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Spugne di mare, “saranno la base per la costruzione di aerei, navi e grattacieli”

UN spugna di mare vivere nelle profondità dell’oceano può cambiare il modo in cui le persone costruiscono aerei, navi e grattacieli. Questa è una scommessa su un gruppo di ricerca internazionale, organizzato da Giacomo Falcucci dell’Università di Tor Vergata di Roma, e Sauro Succi dell’Istituto Italiano di Tecnologia e Maurizio Porfiri dell’Università di New York, che hanno utilizzato per la prima volta uno dei computer più potenti del mondo, il Marconi100, per studiare l’idrodinamica acqua di mare, all’interno di un bel palazzo Euplectella aspergillumnoto come spugna di vetro.
Ricercatori di fisica, biologia e ingegneria insieme per studiare la spugna di mare. Come mai?
«Questo essere vivente ci ha colpito per primo in termini di bellezza, vive in profondità nell’oceano, tra i 100 ei 1000 metri, dove non c’è luce solare e nessuno può vederne la bellezza. Ha anche alcune caratteristiche strutturali molto specifiche, già note nella scienza, ma dal punto di vista di vari studi, nessuno ha mai cercato di capire quanto sia efficace l’ecologia delle spugne, quindi è stato necessario compilare una serie di tecniche per rispondi a questa domanda. domande. ancora aperto “.


Quali sono alcune caratteristiche di una spugna di vetro che le rendono più attraenti di altre?
“È una delle più antiche creature viventi sulla Terra, che si trova principalmente nel Pacifico, e si trova lungo le coste orientali dell’Australia, delle Filippine e del Giappone, dove è anche un regalo di nozze, poiché cresce di alcune medaglie. 0,2 millimetri ampio, e rilascia silice, essenziale per il suo metabolismo, rendendo la struttura estremamente fragile, in grado di resistere alle correnti oceaniche.

Lo studio che ha coinvolto ricercatori italiani si è diffuso in tre continenti: Europa, Australia, Stati Uniti. Che ricerca hai fatto?
«Tutto è iniziato con un’assegnazione di Grant, che mi ha permesso di accedere a 2 milioni di ore di supercalcolo del Marconi100 del Cineca; così abbiamo aggiustato i codici di calcolo e fatto calcoli così complessi che abbiamo dovuto chiedere al Cineca ore extra per aumentare l’utilizzo della più alta percentuale di macchine, all’epoca tra le prime dieci più potenti al mondo. Lo stesso calcolo è importante perché nessuno al mondo potrebbe farlo in una geometria complessa come una spugna, e grazie all’aritmetica, Lucen Bozmann, dove Succi di IIT è uno dei padri fondatori del mondo”.

Cosa è uscito dalla tua lettura?
«I risultati ottenuti sono andati oltre la comprensione dei singoli scienziati del team ed è stato accurato unire le competenze di chimici, ingegneri e fisici che hanno reso possibile la traduzione matematica. La spugna ha una caratteristica morfologica e funzioni fluide altamente flessibili: tutti i componenti che ne compongono la struttura riducono la pressione dell’acqua, permettendo alla spugna di rimanere ben salda nel terreno senza fatica. Strutture simili che riducono la resistenza all’acqua creano vortici all’interno dell’area del corpo, consentendogli di assorbire e produrre in modo più efficiente. La presenza di un biologo nell’équipe si è resa necessaria per spiegare a misteriosi ingegneri e fisici il ruolo di quei vortici, che prolunga la durata del fluido in una spugna, consentendo il filtraggio delle sostanze sospese nell’acqua».

Per capire la struttura di una spugna che si è adattata a un ambiente ostile, come il livello del mare, che tipo di applicazione possiamo trovare nel nostro mondo?
“Cogliere l’opportunità dell’evoluzione per milioni di anni è uno degli esseri viventi più antichi sulla Terra è una fonte di ispirazione per noi ingegneri. Innanzitutto la struttura può essere progettata per realizzare grattacieli più morbidi e belli, che credo si ispirino alle belle forme della spugna di mare, sfruttando una struttura che può raggiungere i 30-50 centimetri di altezza anche se sono in vetro capelli. . Quindi puoi applicare filtri, aumentare l’efficienza, magari lavorare con polvere fine o contaminanti. E con i reattori chimici spugnosi, possono utilizzare lo stesso principio biologico trovato dal biologo, oltre a prestazioni migliori nella produzione di farmaci».

Sta valutando di usarlo per aerei e navi. Come mai?
“Le strutture leggere e resistenti che riducono la resistenza all’acqua e all’aria possono essere di grande interesse per l’industria dell’aria e della costruzione navale. Nel caso delle navi pensiamo ai bulbi, che sono la parte anteriore dello scafo, e alle geometrie che possono ricordare lo scheletro di spugna. Insomma, siamo fiduciosi che possa essere una forza nuova e potente nella cantieristica».

Questo studio ha il passo successivo o ci sono dei contatti per usarlo?
«Al momento la ricerca è in corso con calcolo e misurazione, ma stiamo scrivendo anche altri progetti di ricerca che speriamo vengano finanziati e vorremmo promuovere la collaborazione con il costruttore Renzo Piano. Sarebbe bello perché tutta la nostra squadra è italiana».

È professore alla famosa Tor Vergata e ad Harvard Harvard. Cosa abbiamo di più e cosa di meno rispetto a un’università così importante?
“Quando sono arrivato ad Harvard nel 2014, posso dire che non sono migliori di noi dal punto di vista accademico, l’eccellenza dell’ingegneria italiana ci ha sempre diviso. Hanno grande libertà di accesso al denaro, in Italia, come sappiamo, è molto difficile».