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Pubblicazioni CNR
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Curriculum e Competenze

Lettere Referenza a Progetti

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Il Prof. Andrea Lazzeri è Direttore del Centro di Scienza dei Materiali e Ingegneria dell’Università di Pisa dal 2013 e presidente del corso di laurea magistrale in Materials e Nanotechnology. È membro associato di IPCF-CNR e ICCOM-CNR. È anche rappresentante dell’Università di Pisa nel comitato scientifico del distretto tecnologico regionale per nuovi materiali.
Ha iniziato la carriera laureandosi in ingegneria chimica (Università di Pisa, 1982). Poi, nel 1991, ha conseguito il dottorato in Advanced Materials (Cranfield University, UK). Nel 1984 è diventato ricercatore all’Università di Pisa. Nel 1999-2000 è stato visiting scientist al MIT di Boston. Nel 2002 è diventato professore associato presso l’Università di Pisa e successivamente, nel 2008, è diventato professore ordinario nella stessa università, dove insegna diversi corsi nel campo della scienza e ingegneria dei materiali, polimeri bio-compositi e compositi, lavorazione delle materie plastiche e caratterizzazione dei polimeri.
E’ stato co-direttore del Master in Yacht Engineering attualmente in corso la IV edizione, che si svolge a Viareggio. Il master è stato organizzato dall’Università di Pisa in collaborazione con la Facoltà di Architettura dell’Università di Firenze e con il supporto del Comune di Viareggio, della Provincia e della Camera di Commercio di Lucca, e dei cantieri nautici di Viareggio.
Negli ultimi due decenni, i suoi principali progetti di ricerca si sono occupati di lavorazioni e proprietà meccaniche di compositi a matrice polimerica e matrice ceramica e di polimeri da fonte rinnovabile e/o biodegradabili per applicazioni ambientali. È stato coordinatore di tre progetti europei: Forbioplast, Helm e NanoCathedral.
Ha pubblicato circa 160 comunicazioni scientifiche con circa 2600 citazioni.

Pubblicazioni CNR
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GENERALITÀ:
Laura Andreozzi
Nationalità: Italiana.
E-mail: laura.andreozzi@df.unipi.it
Researcher ID: orcid.org/0000-0002-8235-275X
Lingue estere: inglese, francese

POSIZIONE ACCADEMICA
Professore Associato settore concorsuale 02/B1 , SSD FIS/03 – Fisica della materia
Anzianità nel ruolo: 29/12/2017
Presso Università di PISA, Dipartimento FISICA
Indirizzo e Laboratorio di Ricerca: Dipartimento di Fisica “E. Fermi” dell’ Università, Largo B. Pontecorvo 3, Ed. B, I-56127 Pisa – Italia.

FORMAZIONE E CARRIERA
– 1974 – Diploma di maturità classica, Liceo Ginnasio Giosuè Carducci, Viareggio
– 16/7/1991 – Laurea in Fisica, Università di Pisa, Italia. Tesi: “Spettroscopie lineari e non lineari di risonanza paramagnetica elettronica in mesofasi polimeriche”, relatore Prof. Marco Giordano. La tesi è stata segnalata dal Prof. E. Chiellini (Professore Ordinario presso Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale Università Pisa) per il Glenn Brown Award 1992.
– 1993 Dicembre – Vincitore di una borsa per il dottorato in Fisica IX ciclo, Università di Pisa
– 8/7/1997 – Conseguimento del titolo di Dottore di Ricerca in Fisica (IX ciclo), Università di Pisa, Italia. Tesi: “Processi di diffusione in glass formers molecolari e polimerici via spettroscopia di risonanza paramagnetica elettronica lineare e non lineare”, tutore Prof. Marco Giordano
– 15/06/1998 – vincitore concorso di Ricercatore Universitario (B03X), bandito dall’Università degli Studi di Pisa, Facoltà di Scienze MM.FF.NN con DR 760/01 del 30/04/1997
– 7/10/1998 – Presa di servizio Ricercatore Universitario (B03X), presso Dipartimento di Fisica E. Fermi, Università di Pisa
– 7/10/2001 – Conferma in ruolo Ricercatore Universitario (B03X), presso Dipartimento di Fisica E. Fermi, Università di Pisa
dal 2012 – Inizio novembre – responsabile dei seguenti laboratori di Ricerca del Dipartimento di Fisica, E. Fermi Università di Pisa : ”Risonanza magnetica e tecniche a microonda” e ”Laboratorio reologia e calorimetria”
– 13/10/2014 – Conseguimento della abilitazione scientifica nazionale a Professore Universitario di seconda fascia, Bando 2013 (DD n.161/2013). I giudizi individuali dei commissari riportano ciascuno singolarmente la seguente conclusione: La qualità complessiva delle pubblicazioni selezionate è eccellente(A) . Il complesso della attività e dei titoli presentati risulta eccellente (A)
-3/12/2017- vincitore concorso a professore associato il settore concorsuale 02/B1 “Fisica Sperimentale della Materia” – settore scientifico disciplinare FIS/03 “Fisica della Materia” presso il dipartimento di Fisica , in seguito a procedura valutativa ai sensi dell’art. 24 comma 6 della Legge 240/2010 indetta da’’Università di Pisa, Codice AOO :CLE Num. Prot.: 0056189/ 2017 Data: 03/11/2017 Rep: Procedure valutative Num.: 40/2017
29/12/2017 – nomina a Professore Associato ed assunzione in sevizio nel settore 02/B1, SSD Fis/03, presso il dipartimento di Fisica Università di Pisa.

PUBBLICAZIONI
-Numero totale pubblicato: 113 di cui
i) 88 pubblicazioni su riviste internazionali, con revisione tra pari, di cui 5 su invito, e 1 in via di revisione
ii) 2 abstract su rivista
iii) 14 contributi su atti di conferenza, con revisione a cura del comitato scientifico
iv) 9 contributi in volumi, di cui 2 su invito
-Lavori in preparazione: 4

PARTECIPAZIONI A CONGRESSO INTERNAZIONALI E NAZIONALI
Numero totale: 126 di cui
i) INVITED :15 comunicazioni orali a invito di L.A. + 5 comunicazioni su invito come coautore
ii) ORALI :13 comunicazioni orali tenute da L.A.+ 29 comunicazioni orali come coautore
iii) POSTER: 58 poster + 1 poster su invito + 2 poster premiati
iv) DIVULGAZIONE: 3 poster da congressi di divulgazione scientifica

PREMI E RICONOSCIMENTI
– 2017/dicembre/5 – ricercatore beneficiario del Fondo di Finanziamento delle Attività Base della Ricerca DI CUI ALL’ART. 1, COMMI 295 E SEGUENTI, DELLA LEGGE 11 DICEMBRE 2016 N. 232 (GU n.297 del 21-12-2016 – Suppl. Ordinario n. 57).
– 2014/9/3 – Invito per una comunicazione orale al March Meeting of the American Physical Society, March 2-6 , 2015 in San Antonio Texas da parte del prof. Gregory McKenna, presidente della società di reologia americana , professore di ingegneria chimica, Paul Whitfield Horn Professor, e The John R. Bradford Endowed Chair in Engineering della Texas Tech University
– 2014/5/5 – Attribuzione incentivo una tantum 2011 (Decreto Rettorale Num 453/2014) in seguito a procedura selettiva per i professori e i ricercatori a tempo indeterminato dell’Università di Pisa finalizzata all’attribuzione dell’incentivo per l’anno 2011, indetta con Decreto rettorale n. 1195 del 17/9/2013.
– 2013 – Chairman della sessione del symposium “Advanced characterization and analysis of polymer structure, processability and final properties” (onWednesday afternoon, 4.00 pm, 19 June, 2013, room B1) dell’”European polymer Congress EPF2013″ – June 16-21 2013 Pisa Italy
– 2010 – Tutore della tesi di Dottorato in fisica del Dott. Fabio Zulli, insignita del premio della Societa’ italiana dei cristalli liquidi per “ la migliore tesi di dottorato di ricerca inerente a tematiche liquido cristalline”.
– 2009 – Messaggio di congratulazioni da parte del prof. Gregory McKenna per l’utilizzo con successo di concetti di reologia
– 2005 – Ringraziamenti pubblicati dal gruppo gruppo Prof. Ciardelli (Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale, Università di Pisa) per le misure reologiche effettuate per la pubblicazione dell’articolo: Formation of Short and Long Chain Branches during the Free Radical Functionalization of Polyamide 6 in the Melt, Macromolecules (2006), 39, 2153-2161
– 2002 – risultati scientifici selezionati come HIGHLIGHT INFM: S. Patanè, A. Arena, M. Allegrini, L. Andreozzi, M. Faetti, M. Labardi, D. Palazzuoli And M. Giordano (vedi Pubblicazione P41) “Optical nanowriting and relaxation in azobenzene polymers” In INFM Highlights 2002. INFM .
– 1999 – Coautore di Poster premiato per la presentazione ed i contenuti altamente innovativi al Congresso Nazionale di Fisica della Materia, Catania, 14-18 giugno 1999: M. Faetti, L. Andreozzi, M. Giordano, D. Leporini ” Fractional coupling to the viscosity and the scaling of the rotational relaxation of tracers in o-terphenyl: a linear and non linear ESR study”. Congresso Nazionale INFM, INFMeeting, Catania, 14-18 giugno 1999
– 1994 – Primo autore di Poster premiato per la presentazione ed i contenuti altamente innovativi al Congresso Nazionale di Fisica della Materia, Brescia, 13-16 giugno 1994: L. Andreozzi, M. Giordano, D. Leporini “Microscopic and macroscopic dynamics in thermotropic liquid crystalline polymers as a function of the thermal history” Congresso Nazionale di Fisica della Materia, Brescia 13-16 Giugno 1994
– 1992 – La tesi di Laurea ( “Spettroscopie lineari e non lineari di risonanza paramagnetica elettronica in mesofasi polimeriche”, relatore Prof. Marco Giordano) è stata segnalata per il Glenn Brown Award 1992 dal Prof. E. Chiellini (Professore Ordinario presso Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale Università Pisa).
Ai riconoscimenti sopra elencati, sono da aggiungere le comunicazioni ad invito personale e i manoscritti ad invito , nonché i poster premiati e le comunicazioni orali assegnate a L.A. .

TEAM LEADER
– dal 2012 – Inizio novembre – responsabile dei seguenti laboratori di Ricerca del Dipartimento di Fisica, E. Fermi Università di Pisa : ”Risonanza magnetica e tecniche a microonda” e ”Laboratorio reologia e calorimetria”
– 2012 – agosto- coordinatore di ricerca per l’attivita’ del progetto POLOPTEL nel dipartimento di fisica – finanziato dalla Fondazione Cassa di Risparmio di Pisa, Settore Ricerca Scientifica e Tecnologica
– 2006 – Ricercatore leader del gruppo dei laboratori di Calorimetria, Rheologia e spettroscopia di Electron spin resonance, presso il dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa, come destinazione per la richiesta di soggiorno finanziata da parte “Generalitat Valenciana, conselleria d’empresa, universitatai ciencia”per il periodo 1 giugno-31 agosto 2006 al prof. José Luis Gómez Ribelles Departamento de Termodinámica Aplicada Universidad Politécnica de Valencia , Spain
– 2000 – proponente e project manager del Progetto Avanzato Strategico di Sezione: ”Crossover Rouse – Reptation” (CRORE) – finanziato dalla sezione C dell’INFM nell’ambito dei PAISS 2000 (vedi anche sezione progetti)

INCARICHI PROFESSIONALI E CONSULENZE INDUSTRIALI
– 2016 Aprile – contratto da parte di BRIDGESTONE INDUSTRIAL LIMITED, Berliner, Germany per ”Rheology study and data analysis on interlayer film EVASAFE”, svolta presso il laboratorio di reologia della dott.ssa Andreozzi, Dipartimento Fisica Pisa
– 06/04/2012 -INCARICO prestazione professionale da parte di PONTLAB srl Pontedera: ”Caratterizzazione reologica in funzione di temperatura e frequenza di un campione di gomma Europrene N2845.” svolta presso il laboratorio di reologia della dott.ssa Andreozzi, Dipartimento Fisica Pisa
– Settembre 2010 – INCARICO di prestazione professionale ”’Studio di andamento delle proprietà reologiche di oli siliconici in funzione dell’invecchiamento.” per il prof. Valter Castelvetro, del Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale, Università di Pisa nell’ambito di sue consulenze per la Continental automotive spa Pisa e svolta presso il laboratorio di reologia della dott.ssa Andreozzi, Dipartimento Fisica Pisa
– Ottobre 2007 – Prestazione professionale gratuita per Dr.Simona Bronco PolyLab-CNR e Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale (DCCI) Università di Pisa per conto Gruppo Angelini , Roma: ”Misure reologiche su una soluzione polimerica commerciale (collirio) a 25° C e a 37°C’, svolta presso il laboratorio di reologia della dott.ssa Andreozzi, Dipartimento Fisica Pisa’
-1999/2000 – Tutor di una borsa finanziata all’INFM dal ministero del lavoro nell’ambito FSE QCS Obiettivo 3, Asse 2 relativo a borse di studio professionalizzanti. Titolo del Progetto Di Formazione: “Processo per la realizzazione di vetri antifuoco e vetri multistrato con l’impiego di adesivi essiccati mediante irraggiamento a microonde di resine polimeriche.”
-1-11-1996/30-6-1997 – Collaborazione occasionale da parte dell’ Istituto Nazionale INFM per consulenza industriale sul tema:” Progettazione, realizzazione e messa a punto di un sistema a microonde per il consolidamento di lapidei ad alta frammentazione”, svolta presso l’U.d.R. di Pisa, gruppo Giordano. La collaborazione si inserisce nel Progetto industriale obbiettivo 2, asse “innovazione tecnologica ricerca e sviluppo ” azione 3.2 servizi tecnologici, regolamento CEE 2081/93. Sviluppato da Up & Up Srl e INFM. Titolo progetto: “Sviluppo processo innovativo per il recupero ed il consolidamento di pietre e marmi ad elevata frammentazione”.
-1-4-1996- Incarico di prestazione professionale da parte del Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa per la riorganizzazione informatica del servizio gestione prestiti libri.
-1-9-1995/31-12-1995 – Collaborazione occasionale da parte dell’ Istituto Nazionale INFM per consulenza industriale sul tema: “Studio del trattamento termico di materiali lapidei mediante tecniche a microonde e cinetiche di polimerizzazione”, svolta presso l’U.d.R. di Pisa, gruppo Giordano.

INCARICHI DI RICERCA
-2005 – Formation of Short and Long Chain Branches during the Free Radical Functionalization of Polyamide 6 in the Melt, misure e ringraziamenti pubblicati dal gruppo gruppo Prof. Ciardelli (Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale, Università di Pisa) su Macromolecules (2006), 39, 2153-2161
-1-05-1994/31-05-1994 – Incarico di collaborazione occasionale da parte dell’Istituto Nazionale INFM sul tema: “Simulazione di spettri ESR di spin probe in materiali polimerici”. Isoterme in polimeri con e senza spin probe a varia temperatura”, svolta presso l’U.d.R. di Pisa, gruppo Giordano.
-23-10-1991/22-10-1992- Incarico di ricerca da parte dell’Università di Pisa nell’ambito della linea: “Rilassamento e coerenza in spettroscopie magnetiche dielettriche molecolari”, svolta presso Dipartimento di Fisica di Pisa, gruppo Giordano.

BORSE
-1-11-1992/30-10-1993- Borsa annuale da parte del Consorzio INFM sul tema: “Studio di proprietà dinamiche e strutturali in materiali polimerici liquido cristallini mediante tecniche di risonanza elettronica lineare e non lineare, calorimetria a scansione differenziale ed analisi dinamico meccanica”, svolta presso l’U.d.R. di Pisa, gruppo Giordano.
-1-7-1997/6-10-1998-Borsa postdoc nazionale della Sezione C, Liquidi e Sistemi Disordinati dell’INFM sul tema: “Lo studio dei processi di diffusione sia macroscopici che microscopici in matrici glass forming a basso ed alto peso molecolare”, presso l’U.d.R. di Pisa, gruppo Giordano.

PARTECIPAZIONE A PROGETTI SCIENTIFICI E APPLICATIVI
– 2013 – Studio della dinamica di rilassamento e della cinetica di cristallizazione in farmaci amorfi – Protocollo Esecutivo ITALIA-CINA. – con la partecipazione al finanziamento del Ministero degli Affari Esteri (36 mesi – partecipante)
– 2010 – Nuovi sistemi polimerici con funzionalità elettriche ed ottiche ottenuti per micro e nanodispersione adesiva e loro impiego come materiali e dispositivi per applicazioni specializzate ed intelligenti (POLOPTEL).- finanziato dalla Fondazione Cassa di Risparmio di Pisa, Settore Ricerca Scientifica e Tecnologica (36 mesi – partecipante)
– 2012- a partire da agosto- coordinatore di ricerca per l’attività del progetto POLOPTEL ( finanziato dalla Fondazione Cassa di Risparmio di Pisa) presso il dipartimento di fisica (coordinatore ricerca DIFI)
– 2009 – RIGEPLAST: processi sostenibili e applicazioni ad alto valore aggiunto da materiali plastici post-uso e post-consumo nei cicli industriali della Toscana – finanziato dalla Regione Toscana nell’ambito POR Regione Toscana CReO FESR 2007-2013 ( per il sostegno di progetti di ricerca congiunti tra gruppi di imprese e organismi di ricerca in materia di ambiente, trasporti, logistica) (18 mesi – partecipante)
– 2007 – Proprietà strutturali e dinamiche delle diverse scale spazio-temporali in materiali nano compositi e nanostrutturati per la nanoscrittura ottica – finanziato dalla regione Toscana nell’ambito PROGETTI INTEGRATI DI RICERCA POR OB.3 TOSCANA 2000-2006 MISURA D 4 (18 mesi – partecipante)
– 2003 – PROGETTO YELLOWSTONE: “Individuazione specie chimiche e meccanismi responsabili dell’ingiallimento dei lapidei bianchi in stoccaggio e dopo posatura; sviluppo di resine protettive e superamento problemi di compatibilità con i collanti di posa” finanziato a UPGROUP e INSTMdalla Regione Toscana , programmi di ricerca aziendali DOCUP OB. 2 – 2000/2006 – ASSE 1 – MISURA 1.8 (11 mesi – partecipante)
– 2001 – Programma Vigoni: ” Formation of Surface Relief Gratings in Liquid Crystalline Polymers: Mechanism and Application” (Vigo ni-37) – Università di Pisa (Prof. G. Galli) – Università di Potsdam (Prof. J. Stumpe) – bando 2001/2001 Ateneo Italo-Tedesco (AIT) e Deutscher Akademischer Austausch Dienst (DAAD)
– 2000 – Progetto Avanzato Strategico di Sezione: ”Crossover Rouse – Reptation” (CRORE) – finanziato dalla sezione C dell’INFM nell’ambito dei PAISS 2000 (24 mesi – proponente e project manager)
– 1998/2002 – ”Workpackage 5” del Piano “Potenziamento strutture di ricerca per servizio e trasferimento tecnologico” Cluster 26 – progetto 488/92, P5-B azione 2 – 4 – finanziato dal CIPE (60 mesi – partecipante)

COMITATO EDITORIALE DI RIVISTE
– Dal 09/2002 al 03/2003 Guest editor della rivista Journal of Physics: Condensed Matter , per l’edizione dello special issue Journal of Physics: Cond. Matt. Volume 15, Number 11, 26 March 2003 contenente gli atti della conferenza “III Workshop On Non Equilibrium Phenomena In Supercooled Fluids, Glasses And Amorphous Materials”Pisa 22 – 27 Settembre 2002
– Dal 09/2006 al 05/2007 Guest editor della rivista Journal of Physics: Condensed Matter , per l’edizione dello special issue Journal of Physics: Cond. Matt. Volume 19, Number 20, 23 May 2007, contenente gli atti della conferenza “IVWorkshop On Non Equilibrium Phenomena In Supercooled Fluids, Glasses And Amorphous Materials”, Pisa 17-22 Settembre 2006

COMITATI ORGANIZZATORI DI CONFERENZE , SEGRETARIATI SCIENTIFICI
– 2012 – membro comitato organizzatore EUROPEAN POLYMER CONGRESS EPF2013, Pisa 16-21 Giugno 2013
– 2006 – Segretario Scientifico della Conferenza “IV Workshop On Non Equilibrium Phenomena In Supercooled Fluids, Glasses And Amorphous Materials”. Pisa 17-22 Settembre 2006 Chairmen:M. Giordano, Dipartimento di Fisica, Università di Pisa; M. Tosi, Scuola Normale Superiore, Pisa; D.Leporini, Dipartimento di Fisica, Università di Pisa
– 2002 – Segretario Scientifico e Membro dell’Advisory Committee della Conferenza “III Workshop On Non Equilibrium Phenomena In Supercooled Fluids, Glasses And Amorphous Materials”. Pisa 22 – 27 Settembre 2002. Chairmen: M. Giordano, Dipartimento di Fisica, Università di Pisa; M. Tosi Scuola Normale Superiore, Pisa
– 2002 – 12 Aprile- Membro del comitato organizzatore della premiazione degli studenti vincitori delle prove di Secondo Livello delle ”Olimpiadi della Fisica” svoltesi il giorno 21 febbraio 2002 a Lucca, Pisa e Viareggio.
– 2002 – Membro del comitato organizzatore della mostra “Frammenti di IMPARAGIOCANDO”, Pisa, 9-29 marzo 2002 presso il Museo degli Strumenti per il Calcolo, Area dei Vecchi Macelli, ospitata per la prima volta in Toscana.
– 1998 – Membro del comitato organizzatore del “II Workshop on non equilibrium phenomena in supercooled fluids, glasses and amorphous materials”, Pisa, 26 Settembre – 2 Ottobre 1998.
– 1995 – Membro del comitato organizzatore del “Workshop on non equilibrium phenomena in supercooled fluids, glasses and amorphous materials”, Pisa, 25 -29 Settembre 1995

COMMISSIONI VALUTATIVE
– 2017 – Membro commissione procedura valutativa relativa al bando PU65 del 12/06/2017 per il conferimento di 1 borsa di studio “ Verifica sperimentale del modello di Mullins per la mobilità superficiale di films polimerici nanostampati” presso il Dipartimento di Fisica, Università di Pisa.
– 2017 – Membro commissione procedura valutativa relativa al bando PU219 del 22/12/16 per il conferimento di 1 borsa di studio “ Struttura e dinamica di proteine in vetri organici: studio per mezzo di luce di sincrotrone“ presso il Dipartimento di Fisica, Università di Pisa.
– 2016 – Membro commissione procedura comparativa relativa al bando rif.to avviso n. prot. 106/2016 del 19/07/2016 scadenza 22/08/2016 per il conferimento di n. 1 incarico di collaborazione, avente per oggetto “Misure ed analisi reologiche di un materiale composito d’ impiego industriale conto terzi”, da svolgersi presso il laboratorio di reologia della Dott.ssa Andreozzi nel Dipartimento di Fisica, Università di Pisa.
-2015, 28 settembre – Membro della Commissione esaminatrice per il conferimento di n. 1 borsa (bandita dal Dipartimento di Fisica-Pisa, n.prot. 1601 del 27/8/2015) nell’ambito del progetto MAE ITALIA-CINA 2015 con titolo:”Studio sperimentale tramite microscopia a forza atomica, profilometria ottica e spettroscopia dielettrica a nanoscala della mobilità superficiale di solidi molecolari amorfi e polimeri sottoraffreddati.”
-2011 – Membro della Commissione esaminatrice per il conferimento di n. 1 assegno per collaborazione ad attività di ricerca da svolgersi presso il Dipartimento di Fisica “E. Fermi” (bandito con D.R. n. 2094 del 14/02/2011 e affisso all’Albo Ufficiale dell’Università in data 14/02/2011). Oggetto dell`attività di ricerca:”Study of polymer and dynamics, rheology, ESR and Atomic Force Microscopy”
– 2008 – Membro commissione relativa al Bando n. INFM AR 14/2008 per il conferimento di 1 Assegno di Ricerca per svolgere attività di ricerca sul tema “Proprietà strutturali e dinamiche sulle diverse scale spazio-temporali in materiali nanocompositi e nanostrutturati: Physical Ageing via DSC e rilassamento in spettroscopia ESR”, da svolgersi presso il Laboratorio Regionale Polylab – Unità Operativa CNR-INFM di Pisa
– 2006 – Presidente della commissione Commissione del bando BANDO N. INFM BS 12/2006 per l’assegnazione di una borsa di studio per laureati per ricerche nel campo delle scienze fisiche da usufruirsi presso il laboratorio regionale polylab centro di responsabilita’ cnr-infm, unità operativa pisa nell’ambito della seguente tematica “Processi di fusione in materiali polimerici su scala macroscopica e nanometrica”, sotto la responsabilità scientifica del Prof. Giordano Marco.(ATTO DEL RESPONSABILE CNR-INFM n. 219/06)
– 2003 – membro della Commissione del bando 749 di concorso per l’assunzione con contratto a termine biennale rinnovabile di 1 Ricercatore per attività di ricerca sul tema “Liquidi sottoraffredati e Vetri Strutturali” con sede di prima assegnazione presso l’Unità di Ricerca INFM di Roma La Sapienza. (DECRETO DEL PRESIDENTE INFM n. 107/03)

ATTIVITÀ SCIENTIFICA
Descrizione sommaria dei campi di attività:
-Fisica dei materiali polimerici e liquido-cristallini.
-Fisica di gel e di idrogel sensibili all’ambiente circostante (hydrogels “intelligent” o “smart”).
-Fisica della transizione vetrosa nei materiali polimerici e organici a basso peso molecolare.
-Reologia e calorimetria in materia soffice condensata.
-Paramagnetismo in materiali e riconoscimento specie paramagnetiche
-Proprietà di rilassamento e di risposta non lineare di sistemi atomici a due e più livelli in presenza di perturbazioni a carattere stocastico.
-Rilassamento e diffusione, risposta a sollecitazioni meccaniche in sistemi complessi.

Attività sperimentale
-Caratterizzazione di materiali tramite lo studio di proprietà strutturali ( es: ordine orientazionale nei cristalli liquidi polimerici), reologiche, di rilassamento e trasporto (es: leggi di scala temporali e spaziali nel trasporto molecolare, carattere del moto rotazionale, forma delle funzioni di rilassamento).
-Tecniche sperimentali utilizzate: spettroscopie di risonanza di spin elettronico in onda continua in banda X (10 GHz), calorimetria differenziale a scansione, dinamico meccanica, reologia, microscopia ottica
– Progettazione e messa punto di circuiti a microonda.
– Applicazioni industriali delle tecniche a microonda

Attività teorica
-Studio delle proprietà di rilassamento in sistemi atomici multilivello in presenza di fluttuazioni stocastiche.
-Risposta non lineare in sistemi atomici.
-Modelli microscopici per il rilassamento e trasporto in fluidi viscosi.
-Teoria della forma di riga.

Inquadramento e descrizione sintetica della attività scientifica

L’attività scientifica della Dott.ssa Andreozzi è principalmente di natura sperimentale e si colloca per la maggior parte nell’area della materia soffice condensata. Della materia soffice condensata (comunemente chiamata semplicemente materia soffice o soft matter) fanno parte parecchi materiali della vita quotidiana, per esempio parecchi cibi, oppure le vernici e i cosmetici, oppure i materiali biologici stessi, che, sebbene più complessi dei materiali soffici di sintesi, ne condividono molte caratteristiche. La materia soffice include i fusi polimerici e le loro soluzioni, in cui la dimensione e connettività delle molecole porta a proprietà nuove e molto diverse da quelle di liquidi semplici come la viscoelasticità, le dispersioni colloidali, dove particelle submicrometriche di solido o liquido sono disperse in un altro liquido, e i cristalli liquidi la cui forma anisotropa promuove l’instaurarsi di fasi con ordine intermedio tra quello solido e liquido. Questi materiali tra loro così diversi hanno tuttavia in comune una serie di proprietà che permettono di considerarli appartenenti alla stessa classe di materiali. La prima proprietà è l’importanza delle scale intermedie tra quelle atomiche e quelle macroscopiche, che conduce alla descrizione in termini di coarse graining ed universalità. C’è poi l’importanza delle fluttuazioni e del moto Browniano, poiché la soft matter può essere vista come in costante stato di moto casuale. Per esempio, le catene polimeriche in soluzione si girano e si contorcono continuamente, oppure le membrane, fatte di fogli di molecole anfifiliche autoassemblate, non sono rigide ma instabili, e si flettono continuamente per moto brawniano. Infine si può elencare la tendenza della materia soffice all’autoassemblaggio, che può avvenire a livello molecolare oppure gerarchicamente con molecole che si raggruppano a formare strutture supramolecolari, ordinate a un livello più elevato. La classe di materiali della materia soffice oggetto principale dello studio da parte di L.Andreozzi è quella dei materiali polimerici, con riguardo a quelli liquido cristallini. A questo rispetto L.A. ha contribuito, a partire dallo svolgimento della tesi di Laurea nell’ambito del finanziamento (1989) al primo progetto polimeri, ad attivare in Italia una linea di ricerca in ambito fisico dedicata allo studio dei materiali polimerici, a fornire il proprio gruppo di ricerca delle competenze principali sulla fisica di base di questi materiali e a rinforzare l’interazione nella ricerca tra componenti chimiche e fisiche. Nel prosieguo dell’attività questa sinergia ha portato allo sviluppo ed alla partecipazione a progetti congiunti tra chimici e fisici di carattere sia fondamentale che applicativo, alcuni in diretta interazione con le realtà industriali ed artigiane della Toscana (vedi lista progetti). I polimeri sono oggetto anche in letteratura di numerosi studi di base ed a carattere applicativo. Più specificatamente, i polimeri liquido cristallini presentano un interesse particolare dal punto di vista fondamentale, poichè in essi è presente un antagonismo tra la tendenza all’ordine della parte liquido cristallina e quella al disordine della catena polimerica. Tale competizione è in grado di generare complessi diagrammi di fase. Al di là dell’interesse teorico, i materiali polimerici presentano un interesse applicativo altrettanto rilevante a causa delle loro potenzialità tecnologiche. In particolare, i polimeri liquido cristallini azobenzenici, come quelli frequentemente investigati da L.A., sono polimeri funzionali in cui il cromoforo azobenzenico agisce sia come unità fotoresponsiva che come gruppo mesogenico. In seguito a ripetuti cicli trans-cis-trans all’interno della matrice polimerica, possono essere generati processi reversibili di fotoorientazione, fotoselezione e fotomodulazione sopra diverse scale spaziali e temporali, rendendoli ottimi candidati, per esempio come attuatori, per ottica non lineare, olografia o per la realizzazione di memorie reversibili completamente ottiche sia a scala di lunghezza micrometrica che nanometrica. L’attività di ricerca di L.A. riguarda materiali soffici con ampia gamma di proprietà strutturali e dinamiche. Dal punto di vista delle proprietà strutturali comprende i sistemi vetrosi caratterizzati da assenza di ordine traslazionale e rotazionale a lungo raggio, fino a interessare i sistemi polimerici organizzati su vari livelli gerarchici. Elemento unificante tra sistemi strutturalmente diversi è la presenza di organizzazione su più scale di lunghezza, che, pur essendo tipica dei sistemi polimerici, è incontrata in tutti i sistemi liquidi e macromolecolari che formino fasi sottoraffreddate e vetrose. L’attuale interesse rivolto allo stato sottoraffreddato e vetroso ha una duplice natura. Un primo motivo interessa un aspetto di scienza dei materiali e tecnologico, dal momento che gli amorfi ed i vetri presentano proprietà uniche, non condivise dai solidi cristallini. Per esempio è di centrale importanza nelle scienze ottiche, nei materiali polimerici di uso quotidiano ed avanzato, nella conservazione dei cibi, nella identificazione dell’origine di formazioni geologiche, ecc.; pare inoltre che lo stato vetroso dell’acqua costituisca la sua forma più abbondante nell’universo. Un secondo aspetto riguarda la fisica di base di questi sistemi, che non ha ancora ricevuto un inquadramento soddisfacente. Nei sistemi sottoraffreddati, vicino alla transizione vetrosa (temperatura a cui ha luogo nel sistema una transizione da sistema ergodico a non-ergodico, associata al progressivo arresto strutturale sulle scale tempo di osservazione sperimentale), il tempo di rilassamento microscopico che caratterizza la riorganizzazione molecolare aumenta rapidamente col diminuire della temperatura finchè non c’è più flusso e il sistema diventa amorfo. Tra la temperatura di fusione e la temperatura di transizione vetrosa calorimetrica, il tempo di rilassamento strutturale aumenta tipicamente di ben 14 ordini di grandezza, con una variazione che è forse la maggior variazione nota nelle proprietà fisicamente misurabili dei materiali. Nei materiali amorfi e sottoraffreddati, sia di alto che di basso peso molecolare, la presenza di una gerarchia di scale di lunghezza si manifesta con la presenza di molteplici scale temporali dinamiche e di rilassamento distribuite su ampi spettri di frequenza. Per esempio, nei materiali polimerici l’alto grado di connettività, unito alla eterogeneità spaziale del sistema, produce uno spettro di tempi di rilassamento che si estende su ben oltre dieci decadi in frequenza. Ampi spettri di tempi di rilassamento sono incontrati anche tra i liquidi sottoraffreddati in prossimità dell’arresto strutturale segnalato dalla transizione vetrosa. Lo spettro di rilassamento nel dominio del tempo dà origine a leggi di rilassamento fortemente non esponenziali, descritte tramite esponenziali ”stirati”. Sulle molteplici scale temporali presenti nel sistema, si manifestano fenomeni di disaccoppiamento selettivo da andamenti che regolano, in liquidi semplici, il collegamento tra proprietà di trasporto microscopico e proprietà strutturali. Sono di interesse le modalità di disaccoppiamento sulle differenti scale temporali, eventualmente in connessione con il concetto di eterogeneità dinamiche che si formino nello stato sottoraffreddato. Inoltre, a causa della natura di non equilibrio propria dello stato sottoraffreddato e vetroso, sono osservati anche lenti processi di riorganizzazione molecolare, che acquistano particolare rilevanza per esempio nelle proprietà di persistenza dell’ordine mesogenico.

Studi di Calorimetria Differenziale a Scansione (DSC)

Nel quadro sopra delineato, si inserisce l’attività spettroscopica e sperimentale di L.A.. Sia l’investigazione di comportamenti universali nei materiali, che si manifestano attraverso leggi di potenza e disaccoppiamenti a temperature che indicano la nascita di nuovi fenomeni dinamici a un qualche stadio della gerarchia spazio-temporale del sistema, sia la caratterizzazione dei materiali polimerici ha condotto all’utilizzo di Calorimetria Differenziale a Scansione (DSC). A partire dalla sua tesi di laurea L.A. inizia ad occuparsi di analisi termica dei materiali utilizzando la Calorimentria differenziale a scansione. Con la tecnica DSC è stato possibile caratterizzare termodinamicamente i materiali studiati rivelando le temperature caratteristiche delle transizioni di fase del prim’ordine (quali per esempio :fusione, oppure isotropizzazione nel caso di mesofasi) valutandone le entalpie, e la temperatura di vetro in materiali glass formers molecolari o polimeri. Inoltre L.A. ha investigato in sistemi polimerici di alto peso molecolare ed oligomerici, i fenomeni di physical aging presenti a temperature di poco inferiori alla temperatura di transizione vetrosa. Questi lenti processi di riorganizzazione molecolare hanno fornito l’andamento del tempo di rilassamento entalpico del materiale ed il loro studio ha avuto particolare rilevanza nella descrizione dello stato sottoraffreddato e vetroso in termini di “energy landscape”, nella verifica di modelli a differente grado di fenomenologicità, nello studio delle diversità di comportamento connesse al grado di polimerizzazione (dinamica di entanglement). Inoltre i fenomeni di aging hanno una notevole importanza dal punto di vista tecnologico e delle prestazioni dei materiali, sia strutturali che funzionali, ed in particolare, per la linea di ricerca sviluppata da L.A. e nel laboratorio di cui ha fatto parte, anche nelle proprietà di persistenza dell’ordine mesogenico nei polimeri liquido cristallini. Quest’ultima informazione ottenuta è stata di particolare rilevanza tecnologica nella scelta e progettazione di sintesi di polimeri dedicati alla realizzazione di memorie ottiche su scala nanometrica. A partire da modelli presenti in letteratura, modelli/meccanismi per il rilassamento strutturale entalpico non lineare sono stati anche proposti e testati su risultati sperimentali, ottenuti in laboratorio o già presenti in letteratura, di sistemi polimerici lineari modello. L’abilità nell’utilizzo delle tecniche di calorimetria a scansione ha anche portato L.A. all’ottenimento di unaconsulenza industriale da parte dell’ Istituto Nazionale INFM sullostudio, via DSC e a differenti temperature,della velocità di polimerizzazione di una adeguata resina epossidica per il consolidamento a microonda di materiali lapidei frammentati. (“Progetto industriale obbiettivo 2, asse “innovazione tecnologica ricerca e sviluppo ” azione 3.2 servizi tecnologici, regolamento CEE 2081/93″).

Studi di Reologia

Successivamente le tecniche di analisi termica sono state affiancate dallo sviluppo di una linea di misure e caratterizzazione meccanica e reologica dei materiali. Con esperimenti di analisi Dinamico-Meccanica e Reologia è stato possibile per L.A. caratterizzare la risposta alle sollecitazioni meccaniche di sistemi complessi come polimeri, polimeri liquido cristallini, e gel polimerici, di interesse sia nella ricerca di base che applicativa. La strumentazione del laboratorio permette, oltre al controllo della temperatura, di effettuare misure nel dominio del tempo e della frequenza e di ricavare i valori di funzioni materiali quali viscosità, moduli elastici, cedevolezze, in funzione delle variabili sperimentali prescelte. L’attuale dotazione di sensori in laboratorio consente misure reologiche in sollecitazione di taglio. Una implementazione è possibile per effettuare anche le sollecitazioni in geometria estensionale. Tali misure, reologiche e viscosimetriche, sono state effettuate e/o usate congiuntamente sui materiali per testare la possibilità di rivelare anomalie in corrispondenza di eventi termici quali le transizioni di fase o la modifica di conformazioni della catena polimerica, la semplicità termoreologica dei materiali indagati, elaborando, quando possibile, curve master, in modo anche da comparare andamenti e variazioni comportamentali dei polimeri sulla base della composizione e della connettività della catena , nonchè della natura stessa delle unità componenti. Inoltre, sono stati utilizzati concetti e strumenti di reologia che hanno permesso un approfondimento delle funzioni materiali quali viscosità e moduli elastici in termini di concetti di volume libero e di modelli dinamici microscopici (da cui anche i riconoscimenti da parte del prof. Mc Kenna, Horn Professor and John R. Bradford Chair in Engineering,Texas Tech University, awarded the Bingham Medal of the Society of Rheology (October 2009)). Tra l’altro, in sistemi polimerici monodispersi con pesi molecolari tali da ricoprire le due regioni, di Rouse ed di entanglement, della dinamica polimerica è stata elaborata una dipendenza dalla massa dei parametri termici, come temperatura di Vogel e energia di pseudoattivazione, e paragonata a quella della temperatura di transizione vetrosa, investigando anche la dipendenza dalla massa dei parametri materiali. In serie di sistemi polimerici liquido cristallini, oltre alle informazioni su tempi di Rouse e masse di entanglements, si sono ottenute informazioni sugli effetti macroscopici della dilatazione del tubo indotti dall’ordine nematico e sul ruolo giocato dalla architettura polimerica nella risposta termoreologica del polimero. D’altra parte, lo studio reologico su polimeri lineari modello non mesogenici al variare della massa, da oligomeri ad alti polimeri, ha altresì permesso di interpretare i risultati in termini di concetti di dinamica polimerica e di estrarre in modo consistente i valori dei tempi microscopici del rilassamento strutturale, superando i problemi generalmente incontrati in letteratura nella regione dinamica di entanglement parziale. Da notare come l’estrazione delle informazioni dinamiche dalle misure reologiche abbia implicato l’implementazione di programmi e procedure, anche sulla base di tecniche/modelli descritti in letteratura. Un altro importante campo di recente investigazione interessa altri materiali ”intelligenti”, in grado di modificare le loro proprietà in funzione di sollecitazioni esterne: gli idrogels, sensibili alla temperatura e di interesse come attuatori, ed i polimeri intelligenti, oggetto di un progetto appena concluso (POLOPTEL), ottenuti per micro e nano- dispersione adesiva, di interesse come materiali per applicazioni specializzate ed intelligenti. In particolare , nel caso del pNIPAAM idrogel oltre alla caratterizzazione reologica nel bulk, si è osservata, per la prima volta con uno studio reologico, la transizione swelling–deswelling del macroidrogel . Le competenze reologiche di L.A. hanno consentito l’avvio di una linea di ricerca con l’Università di Firenze sulla caratterizzazione delle proprietà di intercalari polimerici di interesse strutturale e applicativo, anche associati all’investigazione degli effetti di invecchiamento da agenti atmosferici. Successivamente, la tecnica di analisi proposta ed utilizzata ha suscitato l’interesse della Bridgestone Industrial Limited, Germany, concretizzandosi in un contratto di ricerca per uno studio analogo su un materiale polimerico brevettato dalla Bridgestone, da essere utilizzato come intercalare. L.A. ha anche ottenuto altri incarichi di prestazione professionale per misure di reologia corredate di analisi dati. Oltre all’interesse degli studi reologici come tali, i risultati delle investigazioni reologiche della dinamica macroscopica di materiali viscoelastici e sottoraffreddati, sia polimerici che macromolecolari, sono stati utilizzati per il confronto con andamenti della dinamica microscopica pertinente alle scale di tempo e lunghezza del nanometro e nanosecondo ottenuti dalla spettroscopia di risonanza di spin elettronico (ESR) (vedi dopo).

Studi di Risonanza di spin elettronico

Allo scopo di ottenere informazioni su proprietà strutturali dinamiche e di rilassamento, nonché su eterogeneità dinamiche presenti sui materiali di studio, fin dalla tesi di laurea, sono state usate da L.A. le spettroscopie di risonanaza magnetica elettronica ESR, lineare e non lineare (LODESR), disciogliendo nei sistemi diamagnetici di interesse sonde molecolari paramagnetiche rigide e di differente geometria (dimensioni e geometria dello spin probe possono essere variate in modo tale da selezionare la scala di lunghezza caratteristica dell’esperimento). Nello specifico delle indagini ESR di L.A., le sonde utilizzate sono il tempo, di geometria sferica (raggio medio 0.26 nm) ed il colestano, di geometria cilindrica (semiassi 0.99 e 0.29 nm). In soluzioni diluite, i processi di rilassamento e le forme di riga dipendono solo dalle interazioni intramolecolari e dalle fluttuazioni generate dal moto molecolare. È da notare che la sensibilità delle due spettroscopie ESR lineare e non lineare LODESR è collegata ai processi di rilassamento adiabatici e non adiabatici, rispettivamente. Esse sono quindi in grado di fornire informazioni selettive sullo spettro di potenza J(ω) delle funzioni di correlazione rotazionale. In particolare, la spettroscopia ESR lineare risulta principalmente sensibile alla componente J(0), selezionando la scala temporale lenta del decadimento della funzione di correlazione: la scala temporale di maggior sensibilità della spettroscopia ESR lineare in banda X risulta essere quella del nanosecondo, che è proprio quella caratteristica della dinamica degli stati sottoraffreddati nelle regioni di transizione dinamica (crossover). Diversamente, la spettroscopia LODESR è principalmente sensibile alla componente dello spettro di potenza alla frequenza di Larmor J(ω0), rendendo la spettroscopia sensibile al decadimento a tempi brevi (dell’ordine di 1/ω0) della funzione di correlazione rotazionale. La non-esponenzialità del rilassamento è segnalata da valori differenti dei tempi di correlazione forniti dalle due spettroscopie. Lo studio della dinamica rotazionale delle sonde è stata investigata da L.A. in glass formers molecolari, oligomeri, polimeri e polimeri liquido cristallini via spettroscopie ESR su ampi intervalli di temperatura, evidenziando la possibilità della tecnica di fornire una ricchezza di informazioni, per esempio riguardo a: parametri d’ordine, meccanismi di riorientazione, regimi dinamici diversi descritti da regimi attivati o alla Vogel-Fulcher, esponenzialità o non-esponenzialità del rilassamento, transizioni tra regimi dinamici a temperature caratteristiche del materiale (per esempio Tn, temperatura della mesofase quando presente, e/o Tc, temperatura critica della teoria di Mode coupling della transizione vetrosa), onset di processi cooperativi nei materiali sottoraffreddati e/o polimerici, rilassamenti verso una struttura di equilibrio del materiale polimerico in funzione del tempo, presenza di eterogeneità dinamiche nella matrice polimerica. Quest’ultima osservazione sperimentale è oggetto di uno studio in corso, argomento di una tesi di dottorato, dove la presenza di eterogeneità dinamiche è messa in relazione alla percentuale ed alla natura delle counità costituenti il polimero/copolimero. In precedenza, l’osservazione delle eterogeneità ha portato ad un risultato particolarmente interessante per le applicazioni tecnologiche, offrendo la possibilità di selezionare sulla base dei risultati ESR la storia termica adatta all’utilizzo del polimero come substrato per nanorecording ottico (poi ottenuto su quei materiali con successo utilizzando lo scanning near-field optical microscope, SNOM) oppure suggerendo ai chimici in collaborazione con L.A., il prof. Galli del dipartimento di chimica e chimica industriale dell’Università e precedentemente il prof Chellini, interventi di ottimizzazione a livello di progettazione del materiale. Infatti il condizionamento termico nella mesofase genera minori difetti nel materiale su scala nanometrica, così come una adeguata modifica della architettura molecolare. In particolare, riguardo a quest’ultimo argomento, a partire da osservazioni da esperimenti ESR, è stato trovato che i copolimeri azobenzenici a blocchi risultano maggiormente efficienti rispetto ai copolimeri random e possono fornire mezzi ottici altamente localizzati in seguito a separazione microfasica quando il blocco mesogenico azobenzenico è confinato in domini a micro- o nano-scala dispersi nella parte amorfa del blocco non mesogenico della matrice. D’altra parte, dal punto di vista della ricerca fondamentale studi ESR condotti su polimeri lineari modello in funzione della massa molecolare e della temperatura hanno evidenziato andamenti corrispondenti della diffusione rotazionale, con differenze interpretabili ricorrendo ai fenomeni dinamici insorgenti con le costrizioni topologiche dell’entanglement polimerico quando il peso molecolare polimerico supera un valore critico. In particolare, gli scaling del tempo di rilassamento con la massa molare sono testati con le predizioni degli scaling previsti secondo teorie di dinamica polimerica (modelli di Rouse, di reptazione , e il più recente modello di Guenza), fornendo informazioni sul passaggio da regimi dinamici alla Rouse a regimi dinamici pilotati da meccanismi di reptazione (quest’ultimo studio è affrontato in un lavoro in scrittura). Quest’ultimo argomento è stato anche oggetto del progetto strategico di sezione “CRORE” finanziato dalla sezione C dell’INFM (vedi progetti) e proposto da L.A.. Ulteriormente, l’impiego dell’ESR, in associazione anche alle tecniche sperimentali DSC e reologia, ha permesso di fornire dati accurati a conferma della presenza di leggi di scala legate alle molteplici scale temporali nei glass formers molecolari, nei sistemi polimerici e sottoraffreddati. Più specificatamente, i primi studi sull’argomento condotti sui glass formers molecolari modello ortoterfenile e salolo, hanno mostrato come sulle scale del nanometro e nanosecondo investigate dalle spettroscopie ESR la rotazione molecolare rispetti la legge di Debye Stokes Einstein (DSE) nelle regioni di temperatura di liquido semplice, risultando accoppiata all’unica scala tempo presente, quella della viscosità. L’utilizzo congiunto di ESR lineare e LODESR, non lineare, ha qui confermato l’esponenzialità del rilassamento rotazionale. Nella zona di sottoraffreddamento, si è osservato come venga a mancare l’esponenzialità del rilassamento e si sono manifestati disaccoppiamenti selettivi pilotati da leggi di potenza (DSE con esponente frazionario). Riscalature parziali tra la dinamica di sonde diverse, selettivamente possibili su scale tempo determinate, hanno permesso di interpretare i risultati in termini di eterogeneità strutturali e dinamiche. Sono anche stati presi in esame collegamenti possibili con i bacini dell’ ”energy landscape”. Lo studio della dinamica della sonda come probe della dinamica della matrice polimerica ha comportato fin dall’inizio la necessità di verificarne l’accoppiamento con i rilassamenti e le scale temporali del sistema ospite. Infatti, mentre nei glass formers di basso peso molecolare la scala tempo rilevante è quella della viscosità, in sistemi polimerici possono essere presenti rilassamenti differenti, per esempio per il flusso viscoso e il rilassamento strutturale principale (detto alfa) che pilota la formazione della fase vetrosa nel sistema polimerico, oppure rilassamenti secondari più locali, come il rilassamentobeta ogamma. È stato trovato con studi di ESR lineare che la dinamica della sonda è pilotata, eventualmente anche attraverso accoppiamenti descritti da leggi a potenza, dal rilassamento del materiale ospitante che si sviluppa sulla scala temporale più prossima a quella della sonda. A conclusione di una linea di ricerca sviluppata nel tempo su diversi materiali polimerici, è stato recentemente trovato, con uno studio sistematico in una serie materiali polimerici, che il grado di accoppiamento con la dinamica permette di localizzare il sito molecolare di riorientazione molecolare. La serie di disaccoppiamenti presenti dal rilassamento strutturale principale possono essere inoltre ascritti, rispettivamente al diminuire della temperatura: ad effetti sterici legati alla struttura polimerica o in altre parole al fatto che la riorientazione del probe è accoppiata principalmente con i modi di rilassamento con scala di lunghezza paragonabile a quella della sonda, e successivamente all’insorgere di processi cooperativi all’interno della matrice su quella scala di lunghezza. Gli esponenti delle leggi di potenza sono stati interpretati in termini di indici di cooperatività, in modo consistente rispetto anche a risultati pubblicati nel corso del tempo. I risultati hanno mostrato, come auspicato, che la cooperatività presente nei materiali polimerici liquido-cristallini supera quella dei polimeri semplici, a causa del contributo cooperativo dell’ordine mesogenico presente . È stata trovata una correlazione tra unità strutturali polimeriche partecipanti al rilassamento ed una caratteristica del gomitolo polimerico connessa all’entanglement, la “packing length”, ottenuta dagli studi reologici. Infine, si è affrontato recentemente l’argomento della natura del disaccoppiamento presente alle alte temperatura nella spettroscopia ESR tra la rotazione della sonda ed il rilassamento strutturale della matrice ospite, effettuando un lavoro sistematico su un polimero modello a partire da molecole composte da due unità monomeriche fino a oligomeri, in modo tale da osservare la dinamica del crossover tra un liquido molecolare ed un polimero. Diverse quantità dinamiche mostrano un passaggio step-like tra i due regimi. Il passaggio è anche monitorato in termini dell’esponente della legge di scala ad alte temperature, che mostra una accoppiamento completo al rilassamento strutturale per i composti molecolari, ed il disaccoppiamento tipico dei polimeri a partire da una certo numero di unità costituenti la catena oligomerica. È da notare come in questo studio i crossovers dinamici che intercorrono tra la zona di alte temperature e quella di sottoraffreddamento sono pertinenti all’insorgere di meccanismi cooperativi e possono essere ascritti alla nascita di: eterogeneità dinamiche schematizzabili come clusters rigidi di molecole più lente della media nel caso dei liquidi molecolari, nel caso dei polimeri invece all’influenza della cooperatività sui modi intracatena alla scala di lunghezza del probe. Questo argomento è trattato nel lavoro in via di sottomissione alla rivista Macromolecules.

Paramagnetisnmo di materiali e riconoscimento di specie paramagnetiche

Il Fullerene è una forma allotropica del Carbonio oltre al diamante e alla grafite. È stato effettuato uno studio congiunto di ESR, calorimetria e ablazione laser mirato a caratterizzare il paramagnetismo del Fullerene dopo illuminazione in presenza di O2 ed N2. La spettroscopia ESR è stata anche impiegata per meglio comprendere la natura, persistenza ed evoluzione chimica di radicali liberi generati dal trattamento con plasma su cotoni mercerizzati. É stata fornita una interpretazione della natura delle specie paramagetiche.

Attività teorica

Dal punto di vista della attività teorica di L.A., l’interpretazione dei risultati sperimentali ottenuti dalle spettroscopie ESR lineare e LODESR ha richiesto lo sviluppo di metodi di calcolo appropriati per le forme di riga e l’estensione di teorie esistenti ai casi dinamici di interesse. Tra questi, è da menzionare l’estensione del modello di rotazione a salti anisotropi, ricorrenti nello stato sottoraffreddato e vetroso dei materiali, ed il calcolo dell’espressione compatta e generale del tempo di rilassamento longitudinale di un sistema di spin nitrossido (S=1/2 I=1) in termini di transition rates indotte da rumore colorato. Tali sistemi sono di interesse perchè impiegati estesamente nella pratica sperimentale ESR. D’altra parte, lo sforzo interpretativo dei processi di physical aging negli studi di rilassamento entalpico effettuali con la DSC ha comportato l’estensione di semplici modelli fenomenologici presenti nella letteratura, la proposta di un modello non lineare per il rilassamento strutturale e la proposta di procedure per ottenere dai dati sperimentali set di parametri materiali affidabili e valori coerenti dell’entalpia.

Progettazione circuiteria a microonda

Infine, l’esperienza maturata da L.A. nel campo dei circuiti a microonda ha permesso, oltre che alla progettazione realizzazione di componenti a 4.5 GHz, la progettazione e realizzazione di componenti e circuiti a microonda a 2.45 GHz per uso industriale (nell’ambito del progetto 2081/93CEE-Regione Toscana), allo scopo di procedere al consolidamento di materiali lapidei frammentati in modo più rapido ed omogeneo rispetto agli usuali metodi adottati dalle locali aziende del marmo.

Osservazioni conclusive

L’attività di ricerca scientifica sopra elencata ha dato luogo all’assegnazione delle tesi di laurea e tesi di dottorato in fisica elencate successivamente , nonchè alle pubblicazioni su riviste scientifiche di rilievo internazionale e alle partecipazioni a congressi internazionali e nazionali.

TESI ASSEGNATE
-AA2001/02 – Mariarosa Guidi: tesi di laurea in fisica (NO) – (relatore ) Università di Pisa. titolo: La Transizione Vetrosa e I Processi di Physical aging
– AA2002/03- Maria Rosa Guidi: tesi di laurea specialistica in scienze fisiche fisica ( appello 2003-0530) – (relatore ) Università di Pisa. Titolo: Studi di Processi di Physical Aging su un Materiale Polimerico con Tecniche Calorimetriche.
– AA2004/05- Cesare Elia Garofalo: tesi di laurea in fisica – (relatore ) Università di Pisa. Titolo: Proprietà reologiche di un campione di polimetilmetacrilato monodisperso
– AA2008/09- Cesare Elia Garofalo: tesi di laurea specialistica in fisica ( appello del 2009-07-21) – (relatore) Università di Pisa. Titolo: Proprietà reologiche di campioni di polimetilmetacrilato monodispersi con masse inferiori alla massa di entanglement”
– AA2009/10- Paola Biagiotti: tesi di laurea magistrale in architettura (appello straordinario del 20 dicembre 2010). – (correlatore esterno) Università di Firenze – Facolta’ di architettura Titolo: “Prove cicliche per l’identificazione delle proprietà viscoelastiche di un intercalare polimerico per il vetro composito”
2008- Fabio Zulli: tesi di dottorato in fisica (ciclo XVIII) (discussa 29-1-2008) – (tutore). Università di Pisa. ”Entanglement and cooperativity: a study of polymer dynamics at different time and length scales”
2010 – Ciro Autiero: tesi di dottorato in fisica (ciclo XX) (discussa 7-6-2010)- (tutore). Università di Pisa.” Heterogeneity and Dynamics in Azobenzene PMMA Random and Block copolymers for Optical Nanowriting”
2015 – Diego Palazzuoli: tesi di dottorato inFisica Applicata (da discutere entro dicembre 2016) (tutore). Università di Pisa. “Dynamics and relaxation: a study in a series of random copolymers with fluorinated azobenzene side groups at different time and length scales. ”

DOCENZA A SCUOLE SCIENTIFICHE, DI FORMAZIONE E DI AGGIORNAMENTO PROFESSIONALE
-2007 International School of Liquid Crystals, 14th Course, Advances in Experimental and Theoretical Techniques for Anisotropic Fluids; 1st School of the Italian Liquid Crystal Society Erice, 26 July – 1 August 2007 . Seminario 2 ore :”Principles of Electron Spin Resonance” (VEDI INVITED)
-2007 International School of Liquid Crystals, 14th Course, Advances in Experimental and Theoretical Techniques for Anisotropic Fluids; 1st School of the Italian Liquid Crystal Society Erice, 26 July – 1 August 2007 . Seminario, 2 ore:”ESR spectroscopy in research polymers with mesogenic side chains.” (VEDI INVITED)
-2003, gennaio – Ciclo di 18 ore di lezione per il corso di formazione “Tecnico Esperto nell’utilizzazione dei materiali lapidei per l’industria e le costruzioni” della Provincia di Massa Carrara e BIC Toscana. Titolo corso: “Fisica delle rocce”.
-2002, 19 luglio – Joint ICTP-INFM School And Workshop On “Spectroscopic Investigation Of The Collective Dynamics In Disordered Systems” Trieste 17-28 giugno. Seminario: ” Rotational Dynamics in Molecular Glass Formers studied with ESR Techinques. A direct observation of dynamical regimes of the energy landscape paradigm?” (VEDI INVITED)
-2001, 9-13 e 16-20 settembre – Ciclo di 6 ore di lezioni per il corso di Formazione e aggiornamento professionale “Elementi di scienza e tecnica dei materiali lapidei: proprietà generali, trattamento, consolidamento, restauro” del Centro culturale Nicolo’ V di Sarzana e Universita’ Cattolica di Milano. Titolo corso: ”Proprietà meccaniche e termiche di materiali lapidei”
-2001, 9-13 e 16-20 settembre – Ciclo di 6 ore di esercitazioni presso i laboratori di ricerca del Dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa per il corso di Formazione e aggiornamento professionale “Elementi di scienza e tecnica dei materiali lapidei: proprietà generali, trattamento, consolidamento, restauro” del Centro culturale Nicolò’ V di Sarzana e Università Cattolica di Milano. Titolo corso: ”Proprietà meccaniche e termiche di materiali lapidei”
– Settembre 1997 VII Scuola Nazionale di Fisica della Materia, Torino 8 – 19 Settembre 1997. Seminario: ” Leggi di scala in processi diffusivi di materiali di alto e basso peso molecolare: studi di risonanza di spin elettronico.” (VEDI INVITED)
-Settembre 1997 – III Scuola Nazionale di Fisica della Materia, Torino 8 – 19 Settembre 1997. Due ore di esercitazione inerenti al corso monografico ”Fisica dei Polimeri .”

INCARICHI DI INSEGNAMENTO UFFICIALE PRESSO L’UNIVERSITÀ DI PISA
LEZIONI
– da aa 17/18 – titolare corso Reologia Corso di laurea magistrale Materials and Nanotechnology curriculum Advanced materials
– da aa 17/18 – titolare corso Reologia Corso di laurea magistrale Fisica
– dal AA 13/14 – codocente del corso Risonanza magnetica nucleare (cod. 124BB) WFI-LM – FISICA
– dal AA 13/14 – docente responsabile del corso Laboratorio 2 (cod. 033BB) I modulo, CL Fisica
– AA12/13 – docente del corso Laboratorio 2 (cod. 033BB), CL Fisica – AA10/11 e AA11/12 – docente responsabile del corso Laboratorio 2 (cod. 033BB), CL Fisica .
– da AA06/07 a 09/10 – Affidamento del corso Laboratorio di fisica III B, (Cod. BB011), CdS FIS FISICA.
– da AA02/03 a 05/06 – Ciclo di lezioni del corso Laboratorio di fisica III B, (Cod. BB011), CdS FIS FISICA.
– AA07/08 e 08/09 – Affidamento del corso Laboratorio di fisica IV B, (Cod. BB017), CdS FIS FISICA .
– da AA02/03 a 06/07 – Ciclo di lezioni del corso Laboratorio di fisica IV B, (Cod. BB017), CdS FIS FISICA.
– AA08/09 – Affidamento del corso Laboratorio di fisica generale I (cod. 006BB), CdS STC-L Chimica per l’industria e l’ambiente.
– da AA 01/02 a AA 07/08 – Affidamento del Laboratorio di Fisica Generale I (Cod. BB050) CdS STC Scienze e Tecnologie Chimiche per L’Industria e L’Ambiente.
– AA01/02 – Affidamento del corso Laboratorio di Fisica Generale (Cod. ) CdS 20 Chimica. Mutuato al corso Laboratorio di Fisica Generale I (Cod. BB050).
– da AA 04/05 a AA 07/08 – Affidamento del corso Reologia, (Cod. BB237) CdS WMT Scienza dei Materiali.
– da AA99/00 a AA01/02 –Affidamento del corso Laboratorio di Fisica, I modulo ,(Cod. SM009) CdS SM Scienza dei Materiali.
– AA96/ 97 – Ciclo di lezioni di supporto per il corso ”Laboratorio di fisica della materia” CDL Fisica, Università di Pisa
– AA92/93 – Attività di tutorato presso il CdL in Fisica Università di Pisa – Cultore della materia: 92/93 Onde elettromagnetiche CdL Fisica, da 96/97 a 98/99 ‘Laboratorio di struttura della materia’,CdL Fisica, Università di Pisa

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