativo - spiega la ricercatrice - e testeremo le proprietà meccaniche del M-S-H su scala nano e macroscopica per predire le prestazioni del materiale in funzione della sua composizione. Inoltre - conclude Ridi - cercheremo di migliorare le proprietà del M-S-H incorporando additivi (argille naturali nano tubolari) che ne migliorino le proprietà e fungano anche da nano container per il rilascio di ‘principi attivi’, come sostanze anticorrosive, per stabilizzare le armature in acciaio.”

Ha ottenuto dal Miur un contributo di oltre 217mila euro Giovanni Zago, docente a contratto di lingua latina dell’Ateneo, per poter realizzare un’edizione critica delle favole di Fedro, fondata su un nuovo esame dell’intera tradizione testuale. “Pur avendo ispirato grandissima parte della favolistica europea, non si può dire che questo autore abbia avuto molta fortuna sotto il profilo filologico ed esegetico – spiega lo studioso –, tanto che ancora non esiste un’edizione critica veramente attendibile”. Grazie al finanziamento del Firb, Zago avrà la possibilità di studiare in loco tutti i manoscritti che tramandano le favole fedriane, a partire dal più importante, il famoso codice “Piteano”, che è conservato alla Pierpont Morgan Library di New York e che pochissimi filologi hanno avuto tra le mani. Sulla base di questa ricognizione dei manoscritti, e di un esame minuzioso del testo, il ricercatore, 35 anni e originario di Ferrara, mira a produrre un’edizione critica “finalmente soddisfacente e affidabile, capace di diventare un punto di riferimento per gli antichisti e gli studiosi di favolistica”. L’edizione sarà pubblicata da De Gruyter (il principale publisher internazionale nell’ambito degli studi classici) nella prestigiosa serie “Bibliotheca scriptorum Graecorum et Romanorum Teubneriana” e affiancata da un volume di “Phaedriana” nel quale Zago analizzerà dettagliatamente tutti i passi di Fedro problematici dal punto di vista filologico.