Il Dottorato di Ricerca in Ingegneria Elettrica, dei Materiali e delle Nanotecnologie (Electrical, Materials, Raw Materials and Nanotechnology Engineering) si costituisce con l'obiettivo di definire un terzo livello di formazione di tipo fortemente multidisciplinare, mirato all'approfondimento di tematiche di ricerca in settori dell'ingegneria industriale che spaziano dall'ingegneria delle materie prime primarie e secondarie e dei materiali, alle micro- e nanotecnologie, all'ingegneria elettrica. Il Dottorato IEMN intende formare giovani leve che possano collocarsi principalmente nel mondo del lavoro con una maggiore facilità ed a un livello superiore a quello dell’ingegnere con laurea di secondo livello. Il dottorato è pensato nell’ottica di venire incontro alle esigenze e alla dinamica del mondo industriale e del mercato ad esso legato, che sempre di più richiedono alta qualificazione, competenze multidisciplinari, capacità di applicare tecnologie e metodologie innovative alla progettazione e allo sviluppo di nuovi prodotti.
Il rapido sviluppo che hanno avuto le micro/nanotecnologie ha introdotto rilevanti innovazioni in vari settori dell’ingegneria industriale. La cross-fertilizzazione delle conoscenze e della ricerca rappresenta un elemento di fondamentale importanza nella formazione di Dottori di Ricerca che siano in grado di contribuire in modo concreto e sostanziale all’innovazione nei prodotti e dei sistemi industriali.
Il Dottorato IEMN si propone nello specifico di trattare in modo sintetico e sinergico tematiche di ricerca ad ampio spettro: di tipo trasversale per lo sviluppo, la caratterizzazione e l’uso di materiali, di micro-nanotecnologie e di materie prime, di tipo verticale per l’ingegneria elettrica.
I contenuti innovativi e tipicamente interdisciplinari del dottorato sono orientati alle applicazioni per il progetto e la costruzione di componenti, apparati e sistemi complessi nei diversi ambiti dell’ingegneria industriale.
Il dottorato riguarda i seguenti settori di ricerca:
- ingegneria elettrica, nei suoi aspetti legati alle risorse rinnovabili, ai rischi della fulminazione, alle macchine ed agli azionamenti elettrici, all’elettronica di potenza, ai veicoli elettrici, alla mobilità elettrica sostenibile, alla sensoristica, alla compatibilità elettromagnetica, all’impatto elettromagnetico ambientale;
- ingegneria delle materie prime per lo studio e la valorizzazione delle materie prime primarie e secondarie, sviluppo e applicazione di tecnologie avanzate per il riciclo dei materiali, problematiche della sicurezza in ambito civile e industriale, studio, caratterizzazione e produzione dei fluidi del sottosuolo;
- ingegneria dei materiali per applicazioni, tecnologie e processi produttivi industriali e per i beni culturali, con particolare riferimento alla diagnostica e alla conservazione del patrimonio culturale in termini di beni materiali artistico/architettonici.
- ingegneria delle tecnologie su micro e nano scala (micro e nanotecnologie) per lo sviluppo di nuovi materiali, dispositivi e componenti multifunzionali per applicazioni industriali.
Le strutture che ospitano il Dottorato IEMN sono il Dipartimento di Ingegneria Chimica, Materiali e Ambiente (DICMA), il Dipartimento di Ingegneria Astronautica, Elettrica ed Energetica (DIAEE) e il Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l'Ingegneria (SBAI). Le attività di ricerca sono svolte principalmente presso i laboratori dei tre dipartimenti (DICMA, DIAEE e SBAI) e, specificatamente per quanto riguarda le attività connesse al settore delle micro/nanotecnologie, presso il Laboratorio di Nanotecnologie e Nanoscienze della Sapienza (SNN-Lab) gestito dal centro di ricerca CNIS.
Il Dottorato risponde alle esigenze di formazione di aziende ad elevato contenuto tecnologico che operano in diversi settori industriali.
La formazione che si intende impartire ai dottorandi è quella dell'avvio alla ricerca applicata partendo dall'integrazione delle tematiche di base fino alle nuove frontiere della scienza nel campo specifico di ricerca, individuato di intesa con il supervisore cui è affidato ciascun dottorando.
Il corso di dottorato di ricerca IEMN è teso a sviluppare e valorizzare le attitudini alla ricerca scientifica dei dottorandi. L'attività di ciascun dottorando può spaziare nei diversi settori dell’ingegneria delle materie prime, dei materiali, della sicurezza, delle micro-nanotecnologie e dell'ingegneria elettrica.
Il progetto formativo prevede:
- l'approfondimento delle conoscenze e delle problematiche matematiche, fisiche, informatiche e di altre discipline di base;
- l'ampliamento e l'approfondimento delle conoscenze sulle metodologie scientifiche e tecniche delle scienze dell'ingegneria industriale caratteristiche dell'ingegneria delle materie prime, dei materiali, delle micro/nanotecnologie, dell’ingegneria elettrica;
- l'ampliamento delle conoscenze sulle problematiche di confine e di supporto, quali quelle delle scienze dell'informazione e dell'economia.
Le evoluzioni della particolare situazione occupazionale nazionale sono considerate riferimento fondamentale nella scelta delle tematiche di ricerca che vengono proposte, in modo da ottimizzare i possibili vantaggi in termini di potenziale inserimento dei Dottorati nel mondo della ricerca e del lavoro. I dottorandi sono inoltre sostenuti, mediante l’incentivazione alla partecipazione a scuole e convegni nazionali ed internazionali, nello stabilire contatti con ricercatori e strutture di ricerca italiani e stranieri.
Il corso di Dottorato è organizzato in tre curricula formativi:
A) Ingegneria Elettrica
B) Ingegneria dei Materiali e delle Materie Prime
C) Nanotecnologie
Curriculum A: Ingegneria Elettrica
Il curriculum “Ingegneria Elettrica” del Dottorato EMNE è un corso che tratta tematiche di formazione di terzo livello di notevole attualità ed interesse sia a livello scientifico che a livello tecnologico ed industriale. Il rapido sviluppo che hanno avuto le nuove tecnologie e le micro/nanotecnologie ha prodotto rilevanti innovazioni nell'ingegneria elettrica, che oggi trova un ampio e diffuso sviluppo in molteplici settori industriali che spaziano dall'ingegneria degli apparati e sistemi di potenza e di segnale, all'aerospazio, alle smart grid, alla domotica. Tematiche di interesse riguardano ad esempio la compatibilità elettromagnetica degli elettrodotti e delle antenne per telecomunicazione, le tecniche di misura, le tecnologie e i sistemi per utilizzo efficiente delle fonti energetiche rinnovabili per la generazione dell'energia, anche combinata, l’integrazione su larga scala di risorse rinnovabili (e.g. eolico offshore) e lo studio di strutture innovative di rete in un contesto pan-Europeo. Il corso è aperto a laureati (laurea specialistica, magistrale o titoli equivalenti) di varie formazioni tecnico-scientifiche, che sono interessati a sviluppare tematiche avanzate di ricerca nel settore dell’Ingegneria Elettrica. Ambiti lavorativi nei quali il Dottore in EMNE con specializzazione nel settore dell’ingegneria elettrica trova collocazione sono rappresentati ad esempio dalle aziende di seguito elencate: ABB, Schneider, Siemens, ENEL, Terna, ACEA, FIAT Engineering, RAIWAY, TIM, NORTEL, CONTRAVES, ITALFER, IVECO, Finmeccanica, etc.
Curriculum B: Ingegneria dei Materiali e delle Materie Prime
Orientato a fini applicativi, il curriculum “Ingegneria dei materiali e delle Materie Prime” del corso di dottorato EMNE si configura come momento di ricerca e sviluppo di tematiche interdisciplinari proprie dei settori individuati nell’ambito dell’ingegneria dei materiali, dell’ingegneria delle materie prime, della metallurgia e della protezione ambientale. Gli obiettivi formativi sono indirizzati allo sviluppo di ricercatori con una forte preparazione di base, in grado di operare in campi che vanno dalle scienze dell'ingegneria alla ricerca applicata di tipo industriale. I corsi sono aperti a laureati (laurea specialistica, magistrale o titoli equivalenti) di varie formazioni tecnico-scientifiche che intendono avvicinarsi alla ricerca sui materiali e sulle materie prime, privilegiando le radici comuni fortemente interdisciplinari, che vanno dalla qualità alla sicurezza, dalle misure alla modellistica, dalle sperimentazioni alla progettazione integrata. Inoltre, viene tenuta presente la particolare situazione occupazionale del nostro paese, in modo che la frequenza e la conclusione del dottorato siano proficue per i candidati: per questo vengono privilegiati temi di interesse applicativo ed incoraggiati rapporti di collaborazione, con eventuali soggiorni, con enti e centri di ricerca nazionali e stranieri. La preparazione che si intende promuovere dovrà essere spendibile in attività di ricerca sia in ambito universitario che in ambito industriale. Il corso fa riferimento prioritario ai laboratori ed alle competenze del Dipartimento di Ingegneria chimica materiali ambiente. Il percorso formativo del dottorando prevede un'attività di apprendimento degli strumenti e delle metodologie di ricerca da svolgersi preferibilmente sotto il controllo di un docente-guida, non necessariamente afferente al collegio, con l'elaborazione, condotta autonomamente, di una tesi finale, fortemente specializzata, nell'ambito di una delle tematiche di ricerca proprie dei curricula Negli anni più recenti sono state sviluppate attività di dottorato sui materiali ceramici funzionali, sullo stoccaggio sotterraneo di CO2, sui compositi ad elevata compatibilità elettromagnetica, sulla caratterizzazione e realizzazione di lamine metalliche per la produzione di catodi per celle elettrochimiche, nonché di materiali catodici per batterie litio-ione, sulla caratterizzazione dei materiali solidi particolati, sui modelli di rischio e gestione della sicurezza nelle gallerie stradali e ferroviarie, sullo sviluppo di manufatti ottenuti dal riciclaggio di materiale plastico, con implementazione dei metodi di caratterizzazione, progettazione e ottimizzazione delle mescole, sui materiali per elettrolizzatori polimerici e per celle a combustibile, sulla resistenza a fatica di acciai austeno-ferritici, sui modelli matematici di deflusso e del trasporto di massa applicati allo studio di siti contaminati, sull'archeometallurgia, sui nanomateriali.
Curriculum C: Nanotecnologie
Il curriculum “Nanotecnologie” del Dottorato EMNE si pone come obbiettivo l’approfondimento e lo sviluppo di tematiche di ricerca nel settore delle nanotecnologie per l’ingegneria dei materiali e per l’ingegneria elettrica. L’innovazione di prodotti e processi per applicazioni nei diversi settori dell’industria ad elevato contenuto tecnologico richiedono lo sviluppo di nuovi approcci tecnologici all’avanguardia al fine di realizzare nuovi materiali multifunzionali ed intelligenti con capacità di autodiagnostica e controllo remoto delle proprietà funzionali. L’integrazione all’interno di un unico materiale di funzionalità molteplici richiede il controllo della struttura del materiale stesso a partire dalla nanoscala. Pertanto, gli allievi di questo indirizzo del dottorato EMNE svilupperanno attività di ricerca nei settori della progettazione, fabbricazione e caratterizzazione di superfici funzionalizzate, con capacità di autodiagnostica, monitoraggio e controllo delle proprietà elettriche, elettromagnetiche, termiche e meccaniche. Alcune delle tematiche di interesse di questo curriculum nascono proprio dalle sinergie e la collaborazione tra i diversi settori disciplinari che afferiscono al dottorato. Alcuni esempi sono ad esempio lo sviluppo di rivestimenti nanostrutturati multifunzionali, nanomateriali per la schermatura elettromagnetica e l'assorbimento delle radio-frequenze e delle microonde, film sottili nanostrutturati multifunzionali trasparenti per il controllo energetico, nanomateriali a base carbonio, grafene, nanomateriali e micro-nanodispositivi a base grafene. Il corso è aperto a laureati (laurea specialistica, magistrale o titoli equivalenti) di varie formazioni tecnico-scientifiche, che sono interessati a sviluppare tematiche avanzate di ricerca nel settore delle nanotecnologie.
In evidenza