MADSON

Spettroscopia neutronica e ottica per lo studio di materiali funzionali e di materiali disordinati

Il gruppo di ricerca MADSON (Materiali Avanzati e materiali Disordinati studiati con Spettroscopia Ottica e Neutronica), ha una lunga storia di attività sperimentale nell’ambito della fisica fondamentale focalizzata principalmente sullo studio delle proprietà strutturali e dinamiche di sistemi fluidi semplici e biatomici, sia classici (per esempio, Ar e Xe) che quantistici (He, H_2, D_2, Ne), investigate mediante tecniche di diffrazione (neutroni e raggi X) e metodi spettroscopici (scattering Raman e di neutroni). In questo contesto particolare attenzione è stata dedicata all’analisi dei dati sperimentali, anche con la realizzazione di programmi di simulazione Monte Carlo e modellizzazioni semi-empiriche elaborate. Inoltre, il gruppo ha partecipato alla progettazione, anche tramite simulazioni di ray-tracing, e costruzione di strumentazione neutronica innovativa (i.e. i diffrattometri SANDALS e INES e lo spettrometro TOSCA ad ISIS (UK), la fase 1 dello spettrometro VESPA ad ESS (S)). Successivamente, nel corso degli anni, il gruppo ha anche sviluppato competenze di rilievo internazionale relative alle proprietà chimico-fisiche dell’idrogeno nelle sue varie forme di aggregazione, sia allo stato puro, sia in interazione con altri materiali (per esempio, fisi-sorbito in carbonio nano-poroso, nei MOF, negli idrati, o chemi-sorbito in idruri metallici, intermetallici o complessi). Tale know-how è attualmente utilizzato nello studio dell’immagazzinamento dell’idrogeno in stato solido. Dal punto di vista più prettamente operativo, il gruppo ha un notevole expertise di spettroscopia Raman e neutronica (quasi-elastica, inelastica ed altamente inelastica), come pure di diffrazione di raggi X e di neutroni. Inoltre, ha una consolidata esperienza nel campo delle pressioni alte (p < 10 Kbar) ed altissime (p ~ 1 Mbar con celle ad incudine di diamante), nonché nel campo della criogenia.
Referente: Milva Celli - m.celli@ifac.cnr.it

Temi di ricerca:

• Studio delle caratteristiche dei materiali funzionali per l’immagazzinamento dell’idrogeno utilizzando in stretta correlazione tecniche di diffrazione e metodi spettroscopici, sia ottici che neutronici, sviluppando parallelamente anche modelli semi-empirici e simulazioni di dinamica molecolare e reticolare.
• Studio del diagramma di fase del ghiaccio puro e delle miscele binarie gas-acqua mediante sintesi di campioni ad alta pressione ed indagini spettroscopiche e strutturali, anche con tecniche in situ.
• Studio della dinamica microscopica, sia collettiva che ‘self’, in fluidi semplici, quantistici, metalli liquidi, miscele binarie e interfacce con esperimenti di spettroscopia neutronica e simulazioni di dinamica molecolare (classica e quantistica).

Progetti attivi:

Principali collaborazioni:

• Imprese: Baker Hughes S.r.l., Nuovo Pignone Tecnologie S.r.l.
• Centri di Ricerca: Dott.ssa E. Guarini, Prof. M. Moraldi (Università degli Studi di Firenze), Prof. A. Lanzini, Dott. F.D. Minuto (Politecnico di Torino) Prof. N. English (University College, Dublin), Rutherford Appleton Laboratory (UK), Institut Laue-Langevin (F), Prof. M. Neumann (Vienna University), Prof. T. Loerting (Innsbruck University), Prof.ssa L. E. Bove (Università degli Studi di Roma La Sapienza).

Personale:

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