Dipartimento di
Ingegneria Meccanica e Aerospaziale

La Commissione europea ha approvato, nell’ambito della call Erc Starting Grant 2018, due progetti presentati da Principal Investigators della Sapienza.

I due Starting Grant, riservati a ricercatori di eccellenza con esperienza compresa tra i due e i sette anni dopo il conseguimento del PhD e ciascuno dal valore di circa 1,5 milioni di euro, sono stati ottenuti dal progetto HyGate presentato da Alberto Giacomello, ricercatore del Dipartimento di Ingegneria meccanica e aerospaziale, e dal progetto Specgeo presentato da Emanuele Rodolà, ricercatore del Dipartimento di Informatica.

Il progetto “HyGate - Hydrophobic Gating in nanochannels: understanding single channel mechanisms for designing better nanoscale sensors” si propone, tramite simulazioni multiscala, di progettare nanovalvole innovative ispirate ai canali ionici. Questi interruttori biologici controllano le correnti ioniche nelle cellule, dando vita a complesse funzioni biologiche quali la contrazione muscolare e l’impulso nervoso. Per un ingegnere, si tratta di una libreria di centinaia di nanointerruttori, con una straordinaria selettività e che reagiscono a diversi stimoli: tensione transmembranale, pressione, pH, ecc. Il fenomeno principale che verrà studiato è il cancello idrofobo, ovvero la formazione di nanobolle che, in molti canali ionici, bloccano il flusso di ioni. La comprensione quantitativa di questo fenomeno verrà utilizzata per progettare nuovi biosensori, membrane e circuiti nanofluidici. Le tecniche di simulazione di eventi rari da me usate per studiare la nucleazione di vapore nanoconfinato saranno cruciali per simulare sia le scale temporali atomiche che quelle biologiche. Tali strumenti consentiranno anche di simulare la risposta elettrofisiologica a partire dalla struttura dei canali ionici.

Il progetto “Specgeo - Spectral geometric methods in practice” ha l’ambizione di sviluppare nuovi strumenti che cambieranno in modo fondamentale la progettazione di tecniche spettrali, con applicazioni nell’ambito delle reti sociali, visione artificiale, machine learning e biologia computazionale. È possibile ricostruire la forma di un oggetto, sentendone solo il suono? Possiamo sintetizzare nuovi farmaci analizzando la struttura geometrica delle proteine? O ancora, è possibile progettare strutture architettoniche resistenti ai terremoti, semplicemente prescrivendone le frequenze di risonanza? Queste domande, apparentemente non correlate, fanno da ponte tra la geometria e la matematica fisica, quest’ultima presente sotto il concetto generico di “vibrazione”. Sono, per questo motivo, affrontabili con lo stesso linguaggio, quello della cosiddetta geometria spettrale. I metodi spettrali hanno giocato un ruolo fondamentale per quasi due secoli nell'ambito delle scienze applicate. Tuttavia, il loro impiego in ambiti pratici che coinvolgano dati geometrici è ad oggi fortemente limitato dalla complessità dei dati stessi.  Obiettivo del progetto Specgeo, in tal senso, è quello di fornire le risposte e gli strumenti affinché questi interrogativi possano trovare la loro realizzazione nel mondo in cui viviamo.

Il conseguimento dei due Starting Grant si pone in continuità sia con l’approvazione per il nostro Ateneo di ben 9 progetti nell’ambito delle call del Work Programme Erc 2017 (3 Starting, 2 Proof of Concept, 1 Consolidator e 3 Advanced), dal valore complessivo di oltre 15 milioni di euro, sia con il recente lancio del programma SAPIExcellence, iniziativa mirata ad attrarre ricercatori di talento e a rafforzare la partecipazione del nostro Ateneo ai programmi Erc e Msca.