Ambasciata d`Italia - Publications for Italian and Australian

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Ambasciata d’Italia
CANBERRA
Bollettino della Comunità
Scientifica in Australasia
Agosto 2006
Anno VI – Fascicolo II
Ufficio dell’Addetto Scientifico
Bollettino della Comunità Scientifica in Australasia
CANBERRA
Agosto 2006
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Bollettino della Comunità
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Introduzione
Il ruolo delle regioni italiane nella cooperazione S&T bilaterale
Le regioni italiane giocano un ruolo decisivo nell’attivita’ di cooperazione S&T bilaterale con l’Australia.
A seguito della Mostra Convegno IATICE (Italian Australian Technological Innovation Conference ed
Exibition), organizzata da questa Ambasciata a Melbourne nel marzo 2002, varie Regioni presenti a tale
manifestazione hanno, congiuntamente con il nostro Ufficio Scientifico, avviato una serie di attivita’ di
collaborazione con universita’ e centri di ricerca australiani. Tali iniziative, inquadrate nell’ambito dei
rispettivi piani per la ricerca, costituiscono un’operazione di marketing territoriale tesa a promuovere sia le
strutture regionali (università, centri pubblici e privati di ricerca, parchi scientifici e tecnologici) che l’indotto
delle imprese high tech. In particolare sono da segnalare, a conferma dell’impegno profuso in Australia e in
piena sintonia con l’Asse strategico VI delle linee-guida per la politica scientifica e tecnologica del Governo
2003/06, le seguenti regioni:
La Campania che, a seguito di missioni specifiche in Australia dell’Assessore alla Ricerca e all’Innovazione
Tecnologica Prof. Luigi Nicolais, ha finanziato dieci borse di studio (ciascuna di 4500 euro per la durata di
tre mesi) su cinque aree tematiche considerate prioritarie nel proprio piano regionale di ricerca (ICT,
biotecnologie, matematica applicata, ambiente-chimica verde ed elettronica per le telecomunicazioni). Tali
borse sono state concordate con cinque prestigiose università australiane (QLD University, NSW University,
ANU, Monash University e WA University) che, a loro volta, hanno offerto a ricercatori italiani cinque borse
di studio nell’ambito delle medesime aree tematiche. Inoltre, la Regione Campania ha manifestato l’interesse
a cofinanziare, per un importo di 75.000 euro, due ulteriori progetti rispettivamente nei settori delle “aree
marine protette” e della “riduzione dell’emissione di gas serra attraverso il sequestro del carbonio organico
nel suolo” rispettivamente con l’Universita’ del Queensland e con la Monash University di Melbourne;
Il Veneto che, gia’ nell'ambito della Manifestazione “Veneto in Victoria – Celebrating the relationship
between Veneto and Victoria, the past, present and future”organizzata a Melbourne nel novembre 2003,
aveva contribuito alla realizzazione di sei workshop a carattere tecnico scientifico su:
o
The Italian high-tech cluster on nanotechnologies;
o
Styling and Industrial Design;
o
Information society and innovative projects for the modernization of public administration;
o
Net-Rail – New Technologies for railway;
o
Technology for the quality and safety of food;
o
Maintenance and restoration of the Venetian artistic heritage.
A tali eventi ha poi fatto seguito un accordo tra la Regione e due istituti di ricerca di Melbourne per il
finanziamento di quattro borse di studio, di 4500 euro ciascuna, della durata di tre mesi, per uno scambio di
ricercatori nei settori delle “nuove tecnologie per la sicurezza e la qualita’ alimentare” e della “salvaguardia e
del restauro del patrimonio storico culturale”. La Regione Veneto e lo Stato del Victoria, inoltre, si sono
impegnati a finanziare lo scambio di due esperti per parte nei settori delle “tecnologie dell’informazione (egovernment, e-business e formazione a distanza)” e delle “nanotecnologie”.
La Lombardia che, con la missione istituzionale del marzo 2004, guidata dal Presidente Roberto Formigoni,
ha avviato una serie di attivita’, in particolare nei settori dell’economia (Bocconi e NSW University),
dell’Industrial Design (Politecnico, NSW University, UTS e RMIT), della telemedicina (Milano Bicocca e
NSW University), della microchirurgia (Milano Bicocca Microresearcvh foundation), e del telerilevamento
(CNR IREA Milano e CSIRO Land &Water), cofinanziando con i centri di ricerca australiani, per un
importo italiano di circa 200.000 euro, borse di studio, scambi di esperti e corsi di master presso il
Politecnico di Milano e l’Universita’ Bocconi.
Il Piemonte che, con la missione istituzionale dello scorso giugno 2006, guidata dal Dott. Sergio Deorsola
Assessore al Federalismo, Decentramento, Enti Locali e Questioni Legali. ha avviato un importante
cooperazione nel settore dell’ICT. La delegazione della Regione Piemonte ha coinvolto professori del
Politecnico di Torino, ricercatori dell’Istituto Superiore Mario Boella e del distretto tecnologico Torino
Wireless e il dott. Mauro Sentinelli Managing Director della Telecom Italia International. Principale obiettivo
della missione e’ stato la firma di due accordi nel settore delle tecnologie dell’informazione e delle
telecomunicazioni sia wireless sia wireline. In particolare e’ stato firmato un “Statement of Intent” con lo
Stato del Queensland che prevede una maggiore cooperazione tra le due Istituzioni regionali nell’ambito
dell’accelerazione d’impresa (promuovendo la formazione e l’insediamento su entrambi i territori di nuove
aziende ad alta tecnologia), della formazione (universitaria, post universitaria ed aziendale) e della ricerca
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applicata (in particolare nelle aree dell’infomobilita’, del sistema europeo di navigazione satellitare Galileo e
delle applicazioni in ambito sanitario della telemedicina).
La Puglia sta valutando la possibilita’ di firmare un accrodo nel settore dell’agrofood con lo Stato del South
Australia, al fine di favorire scambi di ricercatori ed esperti. L’accordo potrebbe essere firmato entro l’anno.
La cooperazione S&T bilaterale, promossa da questa Ambasciata, trova nelle iniziative regionali e nel
supporto territoriale offerto dai membri delle Associazioni ARIA uno strumento efficace per rispondere alle
esigenze di ricerca e sviluppo delle PMI del territorio regionale e alle iniziative d'innovazione dei distretti high
tech recentemente sorti in alcune regioni (wireless in Piemonte, nanotecologie in Veneto, ingegneria dei
materiali polimerici e compositi in Campania, microelettronica in Sicilia e meccanica avanzata e meccatronica
in Emilia Romagna etc..). I risultati fin qui ottenuti, con modesti mezzi, confermano che la strategia
individuata per questo Paese merita di essere ulteriormente perseguita e cio’ soprattutto al fine di contribuire
allo sviluppo endogeno delle nostre realta’ regionali.
Nicola Sasanelli
Addetto Scientifico
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Introduction
The role of Italian regions in S&T bilateral cooperation
Italian regions play a key role in S&T bilateral cooperation activities with Australia.
Following IATICE (Italian Australian Technological Innovation Conference and Exhibition), organised by
this Embassy in Melbourne in March 2002, the Italian regions which participated in the event set up a series
of cooperation activities with Australian universities and research centres, together with our Scientific Office.
These initiatives, set within their respective research plans, represent a territorial marketing operation aimed
at promoting both regional infrastructures (universities, public and private research centres, scientific and
technological parks) and satellite high-tech industries. In order to confirm Australia’s deep commitment
which is in keeping with the VI Strategic Axis of the Government’s scientific and technological policy
guidelines for 2003/06, it is worth mentioning the following regions:
Campania, which, following specific missions in Australia carried out by Prof. Luigi Nicolais, Regional
Minister for Technological Research and Innovation, offered ten scholarships (4,500 euro each for three
months) in five areas of priority interest within its regional research plan (ICT, biotechnology, applied
mathematics, green and environmental chemistry and electronics for telecommunications). These
scholarships were offered in collaboration with five renowned Australian universities (QLD University, NSW
University, ANU, Monash University and WA University) which in turn granted five scholarships for Italian
researchers in the same areas. Furthermore, the Campania Region intends to co-fund another two projects
on “protected marine areas” and “greenhouse gas emission reductions through soil organic carbon
sequestration”, in collaboration with QLD University and Monash University, for an amount of 75,000 euro.
Veneto, which, on the occasion of the event “Veneto in Victoria – Celebrating the relationship between
Veneto and Victoria, the past, present and future” organised in Melbourne on November 2003, contributed
to the organization of six technical-scientific workshops on:
oThe Italian high-tech cluster on nanotechnologies;
oStyling and Industrial Design;
oInformation society and innovative projects for the modernization of public administration;
oNet-Rail – New Technologies for railway;
oTechnology for the quality and safety of food;
oMaintenance and restoration of the Venetian artistic heritage.
These events were followed by an agreement between the Region and two research institutes of Melbourne
aimed at funding four scholarships (4,500 euro each for three months) for researcher exchanges on “new
technologies for food safety and quality” and “cultural and historical heritage maintenance and restoration”.
The Veneto Region and the State of Victoria have also committed in funding an exchange project between
two experts from each country on “IT (e-government, e-business and distance learning)” and
“nanotechnology”.
Lombardia, which, with the institutional mission on March 2004, headed by Roberto Formigoni, President
of the Lombardy Region started a series of activities, in particular in the fields of economics (Bocconi and
NSW University), industrial design (Politecnico, NSW University and RMIT), telemedicine (Milano Bicocca
and NSW University), microsurgery (Milano Bicocca Microreserach Foundation) and tele-detection (CNR
IREA Milano and CSIRO Land&Water), co-funding scholarships, expert exchanges and Masters at the
Politecnico of Milan and the Bocconi University together with Australian research centres, for an amount of
200,000 euro.
Piedmont, which, with the institutional mission on June 2006, headed by Mr Sergio Deorsola, Regional
Ministry for Federalism, Devolution, Local Bodies and Legal Issues, started an important cooperation on
ICT. Piedmont’s delegation was composed of lecturers from the Politecnico of Turin and researchers from
the “Mario Biella” High School and from the technological cluster Torino Wireless and Dr. Mauro Sentinelli,
Managing Director of Telecom Italia International. The main goal of the mission was the signing of two
agreements on IT and telecommunications, both wireless and wireline. A “Statement of Intent” was signed
between the Piedmont Region and the State of Queensland, which envisages stronger cooperation between
the two regional institutions on enterprise acceleration (promoting the start up of new high-tech enterprises
in both areas), education and training (university, post-graduate and vocational) and applied research (in
particular in the areas of info-mobility, the Galileo European system of satellite navigation and applications
in telemedicine and health care).
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Puglia is currently considering signing an agreement in the agro-food sector with the Australian State of
South Australia, in order to stimulate expert and researcher exchanges. The agreement should be signed by
the end of the year.
S&T bilateral cooperation, promoted by this Embassy, finds in regional initiatives and in the territorial
support offered by ARIA Association members an efficient instrument to respond to both the needs of
SMEs in terms of research and development within their regional territory and innovation initiatives of hightech clusters recently established in some regions (wireless in Piedmont, nanotechnology in Veneto,
engineering of composite and polymeric materials in Campania, microelectronics in Sicily and advanced
mechanics and mecatronics in Emilia Romagna, etc.). The results obtained so far with humble instruments
confirm that the strategy identified for Italy ought to be further developed, especially in order to enhance the
development of Italian regional realities.
Nicola Sasanelli
Scientific Attache’
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Bollettino della Comunita’
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Direttore responsabile:
ing. Nicola Sasanelli
Responsabile e coordinamento editoriale:
dott.ssa Alessandra Iero
Comitato di Redazione:
dott. Giovanni Attolico –CNR ISSIA Bari
dott. Chiara Bancone - Universita' di Genova
dott. Bob Brockie – Victoria University
dott. Elena Caovilla – Universita’ degli Studi dell’Insubria, Como
dott. Liam Carter - Australian National University
dott.ssa Anna Maria Fioretti – CNR IGG Padova
dott. Guido Governatori – University of Queensland
dott.ssa Lynne Hunter – Delegation of the European Commission
to Australia and New Zealand
dott. Gabriele Porretto – Australian National University
dott.ssa Daniela Rubatto – Australian National University
dott.ssa Marilena Salvo - Australian National University
dott. Luigi Tomba - Australian National University
dott.ssa Alessandra Warren – University of Sydney
Traduzioni a cura di: dott.ssa Paola Lucidi
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Ambasciata d’Italia in Canberra
Ufficio dell’Addetto Scientifico
Comitato di Redazione
12 Grey Street
DEAKIN ACT 2600
Tel. (+61) (2) 6273 3333
Fax (+61) (2) 6273 2406
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[email protected]
ISSN 1446 - 9588
This project is proudly supported by the International Science Linkages programme estabilished under the Australian
Government’s innovation statement Backing Australia’s Ability
Il Bollettino della Comunità Scientifica in Australasia si basa sul libero apporto dei ricercatori. Per tale motivo gli autori se ne
assumono interamente la responsabilità.
The Bollettino della Comunità Scientifica in Australasia is based on the free contribution of researchers. For this reason, the
authors take on full responsibilities.
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Sommario
EVENTI Promossi dall’Ufficio Scientifico
dell’Ambasciata d’Italia a Canberra
pag.1
Missione della Regione Piemonte in Australia e conferenze sulle tecnologie wireless
a Brisbane e a Sydney , 3-6 luglio 2006
pag.3
The Piedmont Region’s mission in Australia and conferences on wireless technology
in Brisbane and Sydney, 3 – 6 July 2006
pag.5
Nicola Sasanelli
Cooperazione Trieste - Melbourne sull’imaging avanzato con luce di sincrotrone
pag.7
Trieste - Melbourne cooperation in advanced imaging with synchrotron radiation
pag.12
Kaulich B., Kiskinova M., Mancini L., Menk R.H., Rigon L., Tuniz C., Tromba G., Wilkins S.W., Zanini F.
Punti quantici: nanostrutturazione del substrato come percorso verso l e applicazioni
pag.17
Quantum dots: substrate nanopatterning as a path towards the applications
pag.22
N.Motta, A.Sgarlata, P.D.Szkutnik, F.Rosei, and A.Balzarotti
Conferenza Italo-Australiana “Wearable monitoring technology for health,
fitness and rehabilitation” – Sydney, 13 giugno 2006
pag.27
Italo-Australian conference on “Wearable monitoring technology for health,
fitness and rehabilitation” – Sydney, 13th June 2006
pag.29
Nicola Sasanelli
Cooperazione tra Università di Padova e l’Università del New South Wales di Sydney
nel campo dell’ingegneria informatica e trasmissione di immagini
pag.31
Cooperation between the University of Padova and the University of New South Wales of Sydney in the
field of electrical engineering and image transmission
pag.33
Nicola Brusco
58-esima sessione della IWC, International Whaling Commission, che si e’ svolta
a San Kittis/ Navis nei Caraibi tra il 16 e il 20 Giugno 2006
pag.35
58th session of the International Whaling Commission (IWC),
San Kittis / Navis (Caribbeans), 16-20 June 2006
pag.38
Chiara Bancone
Studi chimici sull’ottica non lineare, ma soprattutto un’esperienza di vita: inizio
di un anno di studio alla ANU (Australian National University) di Canberra
XI
pag.41
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Chemical studies in the nonlinear optical field and a wonderful life experience:
a year at the ANU (Australian National University) of Canberra
pag.43
Luca Rigamonti
pag.45
pag.48
Il Protocollo di Kyoto tra USA e Giappone
The Kyoto Protocol between USA and Japan
Danilo Angelini
Reti di sensori per il monitoraggio ambientale per applicazioni marine
Networks of sensors for environmental monitoring applied to marine studies
Francesco Grimaccia
pag.51
pag.53
Una finestra sulla Commissione Europea
A window on the European Commssion
Lynne Hunter
pag.55
pag.57
Una finestra sul Pacifico
A window on the Pacific
Luigi Tomba
pag.59
pag.60
Notizie flash dal mondo delle riviste tecnico-scientifiche Australiane
9 Attualità
pag.67
•
Finanziamento per il dialogo tra Australia ed Europa
•
Coste ed estuari degradati dall’uomo
•
ANU partecipera’ alla costruzione del telescopio piu’ potente del mondo
9 Ricerca, Sviluppo e Innovazione
pag.69
•
Nuovo vaccino Bovilis MH per la prevenzione della polmonite nei bovini
•
Nuova varieta’ di grano con potenzialita’ per la salute
9 Nuove Tecnologie e Nuovi materiali
pag.70
•
Nuovo motore supersonico Sram jet
•
Nuovo tessuto per la prevenzione delle piaghe da decupito.
9 Information Technology
•
pag.71
MoU tra NICTA, Torino Wireless e Politecnico di Torino
9 Sanità
pag.72
•
Tomografia computerizzata piu’ sicura per i bambini
•
Scienziati australiani individuano il difetto genetico legato all’alfa talassemia
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9 Ambiente
pag.73
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•
Scoperto un “Uluru sottomarino” a largo della costa occidentale australiana
•
“Tegole solari” per la produzione di energia elettrica domestica
9 Spazio
•
Scoperta la “compagna” di una stella
•
“Vibrazioni stellari” scuotono il cosmo.
pag.74
News from the Italian technical-scientific journal
9 Research, Development, Innovation
pag.79
•
MOC, digital signature (and a smart card)
•
Conscis: a robot that learns by imitation
•
PDO Balsamic vinegar is under investigation by means of NMR spectroscopy.
9 New Technologies – New Materials
pag.81
•
Italian physicist discover a new, “super-hard” material named “carbonia”
•
Hypersonic propulsion experiments at the IENI-CNR-Milano
9 Medicine
pag.82
•
p21, an anti-carcinogenic protein
•
Eating frequency and adiposity in children
•
"My Heart": understanding my ischemic heart disease
•
Improved bean for a better human nutrition and health
9 Environment and Earth Science
•
pag.84
Swampy cane-based depurators (Phragmites australis)
9 Space
•
pag.87
PAMELA goes to space: it will explore antimatter and dark matter to unravel the mysteries of the
universe
•
ALOS satellite snaps Europe
•
Magic telescope finds out a high-energy gamma-ray emission: they are produced by microquasars
Programma delle Conferenze scientifiche in Australasia
pag.90
Principali siti Web
pag.92
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EVENTI
Promossi dall’Ufficio Scientifico dell’Ambasciata d’Italia in Canberra
[email protected]
17-21 agosto 2006, Couran cove, Queensland
Italo-Australian Breast and Ovarian cancer symposium proposal
Breast cancer is the 2nd most common cause of cancer death in women and recently has been declared as a
world wide epidemic by the World Health Organization (WHO). 1 in 8 women develop breast cancer during
their lifetime (statistics: 2003) and this has increased to 1 in 7 women in 2004. Approximately 1 million
people worldwide were diagnosed with breast cancer in 2003 with approximately 400,000 deaths per year.
Within Australia approximately 11,000 new cases are diagnosed each year with 4,000 deaths. The rate of
breast cancer morbidity in Italy for 2004 was a staggering 130,000 deaths representing 27.4 % of all cancer
deaths in Italian women!
The symposium will be run in Australia in or around August 2006 so that international speakers have the
opportunity to attend a conference on familial cancer being held at Couran Cove (see
http://www.ozhorizons.com.au/qld/gc/ccir/ccove.htm between Brisbane and the Gold Coast in
Queensland) from the 17th to the 21st of August 2006 (see http://www.kconfab.org/ as details become
available).
This aim of this symposium is to enhance and foster collaborative links between Italy and Australia with a
focus on three major areas:
Familial breast and ovarian cancer and genetics;
Therapeutic and cell biology research into breast and ovarian cancer;
Clinical aspects of breast and ovarian cancer.
Initially key Italian speakers in the three focus areas (above) will be invited to attend the conference and will
be financial supported to attend the conference. It is then envisaged to invite equivalent Australian speakers
to match the content of the Italian speakers, subsequent rounds of invitations will be sent out to expand the
three focus areas until the program is filled. Ideally the conference will have approximately 60 attendants.
This conference is designed to be the first step in formalising long terms collaborations aimed at bringing
Italian and Australian clinicians, researchers and counsellors together. The overall outcome will be translated
into improved research and clinical outcomes to the mutual benefit of both countries.
Contact: Dr Derek Kennedy [email protected]
2007
15-19 April 2007, Grand Pacific Hotel, Lorne Victoria
The WISE Group 2007 workshop in Australia
The WISE Group (Waves In Shallow Environment) is an informal association of all the best wave modellers
who meet once a year to discuss the latest findings and which lines of research to pursue in the future. The
group is a follow-up of the former WAM Group (WAve Modelling) who developed the WAM model, the
most widely used wave prediction model, presently in use at most of the world meteo-oceanographic centres.
When WAM closed his ten year expected period, the WISE Group followed up, with the attention focused
on shallow and coastal water applications, but with eyes open both to the most fundamental processes and
to practical applications.
The group meets once a year, typically in Americas and Europe. In 2006, the meeting has been in Venice, 2327 of April, with about 60 participants. In Venice the Steering Committee has decided about the location for
next year, 2007. Australia, in the person of prof. Ian Young, PO Box 218 Hawthorn, Victoria 3122, has
kindly offered to host the meeting. The proposed location is the Grand Pacific Hotel at Lorne which is a
nice little town at the Great Ocean Road in Victoria http://www.grandpacific.com.au/ , for which the
Swinburne University is negotiating a special price.
Contact: dr Luigi Cavaleri, Director Institute of Marine Sciences – Nat. Res. Council
Chairman of the WISE Group, ISMAR
S.Polo 1364, 30125 Venice, Italy
e-mail [email protected]
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3-7 September 2007 , Stradbroke Island (QLD)
Nanostructured Materials for Applications in Energy and Electronics,
The rapidly emerging areas of nanoscale science and technology are focussed on the design, fabrication, and
characterisation of functional objects having dimensions at the nanometer length scale. New advances in this field are
expected to have long range implications in a wide variety of different scientific and engineering disciplines.
The importance of nanoscale science is growing worldwide and it is now widely recognised as a critical component to
the future growth of the world economy. The NMAEE workshop will allow leading Italian and Australian researchers
to present their activities and foster cooperation in the field of nanotechnology, focussing in the areas of electronics and
energy. It would be very benefit for both countries to build scientific networks connecting scientists belonging to
similar areas of nanotechnology.
The respective strengths of the two nations (e.g. Quantum Computing, solar energy and water/air purification in
Australia, semiconductors and optoelectronics in Italy) will be brought together, to create new synergies from which
leading edge outcomes are expected.
The 3 day workshop will be followed by a 2 day school on Nanotechnology, addressed to PhD and graduate students of
all over Australia.
Key topics will be for example: Materials, Semiconductor Nanostructures, Nanotubes, Conducting Polymers,
Molecules, Applications, Quantum Computing, Nanoelectronic devices, Optoelectronics, Solar Cells, Water
Purification, Nanoscale Integration, Nanofabrication Tools and Techniques.
Contact: Prof Nunzio Motta, email: [email protected]
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Missione della Regione Piemonte in Australia e conferenze sulle tecnologie wireless a
Brisbane e a Sydney , 3-6 luglio 2006
Nicola Sasanelli
Dal 3 al 6 luglio u.s. si e’ svolta in Australia la missione della Regione Piemonte guidata dal Dott. Sergio
Deorsola Assessore al Federalismo, Decentramento, Enti Locali e Questioni Legali. La delegazione era
costituita dai professori Carlo Naldi e Letizia Lo Presti del Politecnico di Torino, dal dott. Mauro Sentinelli
Managing Director della Telecom Italia International e Vice Direttore della GSM Association, dai dott.ri
Paolo Mulassano e Edoardo Calia dell’Istituto Superiore Mario Boella, dal prof. Ludovico Ciferri della
Torino Wireless e dalla dott.ssa Paola Bossi della Regione Piemonte. L’iniziativa e’ stata organizzata e seguita
dall’Ufficio Scientifico di questa Ambasciata congiuntamente con il Centro di ricerca australiano NICTA
(National Information Communication Tecnhological Australia) e il primo distretto tecnologico italiano
Torino Wireless, avvalendosi dell’attiva partecipazione dei Consolati di Brisbane e di Sydney nonche’
dell’apporto del Consigliere Diplomatico della Regione Piemonte.
Principale obiettivo della missione e’ stato la firma di due accordi nel settore delle tecnologie
dell’informazione e delle telecomunicazioni sia wireless sia wireline.
Il primo accordo, “Statement of Intent”, e’ stato firmato a Brisbane lo scorso 4 luglio tra il Governo del
Queensland e la Regione Piemonte. L’intesa prevede una maggiore cooperazione tra le due Istituzioni
regionali nell’ambito dell’accelerazione d’impresa (promuovendo la formazione e l’insediamento su entrambi
i territori di nuove aziende ad alta tecnologia), della formazione (universitaria, post universitaria ed aziendale)
e della ricerca applicata (in particolare nelle aree dell’infomobilita’, del sistema europeo di navigazione
satellitare Galileo e delle applicazioni in ambito sanitario della telemedicina). Il predetto accordo, firmato
dall’Assessore Deorsola e dal Ministro dello Stato del Queensland On. Chris Cummins (con delega allo
sviluppo delle piccole e medie imprese, allo sviluppo delle tecnologie dell’informazione e alle questioni
multiculturali), e’ stato presentato in occasione di un workshop dal titolo “Role, Importance and Impact of
Technological Innovative for local communities and economies” che ha visto la presenza di circa 120
partecipanti tra esperti, ricercatori ed imprenditori del settore.
Il workshop ha in ogni caso evidenziato le potenzialita’ dell’accordo nei seguenti quattro settori specifici:
1) processi congiunti di incubazione e di internazionalizzazione d’azienda nell’ambito dei due mercati di
riferimento;
2) progetti di sviluppo di applicazioni basate sulla navigazione satellitare nel quadro del progetto GNSS
(Global Navigation Satellite System), in particolare nei settori minerario ed agricolo dello Stato del
Queensland, fondamentali per l’economia del territorio;
3) collaborazione nello sviluppo e nel testing di applicazioni in ambito sanitario e della sicurezza;
4) accordi di cooperazione internazionale fra atenei, programmi di formazione congiunti, PhD congiunti,
finalizzati alla promozione della cultura d’impresa in un contesto tecnologico.
Al riguardo giova evidenziare che il Governo del Queensland ha avviato negli ultimi anni il programma
“Smart State” che prevede una serie di finanziamenti finalizzati alla formazione di eccellenza, allo sviluppo di
imprese locali ad alto contenuto tecnologico ed all’attivita’ di ricerca applicata nelle seguenti principali aree:
biotecnologia, scienze marine, aereonautica, ICT, nano e microelettronica.
Il pranzo offerto in serata dall’On. Rod Welford, Ministro dell’Istruzione e delle Arti dello Stato del
Queensland, a cui hanno partecipato tutte le componenti attive dell’accordo, ha costituito una piu’ che
proficua conclusione dell’evento. Il Console Catani, presentando la delegazione italiana al Ministro, ha
rimarcato l’importanza dell’accordo firmato che rappresenta il primo importante e tangibile passo verso una
sempre piu’ stretta collaborazione fra i due Governi locali. Inoltre, in tale occasione, l’Assessore Deorsola ha
invitato formalmente il Ministro Welford ed una delegazione delle principali universita’ e centri di ricerca
dello Stato del Queensland a recarsi nella Regione Piemonte al fine di visitare i principali analoghi centri della
regione italiana e, nello stesso tempo, verificare lo stato della cooperazione frutto dell’accordo.
Il secondo accordo, “Memorandum of Understanding”, e’ stato firmato a Sydney lo scorso 6 luglio tra il
NICTA (National Information Communication Technology of Australia), il Politecnico di Torino e Torino
Wireless . L’intesa prevede una maggiore cooperazione tecnica e scientifica tra i tre centri di ricerca e una
maggiore cooperazione nell’ambito della formazione di eccellenza fra le universita’ piemontesi e le universita’
australiane coinvolte nell’attivita’ del NICTA.
In particolare, il predetto accordo prevede una maggiore cooperazione nelle seguenti aree:
1) sviluppo di progetti congiunti nel campo della infomobilita’ (movimentazione intelligente di merci,
veicoli e persone nello spazio e nel tempo), delle comunicazioni dedicate (ad-hoc) e della sicurezza
(sistemi informativi applicati alla prevezione di catastrofi naturali e alla sicurezza della persona e
dell’ambiente);
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2) scambio di informazioni pertinenti alle valutazioni tecnologiche, alla gestione dell’innovazione e alle
analisi di mercato;
3) organizzazione di eventi congiunti quali: seminari, workshop, conferenze etc.;
4) cooperazione nella commercializzazione e nel trasferimento tecnologico;
5) collocazione di personale esperto per trasferimento di know how;
6) scambio di studenti e di dottorandi di ricerca.
Il NICTA intende, inoltre, sfruttare le competenze e la rete delle piccole e medie imprese che operano
nell’ambito del Distretto Tecnologico Piemontese per valutare la sostenibilità economica di tecnologie in via
di sviluppo in Australia.
La predetta intesa, firmata dal delegato del Rettore del Politecnico per le attivita’ di cooperazione
internazionale Prof. Carlo Naldi, dal Direttore Generale del NICTA Dr. David Skeller e dal Prof. Ludovico
Ciferri, delegato dal Prof. Rodolfo Zich Presidente della Fondazione Torino Wireless, e’ stata presentata
nell’ambito di un workshop dal titolo “Case study: Torino Wireless Technological cluster and its experience
in Galileo – European Satellite Navigation System” che ha visto la presenza di circa 80 partecipanti tra
esperti, ricercatori ed imprenditori del settore.
Giova rilevare che il NICTA e’ stato istituito nell’ottobre 2002 all’interno del programma nazionale di ricerca
finanziato dal governo federale “Backing Australia’s Ability” al fine di creare un Centro di eccellenza
australiano in questo campo. Il NICTA e’ un consorzio costituito da quattro enti fondatori (Governo
dell’Australian Capital Territory, Governo del New South Wales, Universita’ del New South Wales e
Australian National University) e sette organismi partner (Governo del Victoria, Melbourne University,
Governo del Queensland, Griffith University di Brisbane, Queensland University e Queensland University
Technology). Il principale obiettivo del NICTA e’ lo sviluppo di una struttura nazionale nel campo dell’ICT
ove e’ possibile condurre attivita’ di formazione e ricerca (di base ed applicata) conformemente alle necessita’
emananti dal territorio. Il NICTA ha ricevuto lo scorso anno 126,3 milioni di dollari australiani dal
Department of Communications, Information Technology and the Arts, e 124,7 milioni dall’Australian
Research Council, portando il totale del finanziamento quinquennale (dal 2006-2007 al 2010-2011) da parte
del Governo federale a 251 milioni di AUD. Tali risorse aggiuntive raddoppiano il finanziamento iniziale e
portano i fondi nel periodo 2001 - 2011 alla ragguardevole soglia di 380 milioni di AUD (circa 240 milioni di
euro). Per i prossimi cinque anni il NICTA potra’ disporre complessivamente di circa 54 milioni di dollari
australiani all’anno per la propria attivita’.
Oltre alle due conferenze, molto importanti sono risultati anche gli incontri organizzati tra il Politecnico di
Torino e due delle principali universita’ australiane: la Queensland University di Brisbane e la University of
New South Wales di Sydney. In tali incontri il Prof. Carlo Naldi ha manifestato ad entrambe le universita’
australiane il desiderio da parte del Politecnico di Torino di avviare dottorati di ricerca congiunti (Joint PhD)
in specifiche aree di ricerca. Il “joint PhD”, tra Il Politecnico di Torino ed un’universita’ australiana permette
al dottorando di conseguire il proprio titolo di studio da entrambe le universita’ dopo aver svolto la propria
attivita’ di ricerca nei due suddetti centri. Tale iniziativa ha trovato un immediato consenso e disponibilita’ da
parte australiana anche e soprattutto perche’ i Joint PhD verrebbero ad acquisire un valore aggiunto grazie ai
due accordi recentemente firmati.
Le intese finalizzate e gli incontri intercorsi assumono un’importanza particolare per entrambi i Paesi poiche’
in Australia l’attività di ricerca nel “settore ITC” (Information Communication Technology) è attualmente
considerata prioritaria. Infatti, la spesa nazionale in ricerca nel settore ITC costituisce il 23.9 % (equivalente a
2019.5 milioni di dollari australiani nell’anno finanziario luglio 2002 – giugno 2003) degli investimenti totali
in ricerca con una incidenza del comparto privato pari all’89%. Ma se si considera il basso numero di articoli
scientifici pubblicati nell’ultima decade e lo scarso numero di brevetti presentati al USPTO (U.S. Patent
Trade Office), non si puo non constatare come l’Australia conosca attualmente una fase di notevoli
investimenti in questo campo mirata ad elevare la quantita’ e qualita’ delle conoscenze scientifiche e
tecnologiche in questo Paese.
Nicola Sasanelli
Documento originale in italiano
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Agosto 2006
CANBERRA
The Piedmont Region’s mission in Australia
and conferences on wireless technology in Brisbane and Sydney, 3 – 6 July 2006
Nicola Sasanelli
From the 3rd to the 6th of July the mission of the Piedmont Region was held in Australia. The mission was
guided by Doct. Sergio Deorsola, local authority for Federalism, Devolution, Local Bodies and Legal Issues.
The delegation was composed by Prof. Carlo Naldi and Prof. Letizia Lo Presti (Politecnico of Turin), Prof.
Mauro Sentinelli (Managing Director of Telecom Italia International and Assistant Manager of GSM
Association), Doct. Paolo Mulassano and Edoardo Calia (High School “Mario Boella), Prof. Ludovico Ciferri
(Torino Wireless) and Doct. Paola Bossi (Piedmont Region). The initiative was organised and followed by
the Scientific Office of this Embassy together with the Australian Research Council NICTA (National
Information Communication Technological Australia) and the first Italian technological district Torino
Wireless, along with the participation of the Consulates of Brisbane and Sydney and the support of the
Diplomatic Counsellor of the Piedmont Region.
The mission resulted in the signing of two agreements on IT and telecommunication, both wireless and
wireline.
The first agreement, “Statement of Intent”, was signed in Brisbane on July 4th between the Queensland
Government and the Piedmont Region. The agreement envisages a deeper cooperation between the two
regional institutions in the fields of enterprise acceleration (promoting the start up of new high technology
enterprises in both areas), education and training (university, post-graduate and vocational) and applied
research (in particular in the areas of infomobility, the Galileo European system of satellite navigation and
applications in telemedicine and health care). The above-mentioned agreement, signed by Doct. Deorsola
and the Queensland Minister Chris Cummins (Minister for Small Business, Information Technology Policy
and Multicultural Affairs) was presented at a workshop entitled “Role, Importance and Impact of
Technological Innovative for local communities and economies”, in which approximately 120 participants,
among whom experts, researchers and entrepreneurs, participated.
The workshop underlined the potential of the agreement in the following four specific areas:
Joint processes of incubation and internationalization of companies in the two markets of reference;
Projects for the development of applications based on satellite navigation in the context of the GNSS project
(Global Navigation Satellite System), in particular in the mining and agricultural sectors in the State of
Queensland, main sectors of Queensland’s economy;
Collaboration in the development and testing of applications in the security and health care sectors;
International cooperation agreements between universities, joint training programmes and joint PhDs aimed
at promoting corporate culture in a technological context.
It is worth outlining that the Queensland Government is already running a “Smart State” programme for the
delivery of funds for excellence in education and the development of local high technology enterprises and
applied research activities in the following areas: biotechnology, marine sciences, aeronautics, ICT, nano and
microelectronics.
The lunch, offered by the Minister of Education and Arts of the State of Queensland, Rod Welford, with the
participation of all the active parts of the agreement, closed the event on a top note. Doct. Catani,
introducing the Italian delegation to the Minister, reaffirmed the importance of the agreement signed, the
first concrete step towards closer collaboration between the two local Governments. Furthermore, on that
occasion, Doct. Deorsola formally invited Min. Rod Welford and a delegation representing Queensland’s
main universities and research centres to Piedmont to visit parallel centres in Italy and, at the same time, to
verify the state of cooperation arising from the agreement.
The second agreement, “Memorandum of Understanding”, was signed in Sydney on July 6th between
NICTA, the Politecnico of Turin and Torino Wireless. The agreement envisages deeper technological and
scientific cooperation between the three research centres and more robust cooperation in excellence training
between Piedmont’s universities and the Australian universities involved in NICTA’s activities.
The above-mentioned agreement envisages deeper cooperation in the following areas:
1. development of joint projects in the fields of infomobility (intelligent movement of goods, vehicles
and people in time and space), ad-hoc communications and security (information systems applied to
natural catastrophe prevention and people and environment security);
2. exchange of information related to technological evaluation, innovation management and market
analysis;
3. organization of joint events such as: seminars, workshops, conferences, etc.:
4. cooperation in technological commercialization and transfer;
5. placement of expert personnel for know-how transfer;
6. undergraduate and PhD student exchange.
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CANBERRA
NICTA intends to exploit the competences and the network of those SMEs which operate in the Piedmont
Technological District for evaluating the economic sustainability of developing technologies in Australia.
The above-mentioned agreement, signed by the delegate of the Rector of the Politecnico for international
cooperation activities, Prof. Carlo Naldi, the General Manager of NICTA, Doct. David Skeller and Prof.
Ludovico Ciferri, delegated by Prof. Rodolfo Zich, President of the Foundation “Torino Wireless”, was
presented on occasion of the workshop titled “Case study: Torino Wireless Technological cluster and its
experience in Galileo – European Satellite Navigation System”, in which approximately 80 participants,
among whom experts, researchers and entrepreneurs, took part.
It is worth mentioning that NICTA was established on October 2002 within the national research
programme “Backing Australia’s Ability” funded by the Federal Government to create an Australian Centre
of Excellence in this field. NICTA is a consortium composed of four funding bodies (ACT Government,
NSW Government, University of NSW and Australian National University) and seven partner bodies
(Victoria Government, Melbourne University, Queensland Government, Griffith University of Brisbane,
Queensland University and Queensland University Technology). The main goal of NICTA is to develop a
national structure on ICT where training and research activities (basic and applied) can be carried out
according to the needs of the area. Last year, NICTA received AUD 126.3 million from the Department of
Communications, Information Technology and the Arts, and AUD 124,7 million from the Australian
Research Council, increasing the total amount of funds delivered in five years (from 2006-2007 to 20102011) by the Federal Government to AUD 251 million. These extra resources doubled the initial fund to a
total amount of AUD 380 million (about 240 million euro) for the period 2001-2011. For the next five years
NICTA will have about AUD 54 million per year to spend for its activities.
In addition to these two conferences, the meetings organised between the Politecnico of Turin and the two
main Australian universities, Queensland University of Brisbane and the University of NSW of Sydney also
turned out to be very important. On occasion of those meetings, Prof. Carlo Naldi expressed the intention
showed by the Politecnico of Turin to start joint PhDs in specific areas of research with both the two
Australian universities. The joint PhDs between the Politecnico of Turin and an Australian university would
allow PhD students to carry out their research activity in both universities and obtain a qualification from
both institutions. An initiative such as this would be met with general approval in Australia especially because
joint PhDs would gain an added value thanks to the agreements recently signed.
These specific agreements and the meetings held gained particular importance in both countries since in
Australia research activities on ICT are an issue of priority. In fact, national expenditure on ICT research is
23.9% (corresponding to AUD 2019.5 million for the financial year July 2002 – June 2003) of total
investments in research, 89% of which comes from the private sector. But considering the few scientific
articles published in the last decade and the small number of patents presented to the USPTO (U.S. Patent
Trade Office) one can infer that Australia is going through a phase of important investments in this field
aimed at improving the quantity and quality of scientific and technological knowledge in this country.
Nicola Sasanelli
Original manuscript in Italian
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CANBERRA
Cooperazione Trieste - Melbourne sull’imaging avanzato con luce di sincrotrone
Kaulich B.1, Kiskinova M.1, Mancini L.1, Menk R.H.1, Rigon L.1,2,
Tuniz C.2, Tromba G.1, Wilkins S.W.3, Zanini F.1
Il Centro Internazionale di Fisica Teorica (ICTP) Abdus Salam di Trieste e la Sincrotrone Trieste, insieme al
Centro d’Eccellenza sulla Scienza di Raggi X Coerenti del Centro di Ricerca Australiano (Australian Research
Centre - ARC) di Melbourne (con il coinvolgimento anche delle università di Melbourne, Monash,
Swinburne & La Trobe, e dell’Organizzazione di ricerca industriale e scientifica del Commonwealth) stanno
organizzando un Consorzio Internazionale per imaging basato sulla diffrazione da raggi X coerenti
(International Consortium for Coherent X-ray Diffractive Imaging - I<CCXD>I) presso l’ICTP.
Il Consorzio intende sostenere e promuovere la cooperazione internazionale in sinergia con gli attuali
programmi dell’ICTP, in particolar modo con i programmi legati alla fisica applicata e alla fisica della materia
condensata, con particolare attenzione a quelle aree che apriranno nuove frontiere alla ricerca quali: (1)
imaging basato sulla diffrazione coerente (coherent diffractive imaging - CDI); (2) tutti i metodi di imaging e
microscopia con raggi X a contrasto di fase; (3) relativi metodi di tomografia; (4) microscopia a raggi X con
tecnica full-field e in scansione (compresi raggi X molli); (5) mappatura quantitativa elementale 2D e 3D
mediante fluorescenza prodotta dalla scansione di un fascio di dimensioni micrometriche (μXRF); (6) relativi
aspetti di fisica fondamentale; (7) sviluppo di ottica e rivelatori per raggi X; (8) sviluppo e condivisione di
software; (9) accesso ai principali strumenti di imaging e di elaborazione dati con accesso remoto.
La tecnica a contrasto di assorbimento è stata la principale tecnica di imaging utilizzata per oltre 100 anni.
Solo recentemente sono stati compiuti considerevoli progressi nello sviluppo e nell’applicazione di metodi
innovativi di imaging a raggi X a contrasto di fase, grazie alla luminosità e all’alto livello di coerenza delle
sorgenti sincrotroniche di 3^ generazione e allo sviluppo di sorgenti microfocus ad alta prestazione e dei
nuovi rivelatori a raggi X. Negli ultimi decenni sono stati adottati e sperimentati diversi approcci di imaging
con metodi di fase, quali il contrasto di fase differenziale ed interferenziale (differential phase and
interference contrast), constrasto potenziato da diffrazione (diffraction enhanced contrast), tecniche
interferometriche, tecniche di phase retrieval, etc (Fitzgerald, 2000). Tali tecniche potranno beneficiare nel
prossimo futuro, in termini di sviluppo e di diffusione, della disponibilità di laser a raggi X ad elettroni liberi
(X-ray free-electron laser - XFEL), conosciuti anche come sorgenti di 4^ generazione.
Ne è un esempio l’imaging a contrasto di fase basato sulla propagazione (propagation-based phase-contrast PB-PCI) (vedi Snigirev et al. 1995; Wilkins et al. 1996, and Cloetens et al 1996). Se la coerenza laterale della
sorgente è sufficientemente alta, la propagazione libera nello spazio può trasformare la modulazione di fase
del raggio trasmesso in una modulazione d’ampiezza sul rivelatore. A seconda della distanza d scelta tra
campione e rivelatore (distanza generalmente compresa tra alcuni centimetri e pochi metri) e della misura a
della caratteristica da individuare, è possibile distinguere due diverse modalità: la modalità di edge-detection
(d << a2/λ, dove λ è la lunghezza d’onda della radiazione X) e la modalità olografica (d ≈ a2/λ) (Cloetens et
al. 1997). La prima esalta i contorni del campione in esame, migliorando il contrasto dell’immagine e può
avvalersi anche dell’applicazione di tecniche di phase-retrieval per fornire informazioni quantitative (Nugent
et al, 1996). La Fig. 1 mostra l’immagine di un involucro di nylon da imballaggio con bolle d’aria, usando: a)
un sistema convenzionale di imaging (basato sull’assorbimento) e b) PB-PCI. Con la modalità olografica, i
contorni vengono modulati in maniera così marcata da non renderne possibile una lettura diretta, ma è
possibile ottenere una mappatura precisa del cambiamento di fase attraverso l’applicazione di algoritmi di
phase-retrieval.
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CANBERRA
Figura 1 Immagini di un involucro di nylon da imballaggio con bolle d’aria, usando: a) sistema di imaging a raggi X
convenzionale (assorbimento) e b)PB-PCI. L’esaltazione dei contorni in b) permette di visualizzare dettagli non visibili in a).
Il così detto Diffraction Enhanced Imaging (DEI) o imaging a contrasto di fase con analizzatore (AnalyserBased phase contrast - AB-PCI) si basa sull’uso di un analizzatore a cristallo perfetto posizionato tra il
campione e il rivelatore (Ingal and Beliaevskaya 1995, Davis et al 1995, Chapman et al. 1997). L’analizzatore
agisce da filtro angolare, accettando o respingendo in maniera selettiva i fotoni deviati sul campione ad angoli
piccolissimi. Oltre all’assorbimento dei raggi X, è quindi possibile utilizzare per l’imaging anche la rifrazione e
la diffusione a piccolissimo angolo (che segue senza soluzione di continuità dalla rifrazione ). La Fig. 2
mostra una serie di 3 immagini DEI di un dente di leone (taraxacum officinale) acquisite con l’analizzatore in
3 diverse posizioni, che evidenziano principalmente un segnale da: a) diffusione a piccolissimo angolo; b)
rifrazione; e c) assorbimento ed estinzione (ossia il rigetto della diffusione a piccolissimo angolo).
Figura 2 Immagini di un dente di leone (taraxacum officinale) acquisite con diverse posizioni dell’analizzatore (vedi testo).
Altre tecniche di contrasto di fase applicate al microscopio a raggi X richiedono particolari rivelatori e/o
strumenti ottici su misura (Kaulich et al. 2002; Wilhein et al. 2001; Di Fabrizio et al. 2003; Morrison et al.
1998). La Fig. 3 mostra un esempio di contrasto di fase differenziale. Le immagini sono state acquisite dalla
stazione TwinMic presso l’ELETTRA utilizzando un rivelatore EM-CCD (Electron Multiplayer Charge
Coupled Device) opportunamente configurato, che permette di acquisire contemporaneamente immagini in
campo chiaro (bright-field) ed immagini a contrasto di fase differenziale mediante la misura del baricentro
(Kaulich et al. 2006).
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Figura 3: Diatomea platonica marina “Coscinodiscus sp.”, incapsulata in un’intricata struttura a forma di scatola per
pillole di biosilicato amorfo. Si possono osservare le rifiniture della conchiglia di biosilicato formata da un doppio strato
esagonale. L’immagine in campo chiaro (sinistra) a l’immagine a contrasto di fase differenziale (destra) sono state
acquisite contemporaneamente. Energia di fotone: 718 eV. Tempo di pausa per pixel: 80 ms.
Nella microtomografia computerizzata a raggi X (µ-CT), il campione viene ruotato di fronte al rivelatore così
da acquisire diverse proiezioni. Viene poi ricostruita un’immagine 3D retro proiettando i profili raccolti in
questo modo con specifiche ricette matematiche. Per quanto riguarda l’imaging planare, la µ-CT può essere
impiegata in modalità sia di assorbimento che di fase (in modalità di edge-detection e olografica), a seconda
della distanza d campione-rivelatore. La Fig. 4 mostra un esempio di µ-CT in contrasto di fase (modalità
edge-detection) di una pallina di polistirolo. È interessante notare che, grazie all’esaltazione dei contorni,
sono visibili sia la macro che la micro struttura, nonostante l’assorbimento del polistirolo sia irrilevante..
Figura 4 Ricostruzione del volume di una pallina di polistirolo con microtomografia in modalità di fase a 10 keV,
d=18 cm con pixel di 14 micron. A sinistra: ricostruzione da 33 sezioni. A destra: ricostruzione da 199 sezioni.
Inoltre, combinando insieme la microtomografia e la fluorescenza a raggi X prodotta da un raggio di
diffusione di dimensioni micrometiche (μXRF) si può ottenere un imaging elementale tridimensionale (Tuniz
et al. 1990). Un esempio è mostrato nella Fig. 5, in cui è visibile la mappatura della distribuzione di uranio (U)
e plutonio (Pu) in una “hot particle”.
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Figura 5 Esempio di imaging 3D elementale con l’impiego di XRF μCT. (per gentile concessione di D. Wegrzynek,
A. Markowicz, E. Chinea-Cano, S. Bamford, M. Bogovac, Seibersdorf IAEA Laboratories).
I vantaggi derivanti dall’impiego di tecniche di imaging a raggi X in modalità di fase sono principalmente tre:
(i) un nuovo e migliore contrasto, (ii) la possibilità di ridurre drasticamente la quantità di raggi X impiegati, e
(iii) la riduzione del tempo di esposizione (e quindi dei danni provocati delle radiazioni), in quanto la sezione
d’urto del cambiamento di fase domina la sezione d’urto di assorbimento (Sayre et al. 1995).
La tecnica di Coherent Diffractive Imaging (CDI) rappresenta una nuova stimolante area di attività per
l’imaging di fase a raggi X in cui si stanno registrando rapidi sviluppi. Questa tecnica si basa sull’inversione di
dati a largo campo (diffrazione) che permette di ottenere informazioni strutturali ad alta risoluzione spaziale
su oggetti non periodici. Sayre (1980) ne fu l’ideatore, ma negli ultimi anni sono state condotte altre
importanti sperimentazioni da parte di studiosi quali Miao et al (1999), Shapiro et al (2005) and Quiney et al
(2006). La tecnica CDI offre la possibilità di determinare strutture ad altissima risoluzione spaziale di oggetti
non periodici, senza il limite di dover impiegare ottica a raggi X ad alta risoluzione. Uno degli obiettivi
perseguiti dai vari consorzi istituiti in diverse parti del mondo, compreso quello legato all’I<CCXD>I, è di
estendere l’uso di queste tecniche al campo della risoluzione molecolare ed atomica. Le principali sfide sono
rappresentate dall’identificazione delle strutture delle proteine delle membrane nella loro forma funzionale in
situ.
Diverse aree della scienza dei materiali, medicina, biologia, scienze ambientali, scienze alimentari, geologia,
archeologia, etc. hanno già ottenuto benefici dall’applicazione di tecniche di imaging a contrasto di fase. Ad
ELETTRA si sono registrati importanti risultati nelle seguenti aree: leghe a memoria di forma (Besseghini et
al. 2004), materiali per le vele ad alta prestazione (Tesei et al. 2005a), otturazioni endodontiche (Contardo et
al. 2005), impianti orali (Tesei et al. 2005b), ossa e cartilagini in articolazioni sane e affette da artrite
(Majumdar et al. 2004, Muehleman et al. 2004), mammografia (Arfelli et al. 2000), anatomia e embriologia di
insetti (Hönnicke et al. 2005), presenza di metalli nelle piante (Kaiser et al. 2005), struttura porosa del pane
(Falcone et al. 2004), rivelazione di microdiamanti in kimberliti (Schena et al. 2005), campioni marini e del
suolo (Kaulich et al. 2006, Thieme et al. 2006), vetri archeologici (Gerlach et al. 2003) ed altre ricerche
archeometriche (Zanini et al 2006). A metà marzo sono stati realizzati i primi studi clinici di mammografia
con l’uso del contrasto di fase presso la SYRMEP beamline di ELETTRA.
ICCXDI intende rafforzare la cooperazione internazionale e la conoscenza su quest’area promuovendo lo
sviluppo, la valutazione e la condivisione di software di elaborazione di imaging tra i partecipanti; sostenendo
la ricerca negli aspetti fondamentali di CDI e di rivelatori ed ottica avanzati per raggi X; ricercando
opportunità di finanziamento con membri del consorzio qualificati e desiderosi di collaborare su tali progetti
ed organizzando conferenze, workshops e corsi di formazione.
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CANBERRA
Il Consorzio vuole inoltre promuovere e sostenere la possibilità di coinvolgimento di scienziati provenienti
da paesi in via di sviluppo, favorendo loro sia l’accesso remoto a tecniche e strumentazioni avanzate per raggi
X che prolungate visite/studio all’ICTP. Gli scienziati provenienti da paesi in via di sviluppo avranno la
possibilità di frequentare scuole e corsi in imaging avanzato, comprese attività sperimentali presso il
laboratorio dell’ICTP e di ELETTRA. In particolar modo, India e Brasile stanno sviluppando grandi
potenzialità nel campo dell’imaging avanzato con luce di sincrotrone e, con il sostegno del proposto
Consorzio, questi paesi potrebbero agire da centri di risorse regionali per altri peasi meno sviluppati. Inoltre,
è stato progettata una linea di fascio per imaging (imaging beamline) per SESAME, un sincrotrone costruito
in Giordania con il sostegno dell’UNESCO e dell’Unione Europea.
Il secondo incontro internazionale su questa tema si terrà a Trieste il 20-22 maggio e si concentrerà sulla
prestazione dei futuri sistemi di imaging per la risoluzione di problemi critici nel settore delle scienze umane
e dei materiali, per i quali si renderanno necessarie nuove fonti di finanziamento.
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Zanini F. et al., J. Neutron Res. (2006) in press
Kaulich B.1, Kiskinova M.1, Mancini L.1, Menk R.H.1, Rigon
L.1,2,, Tuniz C.2, Tromba G.1, Wilkins S.W.3, Zanini F.1
Documento originale in inglese
1 Sincrotrone Trieste, Trieste
2 Centro Internazionale di Fisica Teorica (International Centre for
Theoretical Physics – ICTP), Trieste
3Organizzazione di ricerca industriale e scientifica del Commonwealth
(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation – CSIRO),
Melbourne – Australia
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CANBERRA
Trieste - Melbourne cooperation in advanced imaging with synchrotron radiation
Kaulich B.1, Kiskinova M.1, Mancini L.1, Menk R.H.1, Rigon L.1,2,
Tuniz C.2, Tromba G.1, Wilkins S.W.3, Zanini F.1
The International Centre for Theoretical Physics (ICTP) in Trieste and Sincrotrone Trieste, together with the
ARC Centre of Excellence in Coherent X-Ray Science based in Melbourne (involving Universities of
Melbourne, Monash, Swinburne & La Trobe as well as the Commonwealth Scientific and Industrial Research
Organisation, CSIRO), are establishing an International Consortium for Coherent Diffractive X-ray Imaging
(I<CCDX>I) at ICTP.
The Consortium will support and promote international cooperation in synergy to current ICTP programs,
particularly those related to applied physics and condensed matter. It will focus on areas opening new
frontiers of research in (1) Coherent diffractive imaging (CDI); (2) All methods of X-ray phase-contrast
imaging and microscopy; (3) Related methods of tomography; (4) Full-field and related scanning X-ray
microscopy (including soft X-ray); (5) 2D and 3D quantitative elemental mapping using X-ray fluorescence
induced by a scanning micron size beam (μXRF); (6) Related fundamental physics aspects; (7) Related X-ray
optics and instrument development such as detectors; (8) Associated software development and sharing; (9)
Access to major imaging facilities and data processing facilities via remote access.
Absorption contrast has been the principal X-ray imaging mode for over 100 years, and only recently has
considerable progress been made in developing and implementing novel methods of X-ray imaging based on
phase contrast, thanks to the high brightness and high level of coherence of 3rd generation synchrotron
sources, the development of high performance microfocus sources and the development of novel x-ray
detectors. Several phase-sensitive imaging approaches have been employed and tested in the last decades,
such as differential phase and interference contrast, diffraction enhanced contrast, interferometric
techniques, phase retrieval techniques etc. (Fitzgerald, 2000). Such techniques are expected to become greatly
aided and expanded by the availability of X-ray free-electron lasers (XFELs), also called 4th generation
sources, in the near future.
A simple case is afforded by the propagation-based phase-contrast imaging (PB-PCI), see Snigirev et al.
1995; Wilkins et al. 1996, and Cloetens et al 1996. If the source transverse spatial coherence is high enough,
free-space propagation transforms the phase modulation of the transmitted beam into an amplitude
modulation on the detector. According to the choice of the sample-to-detector distance d (typically ranging
from a few centimeters up to a few meters) with respect to the size a of the feature to be identified, one may
discriminate between two different regimes: the edge-detection regime (d << a2/λ, where λ is the X-ray
wavelength) and the holography regime (d ≈ a2/λ) (Cloetens et al. 1997). The former enhances the edges of
the sample, improving the image contrast and can benefit from application of phase retrieval techniques to
give quantitative information (Nugent et al, 1996). Fig. 1 shows an example with a nylon air-bubble wrap
imaged using; a) conventional (absorption-based) imaging and b) PB-PCI. In the holographic regime the
edges are modulated so strongly that the image cannot be interpreted directly, but a precise map of the phase
shift can be obtained by use of phase retrieval algorithms.
Figure 1 Images of a nylon air bubble wrap in: a) conventional (absorption) X-ray imaging and b) phase contrast imaging,
edge detection regime. The edge-enhancement in b) allows the visualization of details not visible in a).
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So-called Diffraction Enhanced Imaging (DEI) or Analyzer-Based phase-contrast imaging (AB-PCI) is based
on the use of a perfect crystal analyser crystal placed between the sample and the imaging detector (Ingal
and Beliaevskaya 1995, Davis et al 1995, Chapman et al. 1997). The analyser acts as an angular filter,
selectively accepting or rejecting the photons deviated in the sample at very small angles. Thus, in addition to
X-ray absorption, also refraction and ultra-small angle scattering (which continuously evolves from
refraction) may be exploited for imaging. Fig. 2 shows a set of three DEI images of a dandelion (taraxacum
officinale). They were collected with three different analyzer settings, collecting mostly: a) very-small-angle
scattering; b) refraction, and c) absorption and extinction (i.e. rejection of very small angle scattering) signal.
Figure 2 Images of a dandelion (taraxacum officinale) collected with different analyzer settings (see text).
Other phase contrast techniques applied for X-ray microscopy require special detectors and/or special
tailoring optics (Kaulich et al. 2002; Wilhein et al. 2001; Di Fabrizio et al. 2003; Morrison et al. 1998). Fig. 3
shows one example of differential phase contrast. The images were taken with the TwinMic station at
ELETTRA using a configured EMCCD camera, which allows simultaneous acquisition of brightfield images
and a center of gravity differential phase contrast images (Kaulich et al. 2006).
Figure 3: Marine planktonic diatom “Coscinodiscus sp.”, encased in an intricately patterned pillbox-like skeleton of
amorphous biosilicate. The ornate of the biosilicate shell consisting of a double hexagonal layer are observed. The brightfield image (left) and the differential phase contrast image (right) are acquired simultaneously. Photon energy: 718 eV.
Dwell time per pixel: 80 ms.
In X-ray computed micro-tomography (µ-CT) the sample is rotated in front of the detector, and several
different projections are acquired. A 3D image is then reconstructed by back-projecting the profiles collected
in this way with specific mathematical recipes. As for planar imaging, µ-CT can be performed both in
absorption or phase-sensitive modality (in edge detection or in holography regime), depending on the
sample-to-detector distance d. An example of phase sensitive µ-CT (edge detection regime) of polystyrene
can be seen in figure 4. Of note is that both macro- and micro-structures are visualized, even if the
absorption of polystyrene is negligible, due to edge enhancement.
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Figure 4 Phase sensitive micro tomographic volume reconstructions of polystyrene foam, obtained at 10 keV, d=18 cm
with a 14 micron pixel size. Left: reconstruction from 33 slices. Right: reconstruction from 199 slices.
Moreover, three-dimensional elemental imaging can be obtained by combining microtomography with x-ray
fluorescence induced by a scanning micron size beam (μXRF) (Tuniz et al. 1990). An example is given in
figure 5, where the Uranium (U) and Plutonium (Pu) distributions in a “hot particle” are mapped.
Figure 5 Example of 3D elemental imaging using XRF μCT. (courtesy of D. Wegrzynek, A. Markowicz, E.
Chinea-Cano, S. Bamford, M. Bogovac, Seibersdorf IAEA Laboratories).
The main advantages of phase-sensitive X-ray imaging techniques are basically three : (i) new and improved
contrast, (ii) the applied X-ray dose may be reduced dramatically, and (iii) the exposure time (and hence
radiation damage) is less, because the phase shift cross-section dominates the absorption cross-section
(Sayre et al. 1995).
One exciting new area of activity in phase-sensitive X-ray imaging which is making rapid progress is that of
Coherent Diffractive Imaging and which relies on the inversion of far-field (diffraction) data to obtain high
spatial resolution structural information on non-periodic objects. The original idea and approach was due to
Sayre (1980). More recently important new demonstrations of this technique have been obtained e.g. by
Miao et al (1999), Shapiro et al (2005) and Quiney et al (2006). The technique of CDI offers the opportunity
for very high spatial resolution structure determination of non-periodic objects, not limited by the need for
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corresponding high resolution X-ray optics. A major goal of various consortia recently established around
the world, including those linked to the I<CCDX>I is to push these techniques to molecular and ultimately
atomic resolution. Key frontier challenges here are problems such as the determination of the structure of
membrane proteins in their functional form in situ.
Several areas of materials science, medicine, biology, environmental science, food science, geology,
archaeology etc have already benefited from applying phase contrast imaging techniques. At ELETTRA,
important results have been obtained studying shape memory alloys (Besseghini et al. 2004), highperformance sail fabrics (Tesei et al. 2005a), endodontic obturations (Contardo et al. 2005), oral implants
(Tesei et al. 2005b), bone and cartilage in healthy and arthritic joints (Majumdar et al. 2004, Muehleman et al.
2004), mammography (Arfelli et al. 2000), anatomy and embryology of insects (Hönnicke et al. 2005), metal
intake in plants (Kaiser et al. 2005), bread porous structure (Falcone et al. 2004), detection of microdiamonds
in kimberlitic rocks (Schena et al. 2005), environmental marine and soil samples (Kaulich et al. 2006, Thieme
et al. 2006), archaeological glasses (Gerlach et al. 2003) and other archeometric investigations (Zanini et al
2006). In mid-March 2006, the first clinical mammography studies using SR and involving phase-contrast
were carried out at the SYRMEP beamline at ELETTRA.
The ICCDXI aims at fostering international cooperation and understanding in the area, for instance
promoting image processing software development, evaluation and sharing among members; supporting
research into fundamental aspects of CDI and on advanced X-ray detectors and X-ray optics; pursuing
funding opportunities in connection with consortium members who are eligible and wish to combine
together on such proposals; running conferences, workshops and training courses.
Moreover, the Consortium will especially promote and support opportunities for the involvement of people
from developing countries, both via remote access to advanced X-ray imaging techniques and facilities, and
supporting them for extended study visits at ICTP. Scientists from Developing Countries will also benefit
through schools and courses in advanced imaging, including experimental activities at the ICTP Laboratory
and at ELETTRA. In particular, India and Brazil are developing capabilities in advanced imaging with
synchrotron radiation and, with the support of the proposed Consortium, could act as regional resource
centres for less developed countries. An imaging beamline is also being planned for SESAME, the
synchrotron facility being built in Jordan with the support of UNESCO and of the European Union.
The second international meeting on this topic will be held in Trieste on May 20-22, focusing on the
performance required from future imaging systems to solve critical problems in life and material sciences.
New funding sources for this enterprise are being identified.
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15
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CANBERRA
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Tesei L. et al., Nucl. Instrum. and Meth. A 548 (2005b) 257-263
Thieme J. et al., Syn. Rad. News, (2006) in press
Tuniz C. et al., Nucl. Instrum. and Meth. B 50 (1990)338-342
Wilhein T. et al., Appl. Phys. Lett. 78 (2001) 2082
Wilkins S. W. et al., Nature 384 (1996) 335-338
Zanini F. et al., J. Neutron Res. (2006) in press
Kaulich B.1, Kiskinova M.1, Mancini L.1, Menk R.H.1, Rigon
L.1,2,, Tuniz C.2, Tromba G.1, Wilkins S.W.3, Zanini F.1
1. Sincrotrone Trieste, Trieste, Italy
2. The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics, Trieste,
Italy
3. Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation,
Melbourne, Australia
Original manuscript in English
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Punti quantici: nanostrutturazione del substrato come percorso verso l e applicazioni
Abstract
La Nanotecnologia ha lo scopo di esplorare i notevoli effetti che si verificano quando i materiali sono ridotti
a dimensioni dell’ordine del nanometro. Lo sfruttamento di questi effetti condurrà a nuove applicazioni in
differenti aree del progresso umano. L’auto-assemblaggio di isole tridimensionali è uno dei percorsi più
promettenti verso la fabbricazione di “atomi artificiali”, o “Punti Quantici” (PQ) dedicati ad applicazioni di
nanoelettronica o nanofotonica.
Per sfruttare le proprietà elettroniche uniche dei Punti Quantici di semiconduttori in nuovi dispositivi ad
effetto quantistico, le dimensioni laterali di queste strutture devono essere ridotte a pochi decine di nm,
corrispondenti all’intervallo di lunghezza d’onda di De Broglie degli elettroni all’interno di questi materiali.
Inoltre, per raggiungere il volume attivo necessario si dovrebbero impacchettare ordinatamente milioni di
punti quantici in densi reticoli Finora le strutture più promettenti sono state fabbricate usando tecniche
basate sull’auto-assemblaggio, ma il loro ordinamento è possibile solo tramite un’appropriata
nanostrutturazione (nanopatterning) del substrato. In questo lavoro esploreremo come differenti modi di
strutturare un substrato influenzano la crescita e l’ordine dei punti quantici.
1. Introduzione
La crescita dei cristalli strato per strato tramite deposizione e auto-organizzazione di materiali inorganici sulla
superficie, detta “eteroepitassia”, richiede che il materiale depositato riproduca nel piano le caratteristiche
reticolari di quello che costituisce il substrato. Questo di solito determina un eccesso di energia di
deformazione che viene immagazzinata nel sistema se i parametri reticolari dei costituenti non si accordano.
La formazione di isole 3D, denominate punti quantici (PQ) se le loro dimensioni sono inferiori al raggio
dell’eccitone di Bohr[1], rappresenta un possibile percorso verso un parziale rilassamento della deformazione,
perché la rugosità di superficie permette un certo rilassamento
elastico.
Il Ge ha una costante reticolare maggiore di quella del Si di circa
il 4%, così c’è un limite fino al quale la crescita strato per strato
è possibile. Questo limite viene raggiunto di solito a 3-5
monostrati, in funzione della temperature di crescita, e dà
Fig 1 Formazione di isole 3D origine a quello che di solito si chiama lo “strato bagnante”
(wetting layer ,WL).
nell’eteroepitassia di Ge/Si.
Oltre questo limite, l’energia del sistema puo’ essere diminuita
dalla formazione di isole 3D (Figg1-2). La crescita di queste isole
di Ge su substrati di Si sta aprendo la possibilità di integrare
l’optoelettronica con l’attuale tecnologia del Silicio[2]. A causa
della sua gap indiretta il silicio intrinseco è un materiale poco
adatto ai dispositivi ottici; di conseguenza la capacità di
fabbricare elementi otticamente attivi di Ge (PQ) su silicio apre
una grande prospettiva per i dispositivi optoelettronici futuri.
Attualmente si sta dedicando uno sforzo considerevole al
controllo dell’uniformità delle dimensioni, della densità e del
posizionamento di tali nanostrutture auto-assemblate[3,4,5,6].
Diverse tecniche sono state sviluppate per ottenere la
nanostrutturazione del substrato senza interventi esterni,
sfruttando il naturale reticolo di deformazioni causato dalla
crescita epitassiale[7,8,9,10], o il raggruppamento di gradini di
superfici vicinali[11].
Fig. 2 Immagine STM di isole di Ge su un Basandoci sull’analisi delle nostre immagini STM, riportiamo i
substrato di
Si(111). Dimensione risultati relativi alla crescita e alla disposizione di isole di Ge su
dell’immagine: (3x3) µm2; scala verticale: 29 substrati di Si(100) nanostrutturati con metodi diversi.
nm.
2. Ordinamento per autoassemblaggio su superfici vicinali
2.1 Raggruppamento di gradini su Si(111)
Sulla superficie del Si(111) il riscaldamento dovuto al passaggio di corrente continua può raggruppare i
gradini naturali esistenti sulla superficie[12], e fornire un modo semplice per ottenere un substrato
nanostrutturato. Diversi autori hanno studiato questo fenomeno, dimostrando che la configurazione dei
gradini su una superficie vicinale dipende dalla direzione della corrente che fluisce attraverso i gradini,
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dall’angolo di disallineamento nel taglio (miscut) e dalla temperatura[13, 14]. Per T>1220 °C, si ha
raggruppamento di gradini quando la corrente fluisce nel verso della discesa[15].
Fig 4 Immagine AFM a falsi colori di
isole di Ge accuratamente ordinate di
dimensioni inferiori ai 50 nm ottenute
tramite MBE su un substrato
nanostrutturato di Ge0.5Si 0.5/Si(118)
ricoperto da 0.5 monostrati di Sb.
Dimensione dell’immagine 0.5x0.5 µm2
[Rif. 10]
Fig 3 Immagine STM di isole ordinate di
Ge/Si(111) cresciute per Epitassia a
Fasci Molecolari (MBE) su un substrato
di gradini auto-organizzati a 450 ºC.
Dimensione dell’immagine: 2.9x2.9 µm2
. [Rif. 11]
Abbiamo analizzato l’evoluzione e la distribuzione delle isole tridimensionali (3D) che si formano
depositando il Ge su questa superficie a 450 ºC. Inizialmente nucleano isole triangolari che evolvono sui
bordi dei gradini, arrotondando i loro angoli fino alla completa “maturazione” (ripening), formando lunghi
nastri. Successivamente inizia la nucleazione delle isole al centro delle terrazze. Le isole di Ge appaiono
spaziate regolarmente nelle immagini del microscopio tunnel a scansione e hanno una distanza media di 360
nm[11].
2.2 Oscillazioni della superficie su GeSi/Si(100)
Si possono creare oscillazioni regolari su superfici vicinali di Si(100) per instabilità di crescita, sfruttando la
crescita MBE di multistrati di GeSi/Si con piccola differenza di parametro reticolare. È stato recentemente
dimostrato, crescendo Ge su queste superfici, che oscillazioni periodiche, dovute all’aggregazione di gradini
atomici, possono allineare macroscopicamente le isole di Ge fornendo nsiti di nucleazione preferenziali sulle
loro creste[10]. Usando substrati di Si(100) disorientati di 10° nella direzione [110], e una composizione 0.5
della lega GexSi1-x abbiamo ottenuto oscillazioni della superficie di 100 nm di lughezza d’onda10. Abbiamo
depositato su questi substrati uno strato surfattante di Sb prima dello strato finale di Ge. Piccole isolette di
Ge (dimensione laterale tipica 50 nm) crescono sulla cima delle ondulazioni e nel fondo delle valli (Fig.4).
3. Nanolitografia
Nonostante i buoni risultati mostrati nei precedenti paragrafi, il processo di autoassemblaggio è inadeguato ai
fini di una massiccia produzione industriale, a causa dell’impossibilità di predire l’esatto sito di nucleazione
dei PQ, e a causa della loro distribuzione di dimensioni, ancora troppo larga. Infatti l’efficienza dei dispositivi
è fortemente dipendente dall’uniformità delle strutture cresciute.
3.1 Buchi nel wetting layer tramite STM
Nella nanolitografia STM vengono prodotte matrici di buche in determinate posizioni, creando un sito di
nucleazione preferenziale per la crescita delle isole. Usando la punta del microscopio tunnel a scansione,
abbiamo svolto uno studio in tempo reale della deposizione di Ge su Si(100) nanostrutturato. Le
osservazioni sperimentali forniscono informazioni sulla formazione dello “wetting layer” in presenza di una
matrice regolare di buche. Abbiamo seguito in particolare l’evoluzione di una singola isola a forma di
capanna piramidale (hut) a partire dallo WL fino alla piramide completa, confermando l’esistenza di uno
stadio di pre-piramide che evolve con la introduzione progressiva di facce {105}.
I risultati suggeriscono altresì che matrici di buche prodotte intenzionalmente favoriscono il processo di
nucleazione verso siti selezionati. La superficie di Si(100) è stata nanopatternata a 500°C usando la litografia
tramite microscopio tunnel a scansione. Con la retroazione z disattivata, sono state scavate buche nelle
posizioni selezionate avvicinando la punta STM alla superficie. La matrice è stata nuovamente visualizzata
con la stessa punta di tungsteno nella scansione successiva. Le buche hanno diametri che variano tra 8 e 15
nm, e profondità di 1-2 monolayers (ML), mentre la loro separazione è 60±5 nm.
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Fig. 5 Crescita in tempo reale di piramidi
su una superficie nanostrutturata di
Si(001). (a)–(g) Immagini STM
(250x80x3) nm3 estratte dal filmato
della deposizione di Ge a 500°C. [Rif.
29]
Fig. 6 Sequenza di immagini STM
(4.5μmx2.5μm) registrate in tempo reale
durante la deposizione di Ge su una
superficie di un substrato di Si(001)
nanostrutturato con FIB con un periodo
di 780 nm, partendo dalla superficie
pulita fino ad una ricopertura di 6.5 ML
[Rif.33]
(a-b), mentre il secondo alla capanna piramidale (c-d).
Partendo da questo tipo di
superfici abbiamo seguito in
tempo reale la crescita dello
wetting layer, la formazione di
uno
stadio
intermedio
chiamato pre-piramide e ,
infine, la formazione di
un’isola a capanna[16]. Dai
primi stadi di deposizione
durante la crescita dello
wetting layer è evidente che gli
atomi di Ge non vanno
all’interno, ma si fermano sul
bordo delle buche.
La transizione 2D-3D ha
luogo per deposizioni di Ge
comprese tra 3 e 4 ML (Fig.5).
In questa sequenza, possono
essere
identificati
due
differenti stadi: il primo stadio
corrisponde alla pre-piramide
3.2 Nanostrutturazione tramite Cannone a Ioni Focalizzato (FIB)
Abbiamo studiato anche la crescita del Ge su substrati di Si(001) nanostrutturati tramite Cannone a Ioni
Focalizzato (FIB)[17]. Differenti matrici di buche sono state prodotte dalla FEI Company sullo stesso tipo di
substrati usando un sistema DualBeam. Il FIB utilizza una sorgente di ioni di metallo liquido per generare un
fascio di ioni Ga+ (I ≈ 1 pA) ad una distanza molto piccola dalla superficie del campione, che vengono
accelerati con un’energia di 5-25 keV. Due differenti matrici sono state create sul substrato di Si(001) con una
periodicità, rispettivamente, di 780±30nm (Fig.6) e 500±30nm. Dopo la nanostrutturazione tramite FIB, è
necessario effettuare una pulizia chimica e un riscaldamento in UHV per ridurre la contaminazione di Ga al
di sotto di 4x1016cm-3.
Figura 7: Isole cresciute su una superficie di Si(001) Figura 8: (a) immagini (2.5μmx2.5μm) della posizione e morfologia delle
nanostrutturata tramite FIB dopo deposizione di isole su una superficie nanostrutturata con FIB, che mostrano “domes” e
20ML di Ge; (a) Immagine STM (17μmx17μm) piramidi e (b) schema della posizione delle isole nel pannello (a) che mostra
che mostra un’area non nanostrutturata (in alto) e una le piramidi come cerchietti, “domes” come ottagoni e buche FIB
nanostrutturata
(in
basso);
ingrandimento visibili/nascoste come stelle rosse/verdi.
(5μmx5μm) (b) sulla superficie non nanostrutturata e
(c) sulla superficie nanostrutturata tramite FIB.
Seguendo la deposizione del Ge su grande area siamo in grado di riconoscere gli effetti della matrice
nanostrutturata sulla crescita del Ge, confrontando regioni nanostrutturate e non nanostrutturate. Una
grande area superficiale, dopo deposizione di 20 ML di Ge, è rappresentata in Fig. 7, dove si possono
chiaramente distinguere due domini: un’area non nanostrutturata (regione in alto in Fig 7a) e un’area
nanostrutturata (regione in basso di Fig 7a) con periodicità di 780 nm. La differenza tra i due casi è evidente:
le isole cresciute nella regione non nanostrutturata (Fig 7b) sono distribuite in modo casuale sulla superficie.
Nella Fig 7c, invece, si osserva un ordine laterale delle isole aventi densità di 2.4 108 cm-2, che è simile alla
densità delle buche (2.5 108 cm-2). La trasformata di Fourier di queste due regioni selezionate permette di
misurare una periodicità ben definita per le isole di Ge solo nell’area ordinata, pari a 790±50nm. Abbiamo
anche concentrato la nostra attenzione sul sito di nucleazione (Fig 8). Nella figura 8b mostriamo lo schema
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delle posizioni delle piramidi e dei “domes” rispetto a quelle delle buche visibili e nascoste. Tutte le piramidi
(eccetto una) iniziano a nucleare vicino ad una buca e poi crescono sopra la buca stessa. Da ciò possiamo
concludere che la nucleazione inizia di preferenza sul bordo delle buche. Successivamente ciascuna isola,
aumentando di dimensioni, evolve fino a diventare un grande “dome” che copre la buca sottostante. A
ricoperture di Ge più elevate, nuove isole iniziano a crescere tra due “domes” dando luogo a una
distribuzione bimodale17. Una nanostrutturazione più fitta, creata su un substrato ossidato, ha permesso di
raggiungere una densità di isole di 4.1 1010 cm-2, pari a quella richiesta per la produzione di nanomemorie.
Conclusioni
Abbiamo confrontato la crescita e la disposizione di isole di Ge su substrati di Si(001) nanostrutturati usando
diversi metodi. I più promettenti per le appicazioni sono la litografia STM e FIB. La fitta matrice creata con
il FIB su substrati di Si(001) sia puliti che ossidati permette di raggiungere densità di isole pari a quelle
richieste dalle future applicazioni nelle memorie ad alta densità.
Ringraziamenti
Si ringraziano la FEI Company e Marc Peeters in particolare per aver nanostrutturato le superfici tramite
FIB. Questo lavoro è stato eseguito grazie al supporto finanziario della CE tramite il progetto IST-200029573.
References
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questo valore è 24.3 nm. La larghezza dei punti quantici è compresa, tipicamente, tra 2 e 30 nm.
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Prof. Nunzio Motta
School of Engineering Systems, Queensland University of Technology.
Brisbane 4001 (QLD).
e.mail: [email protected]
Dr. Anna Sgarlata
Dipartimento di Fisica, Universita’ di Roma Tor vergata.
Via della Ricerca Scientifica 1
00173 ROMA (Italy).
Dr. P.D. Szkutnik
L2MP – CNRS
Faculté des Sciences et Techniques de Saint Jérôme,
Case 142, 13397 Marseille Cedex 20 (France)
Prof. Federico Rosei
20
Agosto 2006
CANBERRA
INRS – Énergie, Matériaux et Télécommunications, 1650, Boulevard
Lionel–Boulet
Varennes, Québec, J3X 1S2, CANADA
Email: [email protected]
Prof. Adalberto Balzarotti
Via della Ricerca Scientifica 1, 00173 ROMA (Italy).
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CANBERRA
Quantum dots: substrate nanopatterning as a path towards the applications
Abstract
Nanotechnology aims at exploiting the remarkable size effects that arise when materials are reduced to
nanoscale dimensions. Exploiting such effects will lead to new applications in different areas of human
endeavour. The self assembly of three-dimensional islands is one of the most promising paths towards the
fabrication of artificial atoms, or quantum dots (QDs) devoted to nanoelectronic and nanophotonic
applications. In order to exploit the unique electronic properties of semiconductor quantum dots in novel
quantum effect devices, lateral dimensions of these structures have to be reduced to the order of tens of
nm’s, the range of De Broglie wavelength of electrons inside these materials. Moreover, millions of quantum
dots should be orderly packed in dense arrays to achieve the necessary active volume. So far, the most
promising quantum structures have been fabricated using techniques based on self assembling, but their
ordering is possible only by appropriate substrate nanopatterning. In this paper we will explore different
ways of patterning a substrate and how they affect the growth and ordering of the quantum dots.
1. Introduction
Layer by layer crystal growth by the deposition and self organisation of inorganic material on the surface,
called heteroepitaxy, requires the deposited material to reproduce the in–plane lattice features of the
substrate material. This generally causes excess strain energy to be stored in the system, if the lattice
parameters of the constituents are not matched. The formation of 3D islands, named quantum dots (QD) if
their dimension is less than the exciton Bohr radius[1], represents a possible pathway towards a partial strain
release, since surface roughening allows for some elastic relaxation.
Ge has a lattice constant 4% larger than Si, so that there is a
limit up to which the layer-by-layer growth is possible. This limit
is usually attained at 3-5 monolayers, depending on the growth
temperature, and gives origin to what is usually called “wetting
layer”. Beyond this limit, the energy of the system can be
lowered by the formation of 3D islands (Fig1-2). The growth of
Fig 1 3D island formation in Ge/Si this Ge islands on Si substrates is opening the possibility to
integrate optoelectronics with today’s Silicon technology[2].
heteroepitaxy.
Intrinsic silicon is a poor material for optical devices due to its
indirect band gap; hence the ability to fabricate optically active
elements of Ge (QD) on silicon has great potential for future
optoelectronic devices.
There is currently considerable effort being devoted to control
size uniformity, density and positioning of such self assembled
nanostructures[3,4,5,6]. Different techniques have been
developed to achieve nanopatterning without any external
processing tool, exploiting the natural strain patterns caused by
the heteroepitaxial growth[7,8,9,10], or the step bunching of
vicinal surfaces[11].
Based on the analysis of our STM images we report on growth
and arrangement of Ge islands on Si(001) substrates
nanopatterned using several different approaches.
Fig. 2 STM image of Ge islands on
Si(111) substrate. Image size: (3x3)
m2; vertical scale: 29 nm.
2. Ordering by self assembly on vicinal surfaces
2.1 Step bunching on Si(111)
On Si(111) surfaces, direct current heating may create bunches of natural surface steps[12], yielding a simple
way to obtain a nanopatterned substrate. Several authors have studied this phenomenon. demonstrating that
the step configuration at a vicinal surface depends on the direction of the current flowing through the steps,
as well as on the miscut angle and on temperature[13,14]. For T > 1220 °C, step bunching (Fig 3) occurs in
the step-down direction[15].
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Fig 3 STM image of Ge/Si(111)
ordered islands grown by Molecular
Beam Epitaxy on self-organized substrate
steps at 450 ºC. Image size: 2.9x2.9
µm 2 . [Ref. 11]
Fig 4 AFM false colour image of nicely
ordered ultrasmall Ge islands of lateral
size below 50 nm obtained by MBE on a
Ge0.5Si 0.5/Si(118) substrate pattern
covered by 0.5 ML Sb. Image size
0.5x0.5 µm 2 [Ref. 10]
We have analyzed the evolution and distribution of the 3 Dimensional (3 D) islands that form by depositing
Ge on this surface at 450 ºC. Initially, triangular islands nucleate and evolve at step edges, rounding their
corners up to complete ripening, forming long ribbons. Subsequently, island nucleation takes place at the
centre of flat terraces. Ge islands appear to be regularly spaced in scanning tunnelling microscopy images,
with an average distance of 360 nm[11].
2.2 Ripples on GeSi/Si(100)
Regular ripples on Si(100) vicinal surfaces can be created by growth instability, exploiting MBE growth of
small lattice mismatched GeSi/Si multilayers. It has been recently demonstrated by growing Ge on these
surfaces, that periodic ripples, originated by step bunching, macroscopically aligns Ge islands along their
direction by providing preferential nucleation sites on their ridges[10]. By using Si(100) substrates 10°
misoriented in the [110] direction, and a composition 0.5 of the GexSi1-x alloy we have obtained ripples of
100 nm wavelength10. We have deposited on this substrate a surfactant Sb layer before the final Ge layer.
Nice Ge small islands (50 nm typical lateral size) have grown aligned on top of the undulations and at the
bottom of the grooves (Fig.4).
3. Nanolithography
In spite of the good results shown in the previous paragraphs, the self-assembling process is still inadequate
for the industrial massive production, because of the impossibility to predict the exact nucleation site of the
QDs, and of their still large distribution in sizes. Moreover, the efficiency of the devices is largely dependent
by the uniformity of the grown structures.
3.1 Holes in the WL by STM
In STM Nanolithography arrays of pits are produced by the STM tip at selected locations, creating
preferential nucleation site for islands growth. A real time study of Ge deposition on Si(001) substrates
patterned by using the tip of the scanning tunneling microscope has been performed. The experimental
observations provide insight into the wetting layer (WL) formation in presence of a regular array of pits. The
evolution of a specific hut from WL to pyramid is followed, confirming the existence of a pre-pyramid stage,
which evolves with the progressive insertion of {105} facets. Moreover, the results suggest that arrays of
intentionally produced pits drive the nucleation process at selected sites. The Si(100) surface was
nanopatterned at 500°C by using Scanning Tunneling Microscopy (STM) lithography. At selected positions,
with the z-feedback switched-off, pits were elaborated by approaching the STM tip to the surface. The array
was re-imaged by the same tungsten tip during the next scan. Pits have diameters ranging from 8 to 15 nm
and depths of 1-2 monolayers (ML) and the distance between them is 60±5 nm.
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Fig. 5 Real-time growth of pyramids on a
nanostructured Si(001) surface. (a)–(g)
STM images (250x80x3) nm3 extracted
from the movie of Ge deposition at
500°C. [Ref. 29]
Fig. 6 Sequence of STM images
(4.5μmx2.5μm) recorded in real time
during Ge deposition on a FIB patterned
Si(001) substrate with a 780 nm pitch,
starting from the clean surface up to 6.5
ML coverage [Ref.17]
Starting from this kind of
surfaces we have followed in
real-time the WL growth, the
formation of an intermediate
stage called pre-pyramid and
finally the formation of hut
clusters16. From the first
stages of deposition during the
wetting layer growth it is
evident that the Ge atoms do
not go inside but on the
boundary of the holes.
The 2D-3D transition takes
place between 3 and 4 ML of
Ge coverage (Fig5). In this
sequence, two different stages
can be identified: the first
stage corresponds to a prepyramid (a-b), while the
second one to a pyramidal hut
(c-d).
3.2 Patterning by Focused Ion Beam
We have studied also Ge growth on Si(001) substrates patterned by Focused Ion beam[17]. Different arrays
of holes are produced by FEI Company on the same kind of substrates by using a DualBeam System. The
FIB uses a liquid metal ion source to generate a Ga+ ion beam (I ≈ 1 pA) at a very low distance from the
sample surface and applied with energy of 5-25 keV. Two different patterns were created on the Si(001)
substrate with a periodicity of 780±30nm (Fig.6). and 500±30nm respectively. After FIB patterning, a
chemical cleaning and a thermal annealing are required to reduce Ga contamination below 4x1016cm-3.
Figure 7: Islands grown on a FIB patterned Si(001)
surface after deposition of 20 ML of Ge; (a) STM
image (17μmx17μm) showing an unpatterned area
(at the top) and a patterned one (at the bottom); zoom
(5μmx5μm) (b) on the unpatterned surface and (c) on
the FIB patterned surface.
Figure 8: (a) (2.5μmx2.5μm) images of the island morphology and
position on a FIB patterned surface showing domes and pyramids. (b)
schematics of islands positions of panel (a) showing pyramids as small
circles, domes as large octagons and visible/hidden FIB holes as red/green
stars.
By following the Ge deposition on a large area we are able to recognize the effect of the patterned array on
the Ge growth, comparing patterned and non patterned regions. A large surface area after a Ge deposition of
20ML is imaged in Fig.7 where one can clearly distinguish two domains: an unpatterned area (upper region
of Fig 7a) and a patterned area (bottom region of Fig 7a) with a pitch of 780 nm. The difference between the
two cases is evident: islands grown on unpatterned region (Fig. 7b) are randomly distributed over the surface.
On the contrary in Fig 7c a lateral ordering of islands is observed with a density of 2.4 108 cm-2 that is close
to the density of pits (2.5 108 cm-2). The Fast Fourier Transform (FFT) made on these two selected regions
allows measuring a well-defined periodicity only for Ge islands in the ordered area, equal to 790±50nm. We
have also focused our attention on the nucleation site (Fig 8). In Fig. 8b we have schematically shown the
corresponding position of pyramids and domes with respect to that of visible and hidden pits. All pyramids
(except one) start nucleating nearby a pit and then grow over the pit. We conclude that nucleation starts
preferentially at the border of pits. Subsequently each island, increasing its size, evolves to a large dome
which covers the underlying pit. At higher Ge coverage, new islands begin to grow in between two domes
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producing a bimodal distribution[17]. A tighter pattern created on oxidized substrates allows to reach an
island density of 4.1 1010 cm-2, such is required by nanomemory applications.
Conclusions
We have compared the growth and arrangement of Ge islands on Si(001) substrates nanopatterned using
different approaches. The most promising for applications are STM and FIB lithography. The tight pattern
created by FIB both on bare and oxidized Si(001) substrates allows to reach island densities required by
future applications in highly packed memories.
Acknowledgements
FEI Company and namely Marc Peeters are kindly acknowledged for nanostructuring the surfaces by FIB.
This work has been performed with the EC financial support through the project IST-2000-29573.
References
1 Un cristallo semiconduttore con un diametro dell’ordine del primo Raggio Eccitonico di Bohr. Nel Ge
questo valore è 24.3 nm. La larghezza dei punti quantici è compresa, tipicamente, tra 2 e 30 nm.
2 J. Stangl, V. Holy and G. Bauer Rev Mod Phys 76 (2004) 725
3 J.L. Gray, N. Singh, D.M. Elzey, R. Hull and J.A. Floro, Phys. Rev. Lett. 92 (2004) 135504
4 L. Vescan and T. Stoica, J. Appl Phys 91 (2002) 10119
5 L. Vescan, K. Grimm, M. Goryll, B.Höllander, Mater. Sci. Eng. B 69 (2000) 324
6 O.G. Schmidt, N.Y. Jin-Phillipp, C. Lange, U.Denker and K. Eberl, R. Schreiner, H. Gräbeldinger and H.
Schweizer Appl. Phys. Lett. 77 (2000) 4139
7 G. Capellini, M. De Seta, C. Spinella, F. Evangelisti, Appl. Phys. Lett. 82 (2003) 1772
8 C.Teichert, C. Hofer, K. Lyutovic, M. Bauer and E. Kasper, Thin Solid Film 380 (2000) 25
9 T.I. Kamins and R. Stanley Williams, Appl. Phys. Lett. 71, 1201 (1997)
10 I. Berbezier, A. Ronda, and A. Portavoce, N.Motta, Appl. Phys. Lett., 83, (2003) 4833
11 A. Sgarlata, P. D. Szkutnik , A. Balzarotti, N. Motta, F.Rosei Appl Phys Lett 83, (2003) 4002.
12 A.V. Latychev, A.L. Aseev, A.B. Krasilninkov, S.I. Stenin, Surf. Sci. 213 (1989) 157
13 J.J. Metois, S. Stoyanov, Surf. Sci. 440 (1999) 407.
14 K. Yagi, H. Minoda, M. Degawa, Surf. Sci Rep. 43 (2001) 45
15 Y. Homma, N. Aizawa, Phys. Rev. B 62 (2000), 8323.
16 P. D. Szkutnik, A. Sgarlata, S. Nufris, N. Motta, and A. Balzarotti Phys.Rev.B 69, (2004) 201309
17 A.Sgarlata A, P.D.Szkutnik, A.Balzarotti , N.Motta Proc IVC-16, AIV-17, ICSS12, NANO8, Cinema
Festival Palace, (2004), in stampa.
Prof. Nunzio Motta
School of Engineering Systems, Queensland University of Technology.
Brisbane 4001 (QLD).
Dr. Anna Sgarlata
Via della Ricerca Scientifica 1
00173 ROMA (Italy).
Dr. P.D. Szkutnik
L2MP – CNRS
Faculté des Sciences et Techniques de Saint Jérôme,
Case 142, 13397 Marseille Cedex 20 (France)
Prof. Federico Rosei
INRS – Énergie, Matériaux et Télécommunications, 1650, Boulevard
Lionel–Boulet
Varennes, Québec, J3X 1S2, CANADA
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Prof. Adalberto Balzarotti
Via della Ricerca Scientifica 1, 00173 ROMA (Italy).
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Conferenza Italo-Australiana “Wearable monitoring technology for health, fitness and
rehabilitation” – Sydney, 13 giugno 2006
Nicola Sasanelli
La prima conferenza italo-australiana su “E-health, telemedicine and home telecare”, svoltasi a Sydney dal 22
al 23 marzo dello scorso anno promossa e cofinanziata da questa Ambasciata, ha dato il via ad una
collaborazione bilaterale tra il Laboratorio di Biodesign, del Dipartimento INDACO della Facoltà di Design
del Politecnico di Milano, diretto dal prof. Arturo Dell’Acqua Bellavitis, ed il Laboratorio di Sistemi
Biomedici (Biomedical Systems Laboratory) del dipartimento di ingegneria elettronica dell’Università del
New South Wales di Sydney, coordinato dal Professor Branko Celler. Tale attivita’ rientra nell’ambito delle
iniziative di cooperazione scientifica e tecnologica avviate dal Presidente della Regione Lombardia On.le
Roberto Formigoni nel corso della sua visita in Australia nel marzo 2004. La collaborazione è principalmente
focalizzata in un ambito di ricerca dove entrambi i laboratori sono molto impegnati, quali: la telemedicina, i
sistemi per il monitoraggio remoto dei pazienti e la sensoristica.
Nel corso dell’iniziativa “Sydney Italian Festival 2006”, organizzato dall’Ufficio ICE di Sydney, si e’ tenuta lo
scorso 13 giugno presso l’Universita’ del New South Wales UNSW di Sydney la conferenza bilaterale dal
titolo “Wearable monitoring technology for health, fitness and rehabilitation” promossa dall’Ufficio
scientifico di questa Ambasciata ed attivamente seguita dal Consolato Generale di Sydney.
Quest’anno l’iniziativa dell’ICE ha sviluppato anche temi quali “sport” e “design” ed e’ in tale contesto che
l’Universita’ UNSW di Sydney, il Politecnico di Milano, la Fondazione Don Gnocchi di Milano e l’Australian
Institute of Sport di Canberra hanno preso parte alla conferenza di cui all’oggetto. L’evento ha consentito un
confronto diretto nell’ambito ingegneristico e medico finalizzato allo sviluppo di nuove forme di
collaborazione su attivita’ di ricerca basate sui biomateriali, sui dispositivi biomedici, su organi artificiali e
sulle analisi al computer per il monitoraggio dello stato di salute degli atleti e dei pazienti in fase riabilitativa.
In particolare, i lavori della conferenza si sono concentrati sui nuovi indumenti tecnologici utilizzati nello
sport, nella fase di preparazione atletica, e nella riabilitazione di degenti post infarto o da trauma osseo. Tali
indumenti, infatti, consentono il monitoraggio istantaneo di alcuni parametri fisiologici quali la temperatura
corporea, la pulsazione cardiaca, la capacita’ respiratoria e, nello stesso tempo, la velocita’ (numero di passi al
secondo) e le accelerazioni (eventuali cadute) del corpo in movimento.
L’attivita’ di cooperazione scientifica e tecnologica fra il politecnico di Milano, la Fondazione Don Gnocchi e
l’Universita’ UNSW di Sydney e’ in corso da anni soprattutto nel settore della telemedicina (vedi mio
Messaggio in riferimento). Ed e’ in tale contesto di collaborazione che due ricercatori del Laboratorio di
Biodesign della Facoltà di Design del Politecnico di Milano, la dottoressa Venere Ferraro e il laureando
Nicola Rossini, sono impegnati, dallo scorso gennaio, in una attivita’ di ricerca presso il Laboratorio di
Sistemi Biomedici (Biomedical Systems Laboratory) del dipartimento di ingegneria elettronica dell’Università
del New South Wales di Sydney. L’obiettivo di tale attivita’ di ricerca, conclusasi in questi giorni con la
presentazione dei risultati al seminario di cui all’oggetto, e’ stato lo studio e la definizione delle specifiche
tecnologiche-funzionali di una maglia idonea al monitoraggio in tempo reale delle caratteristiche fisiologiche
succitate. L’attivita’ congiunta fra i due laboratori ha consentito di progettare una maglia che consenta di
migliorare le performance sportive di un atleta e/o rendere piu’ efficaci le cure fisio-terapiche in pazienti
impegnati nella riabilitazione motoria.
La principale attivita’ del Laboratorio di Biodesign del Politecnico di Milano e’ legata alla progettazione
(design) e all’ingegnerizzazione di dispositivi protesici ed artificiali (endoprotesi ed esoprotesi), di dispositivi e
soluzioni medicali “embedded” per diagnostica, di soluzioni del tipo “total body area” per il monitoraggio
“user friendly” in telemedicina, nonche’ di apparati integrati (miniaturizzazione) di materiali biologici e
biosensori innovativi.
Il Laboratorio di Sistemi Biomedici di Sydney combina l’esperienza in ambito ingegneristico con quelle in
campo medico e biologico per lo sviluppo di un’attività di ricerca basata sui biomateriali, sui dispositivi
biomedici, su organi artificiali e sull’analisi al computer per il monitoraggio dello stato di salute dei pazienti
impegnati in attività di riabilitazione.Il Laboratorio di Sydney e’ considerato un centro di eccellenza
nazionale, negli ultimi anni, nel solo ambito della telemedicina, ha ricevuto circa 5 milioni di dollari australiani
(3 milioni di euro) destinati esclusivamente a progetti di ricerca finalizzati che hanno consentito il
raggiungimento di risultati ragguardevoli non solo in termini di pubblicazioni scientifiche ma anche nella
presentazione di numerosi brevetti e nella creazione di nuove aziende high tech sorte (spin-off) sulla base di
risultati di ricerca.
Il contributo alla cooperazione bilaterale del Centro di ricerca d’ingegneria biomedica della Fondazione Don
Gnocchi di Milano, presente alla conferenza con l’ing. Marco Di Rienzo, e’ ritenuto di primaria importanza
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soprattutto per le preziose informazioni rivenienti dall’esperienza quotidiana nei 29 centri di riabilitazione
diffusi su tutto il territorio nazionale. Questa peculiarita’, infatti, consente non solo una puntuale definizione
delle specifiche dell’oggetto che s’intende progettare, ma anche una verifica diretta dell’efficacia e
dell’affidabilita’ dei prototipi realizzati permettendo, al Centro stesso, di operare sempre con soluzioni
innovative.
Il Politecnico di Milano, presente alla conferenza anche con la Prof.ssa Anna Maria Bianchi, docente dei
fondamenti di bioingegneria elettronica della scuola di Ingegneria Biomedica, e’ coinvolto nella
collaborazione sia nell’ambito del design che nell’elaborazione numerica dei segnali elettrici prelevati dai
diversi sensori disposti sulla maglia ed inviati, attraverso un trasmettitore di ridottissime dimensioni, ad un
personal computer ubicato in ambulatorio.
Tra le varie iniziative emerse dalla conferenza vi e’ da segnalare la volonta’ dei due Atenei coinvolti,
Politecnico di Milano e UNSW di Sydney, di avviare sin dal prossimo 2007 un corso congiunto di dottorato
di ricerca nel campo della bioigegneria che consentirebbe ad un neolaureato italiano ed uno australiano di
frequentare il corso di dottorato di ricerca in entrambe le universita’ (con una presenza all’estero garantita
per almeno 12 mesi) conseguendo quindi un diploma riconosciuto dalle due universita’. A tale proposito il
Prof. Celler e la Prof.ssa Bianchi avvieranno nel corso delle prossime settimane un’ indagine presso ciascuna
universita’ per stabilire congiuntamente il da farsi.
Alla Conferenza dei Sydney, oltre ai quattro ricercatori giunti dall’Italia, sono intervenuti circa cinquanta
partecipanti tra docenti, ricercatori, esperti ed imprenditori del settore biomedico.
Nicola Sasanelli
Documento originale in italiano
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Italo-Australian conference on “Wearable monitoring technology for health, fitness and
rehabilitation” – Sydney, 13th June 2006
Nicola Sasanelli
The first Italo-Australian conference on “E-health, telemedicine and home telecare”, held in Sydney on
March 22-23, 2005 and co-sponsored by this Embassy, opened the way to a bilateral cooperation between
the Biodesign Laboratory (INDACO Department, Faculty of Design - Politecnico of Milan) directed by
Prof. Arturo Dell’Acqua Bellavitis, and the Biomedical Systems Laboratory (Department of Electronical
Engineering - University of New South Wales UNSW, Sydney) coordinated by Prof. Branko Celler. This
activity falls within the scientific and technological cooperation’s initiatives started by the President of
Lombardy Region, Mr. Roberto Formigoni, during his visit to Australia on March 2004. The cooperation
mainly focuses on telemedicine, systems for the remote monitoring of patients and sensoristic field, major
areas of research of both laboratories.
On June 13th, the UNSW of Sydney hosted the bilateral conference “Wearable monitoring technology for
health, fitness and rehabilitation”, as part of the initiative “Sydney Italian Festival 2006”, organised by the
ICE Office of Sydney. The conference was promoted by the Scientific Office of this Embassy and actively
followed by the General Consulate of Sydney.
Issues such as “sport” and “design” were also discussed; hence, the participation in the conference of the
UNSW of Sydney, the Politecnico of Milan, “Don Gnocchi” Foundation of Milan and the Australian
Institute of Sport of Canberra. The event fostered a direct exchange of information on matters relating to
engineering and medical fields aimed at developing new forms of cooperation on research activities based on
biomaterials, biomedical devices, artificial organs and computer analysis for monitoring health conditions of
athletes and patients under rehabilitation. In particular, the conference focused on new technological
wearable systems used in sport during athletic training and rehabilitation activities of post-heart attack
patients or patients affected by bone injury trauma, for an immediate monitoring of specific physiological
parameters such as body temperature, heart beat, respiration rate as well as body speed (paces per second)
and acceleration (and drops).
The scientific and technological cooperation between the Politecnico of Milan, “Don Gnocchi” Foundation
and the UNSW of Sydney has been underway for many years on matters related to telemedicine (see my
Message). Since last January, two researchers from the Biodesign Laboratory (Faculty of Design – Politecnico
of Milan), Dott. Venere Ferraro and her student Nicola Rossini have been working on a research activity at
the Biomedical Systems Laboratory (Department of Electronic Engineering – UNSW). In recent days, this
research was concluded with the presentation of its results, whose objective was to study and define the
technological and functional features of a wearable computer for monitoring in real time the aforesaid
parameters. The result of the joint activity between the two labs was the design of a wearable computer for
improving athletic performance and/or enhancing physiological-therapeutic treatments in patients under
rehabilitation.
The main activity of the Biodesign Laboratory of the Politecnico of Milan is related to the design and
engineerization of prosthetic and artificial (endoprosthesis and exoprosthesis) devices, embedded medical
devices and solutions for diagnosis, total body area solutions for user friendly monitoring in telemedicine and
integrated systems (miniaturization) of innovative biological and biosensor materials.
The Biomedical Systems Laboratory of Sydney combines its expertise in the engineering field and in the
medical and biological fields to develop a research activity based on biomaterials, biomedical devices,
artificial organs and computer analysis for monitoring health conditions of athletes and patients under
rehabilitation. In recent years, this lab has been recognised as a national centre of excellence in telemedicine
and has received 5 million AU$ (3 million euro) for specific research projects contributing to the
achievement of outstanding results not just in terms of scientific publications but also in terms of patents
and start-up of new high-tech spin-off companies, on the basis of the results of its research.
The contribution given by “Don Gnocchi” Foundation’s Biomedical Engineering Centre of Research,
represented at the conference by Eng. Marco Di Rienzo, is of extreme importance especially thanks to the
information provided from the daily experience in 29 rehabilitation centres spread all around the country.
This helps not only to accurately define the features of the object to be projected, but also to directly check
the efficiency and reliability of the prototypes created, allowing the Centre to operate with more and more
innovative solutions.
The Politecnico of Milan, represented at the conference by Prof. Anna Maria Bianchi, lecturer of Electronic
Bioengineering Fondamenta at the Biomedical Engineering School, is engaged in the cooperation both in the
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design and the numerical elaboration of electric signals from different sensors positioned in the wearable
computer and sent to a personal computer situated in the consulting room through a very small transmitter.
Among the initiative arising from the conference, it is worth underlining the project to offer a joint hD
course on Bioengineering by the Politecnico of Milan and UNSW of Sydney from 2007. The PhD course
would allow an Italian and an Australian graduate student to attend the course in both universities (staying in
the foreign country for at least 12 months) and receive a qualification recognised by both institutes. Prof.
Celler and Prof. Bianchi will carry out a survey in both universities during the coming weeks to find out
together what needs to be done.
Apart from the four researchers from Italy, more than fifty participants, lecturers, researchers, experts and
entrepreneurs from the biomedical sector, took part at the conference.
Nicola Sasanelli
Original manuscript in Italian
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CANBERRA
Cooperazione tra Università di Padova e l’Università del New South Wales di Sydney
nel campo dell’ingegneria informatica e trasmissione di immagini
Nicola Brusco
Spesso i rapporti tra università e aziende italiane e straniere sono unilaterali e confinati alla cosiddetta “fuga
di cervelli”: basti pensare a fiorenti gruppi di ricerca nel campo dell’ingegneria informatica gestiti da
ricercatori Italiani a Pasadena, Santa Barbara, Oxford e in mille altre importanti università europee o
statunitensi. Invece l’Australia, in questo ambito, rimane ancora un continente inesplorato: ci sono pochi
punti di contatto tra l’Italia e le città dell’Oceania. Tuttavia qualcosa si sta muovendo in questo senso. Per
esempio l’ambasciata italiana a Camberra promuove la cooperazione scientifica individuando nuovi i
rapporti scientifici e cercando quotidianamente contatti fra i centri di ricerca dei due Paesi
(http://www.scientificambitalia.org/)
Ci sono anche casi di piccole realtà imprenditoriali che hanno cercato da sole, come esploratori alla ricerca di
un nuovissimo mondo, la via intercontinentale; ci sono gruppi di studenti che, grazie all’iniziativa personale e
all’aiuto dei loro docenti, hanno creato proficue collaborazioni al di fuori di qualsiasi organizzazione.
Un caso emblematico è quello di alcuni studenti che sono partiti dalla facoltà di Ingegneria dell’Università di
Padova per andare a lavorare presso l’università del New South Wales nel laboratorio del professor David
Taubman. David si occupa di trasmissione di immagini: ha creato una parte molto importante dello standard
JPEG2000, standard di compressione di immagini, ha scritto di suo pugno il Kakadu software e possiede la
Kakadu Software (http://www.kakadusoftware.com/), che ha tra i clienti multinazionali come Apple, Yahoo
o Microimages.
In particolare il sottoscritto, Nicola Brusco, e Pietro Zanuttigh, siamo soci di una spin-off italiana
dell’università di Padova, 3DEverywhere (www.3deverywhere.com), che si occupa di costruzione di modelli
3D con tecniche allo stato dell’arte, dalla riproduzione di calchi dentali e visi di pazienti per studi clinici, alla
scannerizzazione di interni di chiese per scopi di restauro, passando per l’e-commerce.
Sembra difficile trovare i punti di contatto tra il laboratorio di Sydney, che tratta compressione e trasmissione
di immagini e video, e il nostro gruppo di Padova che si occupa di costruzione di modelli tridimensionali; ma
l’importanza di questa sinergia potrebbe favorire un trend prevenendo il futuro delle trasmissioni digitali nei
prossimi anni.
Molto – quasi tutto – è stato fatto nel campo della trasmissione di immagini e filmati. Gli algoritmi attuali
hanno raggiunto i limiti della compressione possibile, e a parte alcuni accorgimenti per permettere la
scalabilità su media diversi (da computer a cellulari passando per i display delle lavatrici), non sembrano
profilarsi grosse novità tecnologiche all’orizzonte. La Microsoft ha da poco annunciato un nuovo formato
proprietario per la trasmissione delle immagini, ma le performance sono le stesse del JPEG2000, che esiste
da diversi anni.
Tuttavia esiste uno “streaming” di dati ancora inesplorato che è quello legato all’esperienza interattiva in
ambienti 3D. I mondi virtuali stanno per decollare, trascinati dal fiorente mercato dei videogiochi. E’ tuttavia
difficile – talvolta impossibile - creare una “fotografia tridimensionale” dell’ambiente che ci circonda: gli
strumenti per farla sono ancora costosi e spesso sono di difficile utilizzo da parte dell’utente comune.
A cosa servono i dati tridimensionali? Come detto, si possono trovare applicazioni quasi in ogni campo, dalla
riproduzione digitale di opere d’arte per il monitoraggio di beni artistici o la semplice visualizzazione remota
(pensiamo a poter camminare nel Louvre da 20mila chilometri di distanza) alla misura di pezzi meccanici. Si
va dal rilevamento di ambienti naturali (topografia del territorio, moto delle onde del mare) alla vendita di
oggetti online, passando per applicazioni mediche. Un dentista può tenere in mano la riproduzione fatta con
una stampante 3D della mandibola del suo paziente, e può muoverne la rappresentazione sullo schermo di
un computer. Può persino valutare gli effetti di un’operazione sul volto del paziente prima che essa venga
compiuta. La terza dimensione si rivela sempre più indispensabile, ma ottenerla presenta un gran numero di
difficoltà. Ed e’ proprio in questo campo che lavora l’azienda di padova 3DEverywhere e questo tipo di
esperienza hanno i due ricercatori che si son recati a Sydney presso il laboratorio del professor Taubman.
Da una parte, a Padova, si studia un tipo di rappresentazione della realtà, dall’altra, a Sydney, c’è una lunga
esperienza in trasmissione di dati audio e video. La combinazione che si va cercando è evidente: si tratta di
trovare un modo per trasmettere questi dati attraverso i canali già esistenti.
Non appena i sistemi di acquisizione saranno maturi per poter permettere a chiunque di scattare una
fotografia 3D del proprio mondo con una spesa abbordabile, dovrà esistere una infrastruttura telematica che
permetta ad un amico o conoscente, a centinaia di chilometri di distanza, di entrare in quel mondo.
Questo può servire per una riunione tra i capi di un’azienda sparsi per il globo, per l’acquisto di un
portalampade su ebay, per permettere a un medico in California di operare un paziente a cuore aperto in
Senegal o per far sì che due ragazzini giochino alla nuovissima versione di Ultima Online.
Taubman ha avuto un’idea brillante: perchè non utilizzare il suo Kakadu, pensato per trasmettere quantità di
immagini di qualsiasi dimensione e risoluzione, per trasmettere i dati 3D? Grazie alle sue idee e al lavoro del
suo team, l’impresa sembra perfettamente fattibile: in un framework che trasmette sempre e solo i dati
necessari alla miglior visione del mondo 3D per l’utente, adattandosi alla banda e allo strumento disponibile
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CANBERRA
(dal cellulare alla lavatrice), lo standard JPIP (JPEG over IP) con le opportune modifiche è perfetto per lo
scopo. In fondo un mondo tridimensionale non è molto diverso da una collezione di fotografie: “l’occhio di
Dio” (chiamato funzione plenoptica fin dal 1991 dai ricercatori del MIT) consiste nell’insieme di tutto ciò
che si può vedere, in qualsiasi istante, da qualsiasi direzione: una sorta di superfotografia.
Se l’idea avrà successo, il professor Taubman potrà trovare un nuovo mercato per il suo software. Dall’altra
parte c’è la 3DEverywhere che è felice di vedere tornare due collaboratori con un bagaglio di esperienze
considerevolmente ampliato. Inoltre, mentre la Kakadu vende un sistema di trasmissione di dati 3D, la
3DEverywhere crea contenuti 3D con i suoi scanner e i suoi algoritmi di ricostruzione: quale miglior
accoppiata?
Il software di trasmissione, che comprende un client e un server, è in fase di prototipo ma è già funzionante,
seppure non in real-time. Un nostro lavoro preliminare è stato pubblicato all’ICIP (International Conference
of Image Processing) di Genova nel 2005 e si può scaricare dal seguente sito web:
http://www.sitobrusco.com/inge/ICIP05.pdf
Un articolo più completo, che tratta estesamente la parte client, apparirà a breve sulla rivista Signal
Processing And Image Communication pubblicata da Elsevier. Il lavoro sarà presentato in varie conferenze,
tra cui l’International Workshop on Multimedia Signal Processing a Victoria (Canada) in ottobre, dove verrà
mostrata la parte server.
Il nostro obiettivo è completare la realizzazione del software per permettere al professor Taubman di
mostrare un’effettiva dimostrazione durante la prossima International Conference of Image Processing
nell’ottobre 2006 ad Atlanta.
E’ solo l’inizio di quello che ci auguriamo essere un percorso lungo e proficuo nell’ambito della costruzione e
trasmissione di modelli tridimensionali.
Ing Nicola Brusco
Phd in Electrical Engineering
Università di Padova
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CANBERRA
Cooperation between the University of Padova and the University of New South Wales of
Sydney in the field of electrical engineering and image transmission
Nicola Brusco
Relationships between Italian and foreign universities and companies are often unilateral and limited to the
emigration of our best researchers. Flourishing research groups, managed by Italians, can be found
everywhere in the world: from Pasadena to Santa Barbara, from Oxford to thousands of universities.
Australia instead is sill an unexplored continent: few are the points of contact between Italy and the main
towns of Oceania. However, something is changing in the right direction. For example, the Italian Embassy
in Canberra is promoting the scientific cooperation, trying to find contacts between the research centres of
the two countries (http://www.scientificambitalia.org/).
There exists also examples of small companies which tried the intercontinental way; some groups of
students, with their own initiative and helped by their professors, set some profitable collaborations.
Some students left from the faculty of Information Engineering of the University of Padova in order to work
in the image processing laboratory of Professor David Taubman in University of New South Wales.
David works in the field of image transmission: he is the inventor of a fundamental part of the standard of
compression JPEG2000; he is the author of Kakadu software and holds the Kakadu Software House
(http://www.kakadusoftware.com/), which sells its product to companies such as Apple, Yahoo and
Microimages.
Pietro Zanuttigh and I, Nicola Brusco, are associates to an italian spin-off of the University of Padova,
3DEverywhere (www.3deverywhere.com), which works in the field of reconstruction of 3D models through
state-of-the-art techniques. Our projects concern the reconstruction of dental casts, faces of patients for
medical analysis, interiors of churches and buildings for restoration purposes, objects for e-commerce, and
so on.
Where are the points of contact between the laboratory of Sydney, which works on compression and
transmission of 3D models, and our group in Padova, which is expert of 3D reconstruction? The importance
of this synergy could turn out to be the trend of all the future digital transmission.
Almost everything has been done in the field of images and movies transmission. Existing algorithms reach
the theoretic limits of compression, and apart some scalability issues which aim to bring the algorithms over
different media, no exciting technological news seem to appear. Microsoft just announced a new standard for
image transmission, but its performances are the same of JPEG2000, which is many years old.
However, a new kind of streaming exists, and is related to the interactive experience in 3D worlds. Virtual
worlds are going to gain importance, dragged by the rich videogames market. However, it is still a tough –
sometimes impossible – task to obtain a “3D photograph” of the environment around us. Tools which can
do it are still expensive, and often they are quite difficult to use for non technical people.
How can 3D data be exploited? Applications can be met in almost every field, from the digital reproduction
of works of art for restoration purposes or remote visualization (let us think about walking in the Louvre,
sitting on a chair in Sydney), to the measurement of mechanical parts. We can range from the reconstruction
of natural environments, to sales on Internet. A dentist may keep in his hand the reconstruction of the
patient’s jaw, obtained with a 3D printer, and can move its representation on a computer. He may even
evaluate the effects of an operation on the patient’s face before the intervention.
The third dimension is often necessary, but its measurement involves many difficulties. The main task of
3DEverywhere is exactly the resolution of those difficulties, and this is the kind of experience the two Italian
researchers possess.
In Padova we study a kind of representation of reality; in Sydney we deal with a lab which has a long
experience in audio an video data. The combination is straightforward: we want to find a method to transmit
these new data over existing channels.
When the acquisition systems will be mature enough to permit everyone to take a cheap 3D picture of his
world, an infrastructure will be necessary, in order to allow a friend, on the other side of the globe, to enter
that world.
That can be exploited for a conference among companies scattered on Earth, for the sale of a lamp over Ebay, for an open-heart operation where the doctor is in California and the patient in Senegal, or just to allow
two kids to play a videogame together.
The brilliant idea of Taubman consists in modifying his Kakadu Software, which is designed to transmit
images with any size and resolution, in order to send 3D information. With his ideas and the work of his
team, the project looks feasible. The framework is designed to send always and only the data which maximize
the quality of the 3D world, as perceived by the user, adapting to the bandwidth and the terminal
characteristics (from the mobile phone to the washing machine). A slightly modified version of JPIP
standard (JPEG over IP) is perfect for the purpose. A 3D world is not too different from a collection of
photographs: “the God’s eye” (called plenoptic function since 1991 from MIT researchers) consists in
everything that can be seen, in every moment, from every direction: a kind of superphotography.
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CANBERRA
If the idea is successful, professor Taubman will have gained a new market for his software. And
3DEverywhere will be happy to find that the two collaborators are back to Italy with a massive amount of
technical experience. Furthermore, Kakadu sells a 3D transmission system, and 3DEverywhere produces 3D
content: who can find a better cooperation?
The transmission software, which is basically made of a client and a server, is in a prototypal stage but
already working (not yet in real-time). Our preliminar work was published in the ICIP (International
Conference of Image Processing) in Genova in 2005 and can be downloaded:
http://www.sitobrusco.com/inge/ICIP05.pdf
A more complete paper, which gives all the details of the client, will appear briefly on the journal Signal
Processing And Image Communication of Elsevier. The work will be presented in many conferences, such as
the International Workshop on Multimedia Signal Processing in Victoria (Canada) in October, where the
server will be described.
Our objective is to complete the realization of the software in order to allow professor Taubman to show a
demonstration during the next International Conference of Image Processing in October 2006 in Atlanta.
This is the beginning of what we hope will turn out as a long and profitable path, regarding the construction
and transmission of 3D worlds.
Nicola Brusco
Phd in Electrical Engineering
Università di Padova
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CANBERRA
58-esima sessione della IWC, International Whaling Commission, che si e’ svolta a San
Kittis/ Navis nei Caraibi tra il 16 e il 20 Giugno 2006
Chiara Bancone
L’International Whaling Commission nasce nel 1946 con lo scopo di provvedere alla conservazione degli
stock di balene e di rendere cosi’ possibile lo sviluppo di un’industria baleniera.
Compito principale della Commissione e’ di controllare costantemente e aggiornare, se necessario, le misure
da applicare per regolamentare le attivita’ di caccia nei mari di tutto il mondo.
Tra tali misure vi e’ la totale protezione di certe specie, la designazione di aree specifiche come Santuari dei
Cetacei, l’istituzione di limiti, in termine di numero di esemplari e di dimensioni delle balene che possono
essere catturate, la definizione delle stagioni e delle aree in cui permettere la caccia e la proibizione
dell’uccisione dei piccoli e delle femmine quando accompagnate dai piccoli. La Commissione richiede ai paesi
cacciatori di balene, inoltre, la compilazione di report con i dati relativi alla cattura, sia di tipo statistico che
biologico, e promuove, coordina e finanzia la ricerca su questi mammiferi marini, pubblicando i risultati delle
ricerche scientifiche e incoraggiando gli studi nelle discipline correlate.
Le balene, come ogni altra popolazione animale, hanno una capacita’ naturale di crescere in numero e un
naturale tasso di mortalita’. Uno stock si definisce in equilibrio quando questi due fattori (tasso di natalita’ e
tasso di mortalita’) si bilanciano l’un l’altro.
A causa di dati scientifici poco attendibili (in parte dovute alla difficolta’ di ottenere i complessi dati richiesti
per lo studio di popolazione), che non permettevano di avere un’idea precisa sull’andamento degli stock di
balene, durante la riunione del 1982 la IWC decise di sospendere la caccia di tipo commerciale
(“moratorium”). La moratoria entra in vigore a partire dal 1986.
Ignorando tale provvedimento e sfruttando una clausola in deroga che permette la caccia a “fini scientifici”
(per ampliare le conoscenze sui cetacei), il Giappone e altri Paesi, tra cui la Norvegia e l’Islanda, non solo
hanno ripreso l’attivita’di caccia, ma vogliono anche aumentare il numero e le specie di possibile cattura.
Gli oppositori alla revoca della moratoria sono guidati da Australia, Nuova Zelanda, Stati Uniti e Gran
Bretagna.
I Paesi a favore della caccia alle balene sfruttano l’articolo VII del Trattato della IWC, che permette la cattura
unicamente a fini scientifici, per effettuare pesca commerciale.
E’ ormai noto a tutti, come dichiarato anche dal Ministro dell’Ambiente Australiano, che al giorno d’oggi
sono talmente tante le tecniche di studio a disposizione che la caccia a scopo scientifico si rivela
assolutamente inutile ed e’ stato ampiamente dimostrato che non vi e’ alcun bisogno di uccidere le balene.
Nonostante cio’, solo nel 2006, il Giappone programma di catturare “a fini scientifici” 10 esemplari di
“Sperm whale”, 50 di “Bryde’s whale”, 50 di “Sei whale” e 250 esemplari di “Minke whale” nel Nord
Pacifico. Lo stesso Giappone prevede anche di incrementare la pesca in Antartide di 850 esemplari di “Minke
Whale” e di cacciare 50 esemplari all’anno in piu’ sia di “Humpback Whale” che di “Fin Whale”. Anche la
Norvegia intende intensificare l’attivita’ di caccia e dichiara di voler portare a 800 il numero di mammiferi
uccisi nel Nord Atlantico durante quest’anno, innalzando la quota di esemplari cacciati ogni anno a 1800.
Il 16 giugno 2006 si sono aperti i lavori annuali dell’International Whaling Commission a San Kittis/ Navis
nei Caraibi. Il Giappone, ha subito tentato di far adottare le seguenti quattro proposte, non riuscendoci per
soli due voti di scarto (32 a 30):
1) non estendere la moratoria ai piccoli cetacei;
2) adottare il voto a scrutinio segreto per le future decisioni della IWC;
3) garantire alle proprie piccole comunita’ costiere di poter cacciare le Minke Whales;
4) abolire il Santuario dei Cetacei dell’Antartico, luogo privilegiato per la proliferazione.
La prima votazione riguardava il destino dei delfini, delle focene e delle piccole balene che non sono coperte
dalla moratoria del 1986, valida invece per i mammiferi acquatici di taglia piu’ grossa.
Il voto per la messa in mora anche di tale caccia, come ha commentato Patrick Ramage del WWF, significa
che finalmente si sono accresciuti sia l’attenzione verso queste piccole specie sia, a maggior ragione, il
consolidamento di una cultura protettiva verso i grandi cetacei.
Purtroppo, nel corso delle giornate successive dell’International Whaling Commission, il Giappone e i suoi
alleati sono riusciti a far approvare (33 voti contro 32 e un’astensione), per la prima volta in trent’anni, una
dichiarazione non vincolante in cui viene definita “non piu’ necessaria” la moratoria del 1986 sulla caccia
commerciale alle balene.
Nel documento, messo ai voti alla sessione annuale dell’Organizzazione, in corso a Saint Kitts and Nevis, i
cetacei vengono indicati come causa dell’impoverimento del patrimonio ittico e le organizzazioni non
governative, che partecipano attivamente alla protezione delle balene, sono definite come una minaccia.
Negli ultimi 30 anni i paesi sostenitori della salvaguardia delle balene hanno sempre ottenuto la maggioranza;
con tale decisione per la prima volta la politica giapponese e’ riuscita ad aggiudicarsi la maggioranza,
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CANBERRA
esercitando pressioni soprattutto sui paesi piu’ poveri, promettendo supporto e aiuto nelle attivita’ di pesca in
cambio del voto in suo appoggio.
Se si pensa che nonostante la moratoria del 1986, grazie alla deroga alle attivita’ scientifiche, la pesca alle
balene in questi anni e’ stata comunque significativa, allora si puo’ intuire la gravita’ della decisione presa. Il
solo Giappone, pescando circa 1000 balene all’anno, e’ responsabile dell’uccisione di piu’ di 24.000 esemplari
dal 1986. A questo dato vanno aggiunti i 6500 esemplari cacciati della Norvegia da quando il divieto e’ stato
imposto e il fatto che a partire dal 2002 anche l’Islanda ha intrapreso una pesca attiva. Grazie alla
dichiarazione non vincolante sulla caccia commerciale alle balene approvata nei giorni passati, il numero delle
balene uccise crescera’ di molto e il mondo intero si rendera’ responsabile dell’estinzione di tali magnifici
mammiferi marini, che attualmente nessuno ha reale bisogno di cacciare.
Nonostante infatti il Giappone dipinga come drammatica, in seguito all’introduzione della moratoria del
1986, la situazione di alcuni villaggi costieri giapponesi come Abashiri, Ayukawa, Wadaura e Taiji, che da
sempre hanno basato la propria economia sulla caccia alle balene, in realta’ la Presidentessa Patricia Forkan
della Human Society International descrive questi villaggi come “comunita’ costiere che non necessitano
affatto della carne di balena per sfamarsi, ma che sono anzi cittadine perfettamente funzionanti, moderne e
autosufficienti”.
Diverse sono inoltre le considerazioni che si possono fare riguardo all’inutilita’, alla crudelta’ della caccia alle
balene e ai rischi che si corrono perseverando in questa attivita’:
Al giorno d’oggi non c’e’ una reale necessita’ di un commercio su larga scala delle balene, in quanto non si ha
piu’ bisogno, come invece accadeva un tempo, di utilizzare le loro ossa, la carne, il grasso, l’olio e i fanoni .
Nonostante l’istituzione dell’IWC e la moratoria del 1986, gli stock sono stati talmente sottoposti a pressione
da parte dell’uomo in passato che non si sono ancora ripresi e che sarebbero necessari ancora molti anni di
sospensione totale della caccia prima che essi raggiungano un numero di esemplari tale da non sottoporli piu’
al richio di estinzione.
I paesi a favore della caccia alle balene sostengono che esse competano con l’uomo per alcune risorse
alimentari. Non c’e’ alcun dubbio che alcuni stock (ittici) siano in grave diminuzione, piu’ del 70% infatti
degli stock globali sono stati sottoposti a attivita’ di pesca superiore alla loro capacita’ di autorigenerazione,
ma cio’ e’ dovuto alla eccessiva pressione esercitata su di essi da parte dell’uomo, non certamente dai
predatori naturali.
Le balene fanno parte di un complesso ecosistema naturale, ucciderle con la scusa di preservare alcuni stock
potrebbe avere conseguenze sconosciute e quasi certamente negative sull’equilibrio dell’ecosistema .
La dott.ssa Cristine Kschner e il biologo Daniel Paoli hanno condotto uno studio chiamato “Food for
Thought” mirato ad esaminare la potenziale competizione tra i mammiferi marini e le attivita’ di pesca
condotte dall’uomo e hanno potuto concludere che non solo le specie consumate dai cetacei non sono di
interesse commerciale per l’uomo, ma anche che le balene si nutrono in aree dove gli uomini non pescano.
Dal punto di vista etico, e’ bene che si sappia che tutti i metodi utilizzati per cacciare le balene procurano
loro sofferenze atroci. Le loro dimensioni, la loro capacita’ d’immersione e le condizioni del mare rendono
spesso impossibile la morte istantanea dell’animale e possono passare da pochi minuti a un’ora prima che
muoia. Talvolta i cetacei, dopo essere stati arpionati, vengono persi in mare dove muiono di una morte
ancora piu’ lenta e dolorosa.
Per quanto riguarda la salute dell’uomo, molti ignorano che mangiare carne di balena potrebbe essere
rischioso. Infatti, le balene spesso accumulano contaminanti ambientali che si legano alla componente grassa,
quali PCBs (Policlorobifenili), DDT (Dicloro-difenil-tricloroetano), diossine e metalli pesanti in forma
organica come il metilmercurio. Gli effetti sull’uomo che consuma carne di balena potrebbero essere molto
gravi, in quanto tali sostanze possono causare cancro, danni al sistema nervoso, disordini nella riproduzione e
nello sviluppo, danni al sistema immunitario, al fegato, irritazioni della pelle e disfunzioni del sistema
endocrino.
Non si parla mai dei benefici che le comunita’ marittime e non solo potrebbero trarre dalla protezione delle
balene e dall’istituzione di veri e propri Santuari dei Cetacei.
Grazie alle attivita’ di sensibilizzazione e al crescente interesse verso l’ecoturismo, non c’e’ dubbio che “le
balene siano molto piu’ redditizie da vive che non da morte”.
Il proteggere e il tutelare i cetacei procura possibilita’ sia dal punto di vista economico, che formativo. Il
fenomeno del whale watching e’ un’attivita’ in fase di crescita in molti paesi, di tipo educativo e al contempo
redittizia. Il modo migliore per proteggere le balene e le comunita’ costiere che offrono l’opportunita’ di fare
“Whale Watching” consiste nel creare santuari che costituisco rifugi sicuri per questi animali durante i periodi
critici della nutrizione, della riproduzione e del parto. I Santuari non solo tutelano le balene dall’attivita’ di
caccia, ma proteggono il loro habitat e il loro ecosistema.
Le attivita’ di avvistamento dei cetacei apportano benessere economico alle comunita’ marittime,
aumentando il turismo e pertanto le entrate in ciascuno dei settori legati al turismo (ad esempio il settore
alberghiero, della ristorazione..e molti altri).
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CANBERRA
La IWC ha istituito due santuari, uno nell’Oceano Meridionale (Antartide), l’altro nell’Oceano Indiano. Gli
sforzi degli stati membri dell’IWC per creare altri santuari nel Pacifico meridionale e nell’Atlantico
meridionale sono stati resi vani dalla pressione esercitata dalle nazioni a favore della caccia alle balene.
Non solo, ma questi paesi stanno cercando di abolire i Santuari istituiti precedentemente e il Giappone, non
curandosi dei divieti e della gravita’ della situazione, mina le leggi internazionali, continuando a uccidere
balene all’interno del Santuario dell’Oceano Meridionale.
Fonti:
International Whaling Commission: http://www.iwcoffice.org/
Human Society International: http://www.hsi.org.au
Australian Antarctic Division: http://www.aad.gov.au
http://blogeko.info/
Corriere della Sera : http://www.corriere.it
WWF: http://www.wwf.it/
Dott.ssa Chiara Bancone
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CANBERRA
58th session of the International Whaling Commission (IWC), San Kittis / Navis
(Caribbeans), 16-20 June 2006
Chiara Bancone
The International Whaling Commission (IWC) was set up in 1946 to provide for the proper conservation of
whale stocks and thus make possible the orderly development of the whaling industry.
The main duty of the IWC is to keep under review and revise as necessary the measures which govern the
conduct of whaling throughout the world.
These measures, among other things, provide for the complete protection of certain species; designate
specified areas as whale sanctuaries; set limits on the number and size of whales which may be taken;
prescribe open and closed seasons and areas for whaling; and prohibit the capture of suckling calves and
female whales accompanied by calves. The compilation of catch reports and other statistical and biological
records is also required from whale hunting countries. Furthermore, the IWC encourages, co-ordinates and
funds whale research, publishes the results of scientific research and promotes studies into related matters.
Whales, like any other animal population, have a natural capacity to increase and a natural rate of mortality.
Stock remains more or less in equilibrium at its initial level because these two factors (birth rate and mortality
rate) balance one another.
However, because of uncertainties in the scientific data (in part due to the difficulty in obtaining the complex
data required) and therefore the precise status of the various whale stocks, the IWC decided at its meeting in
1982 that there should be a pause (the ‘moratorium’) in commercial whaling on all whale stocks from 1986.
Ignoring such a regulation and making use of the derogation clause which allows whaling for scientific
purposes (for broadening knowledge on whales), Japan and other countries, among which Norway and
Iceland, not only resumed their whaling activities but also intend to increase the number and species to be
captured.
Australia, New Zealand, United States and UK are amongst the main opponents of the revocation of the
moratorium.
On the other hand, countries in favour of whaling invoke article VII of the Convention of the IWC, which
allows whaling for exclusively scientific purposes, to carry out commercial fishing.
It is well known that, as affirmed by the Australian Minister for Environment, nowadays there are so many
techniques available for the study of whales that whaling for scientific purposes is absolutely useless and it
has already been proven that killing whales is no longer necessary.
However, in the year 2006 Japan has planned to catch 10 sperm whales, 50 bryde’s whales, 50 sei whales and
250 minke whales for scientific purposes in the North Pacific Ocean. In addition to this, Japan envisaged the
increase whaling in the Antarctic by hunting 850 minke whales and raising the number of humpback and fin
whales caught by 50 per year. Norway too is determined to intensify its whaling activity and declared its plan
to increase to 800 the number of mammals killed in the North Atlantic Ocean during this year, with a total
number of whales killed per year which will amount to 1,800.
Annual work started on Friday 16th June, the first day of the IWC meeting. On that occasion, Japan tried to
impose the approval of the following proposals, but it failed by a narrow margin (32-30). Hence, none of the
following proposals were adopted:
o
not extending the moratorium to small cetaceans;
o
adopting a secret ballot vote for future decisions taken by the IWC;
o
allowing small-type coastal communities in Japan to catch minke whales;
o
abolishing whale sanctuaries in the Antarctic, considered as the best proliferation area.
The first issue voted on was the destiny of dolphins, porpoises and small whales not protected by the 1986
moratorium, which focuses on sea mammals of larger size.
The vote against this kind of catch, as commented by Patrick Ramage, WWF, shows that both the awareness
of these small species and the consolidation of a protective culture towards large cetaceans have finally
grown.
Unfortunately, during the following days of the IWC meeting, Japan and its allies managed to approve (33
for and 32 against, with one abstention) for the first time in thirty years a not binding declaration which
states that the 1986 moratorium on commercial whaling is no longer necessary.
According to this document, voted in occasion of the annual session of the Organization held in Saint Kitts
and Nevis (Caribbeans), cetaceans are the cause of the impoverishment of the marine heritage and NGOs
which actively participate in the protection of whales are described as a threat.
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CANBERRA
In the last 30 years, countries in favour of the protection of whales have always obtained the majority. With
this decision, for the first time, Japan’s policy won, thanks to the pressure put on the poorest countries,
promising support and assistance in fishing activities in return for their support.
Despite the 1986 moratorium and because of the derogation for scientific activities, whale hunting has been
a widespread activity, thus the seriousness of the decision taken. Japan, on its own, catches approximately
1000 whales per year and has killed more than 24,000 whales since 1986. Norway has killed 6,500 whales
since the ban was imposed and Iceland resumed whaling activities in 2002. As a consequence of the recently
approved not binding declaration on commercial whaling, the number of whales caught will dramatically
increase and the world will be responsible for the extinction of such magnificent marine mammals, which
nobody really needs to hunt.
In spite of the fact that Japan describes the situation of small-type coastal villages in Japan such as Abashiri,
Ayukawa, Wadaura and Taiji as dramatic after the introduction of the 1986 moratorium, their economy has
always been based on whaling, the President of the Human Society International, Patricia Forkan, affirms
that these villages are “coastal communities which do not need to eat whale meat to survive. On the
contrary, they are perfectly efficient, modern and self-sufficient communities”.
Following are some considerations on the uselessness and the cruelty of whale hunting as well as on the risks
linked to this activity:
Nowadays there is no real need for whale trading on a large scale, because, unlike in the past, whale’s bones,
meat, fat, oil and porpoises are no longer needed.
Despite the foundation of the IWC and the 1986 moratorium, stocks were so threatened in the past that they
have not recovered yet and many years of total pause would be necessary before stocks could recount the
sufficient number of whales so to be lift off risk of extinction.
Pro-whaling countries maintain that whales compete with man for food. Some fish stocks are dramatically
decreasing, more than 70% of global stocks underwent over fishing for more than their auto generation
capacity. This is the consequence of pressure put by man and certainly not by natural predators.
Whales are part of a complex natural ecosystem: killing them in the name of stock preservation can lead to
unknown and presumably negative consequences for the ecosystem equilibrium.
Dr. Kristin Kaschner and the biologist Daniel Pauly carried out a study titled “Food for Thought” aimed at
examining the potential competition between sea mammals and fishing. The conclusion was that fish eaten
by cetaceans are of no commercial interest for man and furthermore whales usually feed themselves in areas
where man does not fish.
From an ethical point of view, techniques used in whale hunting cause atrocious pain. Because of their size,
their diving skills and sea conditions, an instantaneous death is often impossible and it takes from a few
minutes to one hour for the animal to die. Sometimes cetaceans, after having being harpooned, are lost and
die a slower and more painful death in the sea.
As far as human health is concerned, many people ignore the fact that eating whale meat can be unsafe. In
fact, whales can accumulate environmental pollutants that bond with fat (blubber), such as PCBs, DDT,
dioxin and also heavy metals in organic form, such as methylmercury, with very negative effects on people
who eat whale meat, causing cancer, nerve damage, reproductive and developmental disorders, immune
system suppression, liver damage, skin irritation and endocrine disruption.
It is not only coastal communities that could take advantage of whale protection and the foundation of
whales sanctuaries.
Thanks to awareness activities and the growing interest in ecotourism, “whales are now more valuable alive
than dead”.
The protection of these cetaceans brings advantages from both an economic and an educational point of
view. In many countries, whale watching is a growing activity of educational interest and very profitable. The
best way to protect whales and coastal communities which offer whale watching activities is to establish
sanctuaries as safe shelters for whales during difficult periods of feeding, reproduction and birth. Those
sanctuaries would not only protect them from hunting activities but they would also protect their habitat and
ecosystem. Whale watching phenomenon brings economic wealth to coastal communities, boosting tourism
and thus incomes in all related sectors (including hostelling, catering and many others).
The IWC has already established two sanctuaries, one in the Southern Ocean (Antarctic) and another one on
the Indian Ocean. Efforts made by member states to establish other sanctuaries in the South Pacific and
South Atlantic were hindered owing to the pressure exerted by countries in favour of whale hunting.
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CANBERRA
These countries are even trying to dismantle the already established sanctuaries and Japan, ignoring the ban
and the seriousness of the situation, is continuing to undermine international laws by carrying out whale
hunting within the Southern Ocean Whale Sanctuary.
Sources:
International Whaling Commission: http://www.iwcoffice.org/
Human Society International: http://www.hsi.org.au
Australian Antarctic Division: http://www.aad.gov.au
http://blogeko.info/
Corriere della Sera http://www.corriere.it
WWF: http://www.wwf.it/
Chiara Bancone
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Studi chimici sull’ottica non lineare, ma soprattutto un’esperienza di vita: inizio di un anno
di studio alla ANU (Australian National University) di Canberra
Luca Rigamonti
Il dottorato italiano è un corso di studi triennale post-laurea istituito per completare la preparazione di un
laureato e accrescerne le conoscenze e le capacità di ricerca, al fine di creare persone pronte per diventare
ricercatori sia universitari che in Enti esterni. Il corso di dottorato è caratterizzato da un progetto di ricerca
originale che lo studente deve sviluppare e completare su un argomento a sua scelta. Durante il proprio corso
di dottorato (PhD) all’Università degli Studi di Milano (e così in molte altre Università italiane), uno studente
ha l’opportunità di trascorrere un periodo di ricerca all’estero presso altre Università o Organismi di pari
livello. Questi scambi sono caldamente supportati in tutti i settori dell’istruzione, e in particolare nel campo
scientifico, al fine di completare la preparazione di un Doctor Philosophiae attraverso la conoscenza delle
realtà esterne all’Italia. Oltre a essere informato in modo adeguato da campagne di informazione dettagliate,
lo studente gode di un ulteriore aiuto economico (oltre alla borsa di studio già erogata) per il sostentamento
della vita all’estero.
Io sto svolgendo il mio corso di dottorato in Scienze chimiche (XX ciclo) presso il Dipartimento di Chimica
Inorganica, Metallorganica e Analitica (DCIMA, via Venezian 21, 20133 Milano, Italy) della Facoltà di
Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali dell’Università degli Studi di Milano, presso il laboratorio e con la
supervisione del professor Alessandro Pasini. Le aree tematiche studiate e sviluppate presso i differenti
laboratori di ricerca del DCIMA sono vari (chimica dei cluster, applicazioni catalitiche omogenee e
eterogenee, chimica supramolecolare per citarne alcuni), e in particolare la ricerca condotta nel mio
laboratorio riguarda due argomenti principali: la chimica del platino Pt (studi di base e applicazioni come
antitumorali) e la chimica delle basi di Schiff. Il mio progetto di ricerca è focalizzato sul secondo argomento e
nel dettaglio riguarda la sintesi e la caratterizzazione di composti di coordinazione a base di rame Cu(II) e
leganti macroaciclici organici (basi di Schiff quadridentate); in questi complessi atomi di ossigeno e azoto del
legante interagiscono con il rame, che risulta racchiuso nelle struttura organica. Lo studio e la sintesi di
molecole aventi geometria e connettività particolari porta a composti con proprietà fisiche interessanti
(magnetiche, biologiche, catalitiche) con possibili applicazioni; in particolare io mi sto occupando di
complessi applicabili nel campo dell’”ottica non lineare”. La caratterizzazione ottica non lineare risulta in
generale peculiare e non sempre facilmente accessibile, visto il costo della strumentazione e
l’interdisciplinarietà (prettamente fisiche) di tali misure. In collaborazione con un altro gruppo di ricerca dello
stesso dipartimento, a Milano è possibile caratterizzare i composti con le misure EFISH (Electric Field
Induced Second Harmonic), una delle tecniche attualmente disponibili.
Al fine di chiarire, l’ottica è una branca della fisica che studia la radiazione elettromagnetica, e in particolare la
luce in tutti i suoi aspetti. Una parte di essa si occupa dell’interazione tra luce e materia e di tutti i fenomeni a
essa correlati. Per radiazioni particolarmente intense e in presenza di opportuni materiali (generalmente a
struttura o dipolare o ottupolare), la risposta del materiale alla sollecitazione della radiazione non è più
“lineare” (cioè una semplice interazione che porta ad avere una radiazione in uscita uguale a quella in
entrata), ma dà origine a una serie di fenomeni e proprietà molto utili che vengono chiamati “ottica non
lineare”. Tra le applicazioni più importanti si ha la duplicazione (second harmonic generation) della
frequenza dei LASER.
La scelta dell’Australian National University (ANU) di Canberra (una tra le migliori università australiane), e
in particolare del Professor Mark G. Humphrey del Department of Chemistry, per trascorrere il mio periodo
di studio all’estero è stata dettata dal tipo di progetto che sto sviluppando in Italia, riguardante la sintesi di
nuovi materiali inorganici per lo sviluppo e l’applicazione nel campo dell’ottica non lineare, e dal desiderio di
lavorare in un’area della chimica inorganica differente. Nel laboratorio in cui sto lavorando, infatti, la ricerca
è focalizzata sulla sintesi di composti per l’ottica non lineare, ma in particolare su composti organometallici a
base di rutenio (metallo con proprietà chimiche differenti dal rame). L’atomo metallico è legato a catene
organiche via legame Ru-C a formare strutture delocalizzate in cui l’elevato flusso elettronico aumenta la
risposta ottica non lineare. La caratterizzazione dei composti sintetizzati in questo laboratorio è sempre stata
effettuata con una tecnica differente da quella utilizzata a Milano e disponibile in Belgio, grazie a una
collaborazione pluriennale. L’essere venuto qui ha permesso di aprire una nuova collaborazione con Milano,
in modo da poter caratterizzare in futuro i miei composti con entrambe le tecniche disponibili (laboratori di
Belgio e Milano) e approfondire il ruolo e l’interscambio tra le due analisi. Al momento mi sto occupando
ancora della sintesi, cosa che mi sta portando a imparare nuove tecniche di sintesi, e ho nel frattempo la
preziosa possibilità di approfondire le mie conoscenze nel campo dell’ottica non lineare.
La richiesta di un posto come visiting fellow alla ANU fu fatta nel maggio 2005, in tempo per essere
accettato per il 2006. La risposta affermativa, ricevuta in tempi brevissimi, fu seguita dalla preparazione del
viaggio, impegnativo sia dal punto di vista scientifico ma anche come esperienza di vita. La raccolta dei
documenti universitari necessari per consentire il mio spostamento e il proseguimento del pagamento della
mia borsa di studio e la richiesta del visto australiano hanno impegnato tutti i mesi rimanenti prima della
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CANBERRA
partenza, avvenuta il 31 di gennaio 2006. Il mio progetto presso i laboratori di chimica inorganica del
Department of Chemistry della ANU durerà fino a dicembre.
Sono trascorsi ormai parecchi mesi dal mio arrivo in Australia, il mio progetto in laboratorio procede nella
giusta direzione, grazie al prezioso aiuto dei miei compagni di laboratorio, ma la cosa più importante e
meravigliosa di essere qui è imparare a vivere in un ambiente completamente diverso da quello familiare,
conoscere nuovi amici e comprendere lo stile di vita di un continente molto lontano sia fisicamente che
culturalmente dall’Italia. Un doveroso ringraziamento va a tutte le persone che stanno rendendo possibile
questa meravigliosa esperienza di vita e di studio, e in particolare i miei genitori, i miei supervisori Alessandro
Pasini e Mark Humphrey, tutti i miei amici, e tutte le persone che ho conosciuto qui e che mi stanno
aiutando a vivere serenamente, in particolare l’ingegner Nicola Sasanelli. Spero che il loro supporto mi
accompagni per il resto del mio ‘cammino’ australiano.
dott. Luca Rigamonti
e-mail: [email protected], [email protected]
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CANBERRA
Chemical studies in the nonlinear optical field and a wonderful life experience: a year at the
ANU (Australian National University) of Canberra
Luca Rigamonti
The Italian doctorate (PhD) is a three-year postgraduate study course created to accomplish the skills of a
graduate and enhance his knowledge and researching abilities with the aim of creating people ready to
become new researchers at the Universities and outside of them. The PhD course is characterizes by an
original research project chosen by the student, that he has to develop and complete in that period of time.
During the doctoral course at the University of the Study of Milan (and so in many other Universities in
Italy), a student has the opportunity of spending a research period abroad in other Universities or Organisms
of the same level. These exchange programs are heartily supported in every field, but in particular in the
scientific one, in order to complete the abilities of a Doctor Philosophiae with the knowledge of different
realities and facilities out of Italy. In addition to being informed by adequate information campaigns, the
PhD student has also a further economical help (in addition to the grant) in order to sustain the life abroad.
I am attending my three-year doctoral course in Chemical Science (XX cycle) at the Department of
Inorganic, Metallorganic and Analytical Chemistry (DCIMA, via Venezian 21, 20133 Milano, Italy) of the
Faculty of Science at the University of the Study of Milan, in the laboratory and under the supervision of the
professor Alessandro Pasini. The thematic fields studied and developed at the research laboratories of the
CIMA Department are different (chemistry of clusters, homogeneous and heterogeneous catalytic
applications, supramolecular chemistry are some of them), and in particular the research in my laboratory is
focused on two topics: chemistry of platinum Pt (basic studies and antitumoral applications) and the
chemistry of Schiff bases. My project is related with the second subject and, in detailed, it is about the
synthesis and characterization of coordination compounds based on copper Cu(II) and organic macroacyclic
ligands (quadridentate Schiff bases); in these complexes, oxygen and nitrogen atoms (held by the ligand)
interact with copper, that results enclosed within the organic structure. The synthesis and the study of
molecules with particular connectivity and geometries lead to compounds with particular physical properties
(magnetic, biologic and catalytic ones); in particular I am dealing with dipolar complexes suitable for
“nonlinear optical” (NLO) application. The nonlinear optical characterization is mostly peculiar and not
always easily accessible, due to the expensive but necessary instrumentation and the inter-disciplinarily of the
measurements (almost physical ones). In collaboration with another research group of the same Department,
in Milan it is possible to characterize the nonlinear optical compounds with EFISH (Electric Field Induced
Second Harmonic generation) measurements, one of the currently available techniques.
In order to clarify, optics is a branch of physics that studies the electromagnetic radiation, and in particular
light, in all its applications. The interaction of light and matter and all the correlated phenomena are a part of
optics. With intense radiations and in the presence of suitable materials (generally with dipolar or octupolar
structures) the response of the material under the solicitation of the radiation is not ‘linear’, i.e. the
interaction causes the appearance of a series of very interesting and useful phenomena (collected under the
name of ‘nonlinear optics’) besides the simple linear interaction in which the outgoing light is equal to the
coming one. One of the most studied and important application is the duplication of the frequency of a
LASER.
The choice of the Australian National University (ANU) of Canberra (one of the best Australian
Universities), and in particular of the professor Mark G. Humphrey of the Department of Chemistry, to
spend my period of studies abroad has been given by the topic of my Italian project, regarding the synthesis
of new inorganic materials for the development and the application in the field of the nonlinear optics, and
also by the wish to work in a different area of the inorganic chemistry. In fact, in the professor Mark
Humphrey’s laboratory the research is also focused on the synthesis of compounds for nonlinear optics, but
in particular on the synthesis of ruthenium-based organometallic compounds (ruthenium has different
chemical properties from copper). The metal is bound to long organic chains via Ru-C bond forming
delocalized structures where the high electron flow enhances the NLO response. The characterization of the
compounds synthesised in this laboratory has been always done with a different technique from the one used
in Milan; this technique (HSR, Hyper-Rayleigh Scattering) is available in Belgium thanks to a multi-year
collaboration. My presence here has enabled a new collaboration with Milan, in order to characterize my
compounds with both the NLO techniques (laboratories of Leuven and Milan) and to deepen the role and
the interchange between the two measurements. Now I am still working on the synthesis, thing that is
pushing me learning new synthetic techniques, and, in the meanwhile, I have the precious opportunity of
delving into the knowledge of nonlinear optics.
The request of a position as visiting fellow at the ANU was made in May 2005, in time to be enrolled in the
2006. The affirmative answer, received in a short time, was followed by the preparation of the travel, hard
both on a scientific point of view and as life experience. The collection of all the university documents
required for my period abroad (writing of the project, payment of my stipend by the University of Milan,
etc.) and the achievement of the Australian visa were very long, but in time for my departure on Tuesday
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31st of January 2006. My project at the Inorganic Chemistry of the Department of Chemistry (ANU) will last
up to December.
By now, I have been here for several months and my university project is going very well, thanks to the
golden help of all my lab mates; but the most important thing of this experience in Canberra is the
opportunity of learning to live in an environment outside the family, meet new international friends and
comprehend the lifestyle of this Continent, far from Italy both physically and culturally. I must thank you all
the people that have been making possible this awesome life and study experience since last year, and in
particular my parents, my supervisors Alessandro Pasini and Mark Humphrey, all my friends, and all the
people I met here that are helping me to live serenely, in particular Ing. Nicola Sasanelli. I hope that their
support will be always present during the rest of my Australian ‘path’.
Luca Rigamonti
e-mail: [email protected], [email protected]
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Il Protocollo di Kyoto tra USA e Giappone
Danilo Angelini
La Convenzione Quadro delle Nazioni Unite sui Cambiamenti Climatici, approvata a New York il 9 maggio
1992, costituisce una delle ultime risposte sul piano internazionale per contrastare gli effetti negativi dei
cambiamenti climatici determinati da attività antropiche. La Convenzione è stata ratificata da 188 paesi (fino
al febbraio 2003), tra cui l'Italia già dal 1994, e il 189 paese è stato, di recente, la Russia (il 5 novembre 2004).
La Convenzione si pone come obiettivo la stabilizzazione a livello planetario della concentrazione dei gas ad
effetto serra, che sono le principali sostanze in grado di interferire ed alterare il clima globale. I sei gas capaci
di alterare l'effetto serra del nostro pianeta sono: l'anidride carbonica (CO2); il metano (CHLQ); il protossido
di azoto (N20); gli idrofluorocarburi (HFC); i perfluorocarburi (PFC); l'esafluoruro di zolfo (Sfa).
Il più importante di questi gas, l'anidride carbonica, viene rilasciato in quantità ingenti nell’atmosfera a causa
dell'impiego dei combustibili fossili (petrolio, carbone, gas naturale) nei processi di produzione energetica e
nei trasporti. Qualsiasi azione volta al contenimento delle emissioni dei gas serra investe dunque in maniera
preponderante questi settori ed implica investimenti nel sistema produttivo volti al miglioramento
dell’efficienza energetica e all’introduzione di fonti di energia a minor contenuto di carbonio.
Il Protocollo di Kyoto costituisce lo strumento attuativo della Convenzione. Adottato nel 1997 in occasione
della Terza Conferenza delle Parti della Convenzione, il protocollo va ad imporre ai paesi industrializzati e a
quelli a economia di transizione, responsabili per oltre il 70% delle emissioni attuali di tali gas, l'impegno di
ridurre tali emissioni entro il periodo che va dal 2008 al 2012 nella misura complessiva del 5,2% rispetto ai
livelli del 1990. I paesi soggetti a vincoli di riduzione (i cosiddetti paesi “Annex I”) sono in tutto 39 e
includono, fondamentalmente, i paesi europei (compresi quelli dell'est), Stati Uniti, Canada, Russia,
Giappone Australia e Nuova Zelanda. I paesi dell’Unione Europea si sono impegnati in una riduzione
dell’8% in media. Non sono previsti obblighi di riduzione a carico dei Paesi in Via di Sviluppo, viste le
limitate responsabilità che questi hanno rispetto al fenomeno delle emissioni di gas serra e viste le loro
esigenze prioritarie di sviluppo economico.
Il Protocollo indica le possibili azioni da intraprendere al fine di ridurre le emissioni, quali:
il miglioramento dell’efficienza energetica in settori rilevanti dell'economia nazionale; la promozione di
metodi sostenibili di gestione forestale, di aforestazione e di riforestazione per la rimozione e l'assorbimento
dei gas ad effetto serra (tale riduzione della quantità di anidride carbonica rilasciata in atmosfera può essere
conseguita sia mediante la riduzione delle emissioni alla fonte, sia potenziando l'assorbimento di CO2 da
parte della vegetazione nei processi di fotosintesi. L'ampliamento dei cosiddetti "pozzi di assorbimento"
(sinks) attraverso attività di forestazione, riforestazione, gestione forestale, ecc., contribuisce dunque
all'azione di mitigazione dei cambiamenti climatici); la promozione di forme sostenibili di agricoltura, alla luce
delle considerazioni relative ai cambiamenti climatici; la ricerca, la promozione, lo sviluppo e la maggiore
utilizzazione di fonti energetiche rinnovabili, ecoambientali e di tecnologie per la cattura e l'isolamento del
biossido di carbonio; l’adozione di misure volte a limitare e ridurre le emissioni di gas ad effetto serra nel
settore dei trasporti; la limitazione o riduzione delle emissioni di gas metano attraverso il suo recupero ed
utilizzazione nel settore della gestione dei rifiuti, come pure nella produzione, il trasporto e la distribuzione di
energia; la riduzione progressiva delle imperfezioni del mercato, degli incentivi fiscali, delle esenzioni
tributarie e di sussidi, che siano contrari all'obiettivo della Convenzione, in tutti i settori responsabili di
emissioni di gas ad effetto serra, ed applicazione di strumenti di mercato.
Al fine di rendere possibile l’adempimento agli impegni di riduzione, il Protocollo di Kyoto consente di
integrare le "azioni nazionali" con il ricorso ai cosiddetti meccanismi flessibili. Tali meccanismi consistono in:
Emissions trading (ET - art. 17 del Protocollo) meccanismo attraverso cui i Paesi Annex I possono
commerciare tra di loro unità di riduzione delle emissioni di gas serra. L'unità commerciabile (emission
reduction unit - ERU) sarà parte dell'obiettivo di riduzione delle emissioni assunto da ciascun Paese. Un
paese che supera i propri obiettivi di riduzione può vendere le ERUs in eccedenza a un altro paese che non
riesce a rispettare il proprio obiettivo; Clean Development Mechanism (CDM- art. 12) che consiste in un
meccanismo di collaborazione attraverso il quale i paesi Annex I (o le aziende) promuovono progetti a
tecnologia pulita nei paesi in via di sviluppo ricevendo in cambio crediti di emissione pari alla riduzione
ottenuta rispetto ai livelli che si sarebbero avuti senza il progetto. Tali crediti vengono chiamati Certifica
Emissions Reductions (CERs)e possono essere contabilizzati ai fini del rispetto degli obblighi di riduzione;
Joint Implementation (JI- art. 6), che consiste in un meccanismo di collaborazione tra i paesi industrializzati e
quelli ad economia in transizione (EIT), per il raggiungimento dei rispettivi obiettivi di riduzione delle
emissioni. Analogamente al Clean Developement Mechanism, permette di ottenere crediti di emissione
attraverso investimenti in tecnologie pulite in altri paesi. Tali crediti vengono chiamati Emissions Reductions
Units ed indicati con la sigla “ERUs”.
Oltre all'obbligo di adempiere agli obiettivi del Protocollo una volta che questo sarà entrato in vigore, i
meccanismi sulla base di progetti costituiscono un’importante opportunità per le imprese: da un lato
permettono di adempiere agli obblighi di riduzione a costi minori, in quanto gli interventi nei Paesi in Via di
Sviluppo e nelle EIT sono in genere più economici rispetto a interventi analoghi in paesi industrializzati
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CANBERRA
come l'Italia, che hanno già un'elevata efficienza energetica; dall'altro offrono alle imprese specializzate in
tecnologie ambientali interessanti possibilità di investimento in tali Paesi, ciò anche grazie all'incentivo
rappresentato dall'acquisizione dei crediti di riduzione. Considerate, poi, complessivamente a livello
nazionale, le operazioni eseguite tramite i meccanismi flessibili consentono di realizzare un consistente
risparmio su quella che viene ormai definita la "bolletta di Kyoto".
Per poter entrare in vigore il Protocollo di Kyoto necessitava della ratifica di almeno 55 Parti allo stesso, che
dovevano rappresentare almeno il 55% delle emissioni totali al livello del 1990. Fino al 2003 erano 123 gli
Stati che avevano ratificato il Protocollo, ma tra di essi quelli su cui gravano obblighi di riduzione
rappresentano solo il 44,2% delle emissioni globali (l'Unione Europea ha ratificato il Protocollo nel maggio
del 2002; anche Giappone e Canada hanno già provveduto alla ratifica) e si è dovuto attendere il 30
Settembre 2004 affinché la Russia ratificasse ilprotocollo permettendo l’effettiva entrata in vigore del
protocollo stesso (la Russia produceva il 17% delle emissioni di gas serra globali). Manca all'appello uno fra i
principali produttori di emissioni: gli USA. Nel marzo del 2001 il presidente degli Stati Uniti (il maggior
emettitore di gas serra al mondo, il 36% del totale) ha annunciato la volontà di non ratificare Kyoto "poiché
esso esenta 1'80% del mondo, inclusi i più grandi centri di popolazione quali la Cina e l'India, dalla sua
osservanza, e, di conseguenza, recherebbe un serio danno all'economia degli Stati Uniti. Il rifiuto
statunitense, seguito da quello australiano, seppur rilevante dal punto di vista politico, non impedisce di per
sé l'entrata in vigore del Protocollo. A tal fine diventata indispensabile la ratifica della Russia, responsabile da
sola del 17% delle emissioni totali.
In Australia (vedasi articolo Sasanelli-Iero del Bollettino della Comunita’ Scientifica in Australasia marzo
2005), a differenza degli USA, si registra un'evoluzione del dibattito che potrebbe portare ad un
cambiamento di posizione nel breve periodo. Infatti alla rigida posizione del Presidente Bush (vedasi la
posizione Americana nella decimal conferenza internazionale delle parti coinvolte di Buenos Aires), basata
sull’azione volontaria di ciascuna impresa ed amministrazione pubblica americana nell’intraprendere politiche
interne volte al raggiungimento dei limiti fissati da Kyoto (e sulla speranza verso nuove tecnologie senza
fornire alcun incentivo reale per renderle disponibili sul mercato internazionale), il Governo australiano sin
dal 2002 ha imposto una politica interna tale da garantire nel 2012 una limitazione delle emissioni di gas serra
australiani ad un livello pari al 108% rispetto al 1990, cosi’ come previsto dal protocollo di Kyoto. Il
Governo di John Howard traccia una sottile distinzione rispetto agli USA, riguardo le motivazioni della non
ratifica: ribadisce infatti che concorda pienamente sulla necessita’ di regolamentare l’emissione dei gas serra
attraverso trattati internazionali, ma al momento l’Australia ha difficolta’ nell’accettare alcune clausole del
Protocollo di Kyoto. Infatti, il Governo australiano ritiene che nel lungo termine l’effetto del Protocollo sia
insufficiente, in quanto le restrizioni fissate, in assenza della ratifica da parte degli USA e di alcuni altri paesi
in via di sviluppo, porteranno ad una diminuzione globale solo dell’1% delle emissioni. Inoltre, il Governo
australiano non condivide i target fissati per i paesi in via di sviluppo (Cine e India in particolare) che
risultano essere tra i principali inquinatori. Dato che il protocollo regola l’andamento delle emissioni dei Paesi
ratificatori solo tra il 2008 e il 1012, lasciando aperta ogni possibilita’ per il futuro, il Ministro dell’Ambiente
australiano ha suggerito la necessita’ di un trattato piu’ rigido dopo il 2012. Infatti, il Ministro sostiene che
entro il 2100 potranno essere necessarie riduzioni di emissioni di gas serra fino al 60%.
Nel mancare di aderire al protocollo di Kyoto, gli USA hanno comunque ribadito il proprio sostegno
all’UNFCCC e hanno elaborato una propria “strategia” sui cambiamenti climatici coerente con il processo di
crescita (evitare obiettivi di riduzione a breve scadenza che possono soffocare la crescita economica, far sì
che anche i Paesi in Via di Sviluppo emergenti partecipino agli impegni di riduzione, insistere sullo sviluppo
di nuove tecnologie); questa strategia si muove in 3 direzioni: sul piano interno, obiettivi per il 2012 per un
miglioramento dell'intensità energetica (consumo di energia per unità di PIL) e dell'intensità di carbonio
(emissioni di carbonio per unità di PIL) dell'economia: tali obiettivi sono coerenti con il rifiuto di adottare
obblighi di riduzione delle emissioni in termini assoluti, e compatibili con le prospettive di crescita
economica; d'altra parte appaiono piuttosto modesti e insufficienti dal punto di vista ambientale, tanto che,
se l'economia statunitense dovesse crescere come secondo le previsioni, le emissioni degli USA
registrerebbero un notevole aumento da qui al 2012; seguono poi investimenti in programmi di Ricerca e
Sviluppo di nuove tecnologie, anche su base multilaterale; in particolare la Partnership Internazionale per
l’Economia all'Idrogeno, che coordina gli sforzi di 14 Paesi per lo sviluppo di questa tecnologia, e le iniziative
di R&S, che pure vedono la partecipazione dell'Italia, nel settore delle tecniche di sequestrazione del
carbonio, (che permettono di catturare il biossido di carbonio rilasciato dai processi di combustione e di
iniettarlo nel sottosuolo, ad esempio nei giacimenti esauriti di gas, evitandone la dispersione in atmosfera);
l’avvio di programmi di cooperazione internazionale per la diffusione nei Paesi in Via di Sviluppo di
tecnologie energetiche più moderne ed efficienti secondo gli schemi dei meccanismi flessibili.
La posizione degli USA oltre che da considerazioni di carattere prettamente economico, prende come base
anche argomenti di tipo scientifico, andando a contestare la validità delle tesi e delle previsioni
dell’International Panel on Climate Change (IPCC, ovvero l'organismo internazionale, composto da
autorevoli tecnici e scienziati, incaricato di studiare il fenomeno dei cambiamenti climatici; è da ricordare
come le relazioni dell'IPCC costituiscono la base scientifica dei negoziati internazionali); per tali ragioni gli
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USA hanno avviato un programma decennale di studio sui cambiamenti climatici per determinare se i gas
serra ed altri inquinanti prodotti dall'attività umana siano responsabili del riscaldamento globale del pianeta.
Questa posizione di “accanimento” contro il Protocollo di Kyoto è mitigata da alcuni provvedimenti interni
intrapresi dai singoli stati che sembrano più coerenti con il Protocollo stesso: numerosi Stati stanno
approvando testi di legge che prevedono obiettivi di riduzione delle emissioni (si pensi al New Jersey),
standard sulle emissioni dei veicoli (in particolare la California) o delle centrali elettriche (Oregon rappresenta
un esempio tipico di questa politica); un importante segnale è stato inoltre lanciato dal settore privato
attraverso l’istituzione del Chicago Climate Exchange, una borsa per lo scambio di emissioni, in vigore dal
2003 al 2006, che coinvolge numerose importanti aziende elettriche (che rappresentano il 20% della capacità
complessiva installata), con l'obiettivo di ridurre le emissioni del 4% (anche questa borsa di emissioni ricorda
molto una delle politiche sui meccanismi flessibili esposti nel protocollo di Kyoto). Anche tra le aziende, i cui
settori a maggiore intensità energetica hanno esercitato nell’ultimo decennio una forte pressione contro
qualsiasi vincolo di riduzione, si sta dunque facendo largo la consapevolezza che gli obblighi di mitigazione
(come viene definito l'insieme di azioni di riduzione dei gas serra) saranno nel futuro molto probabili. Inoltre,
una proposta per un sistema di emissions trading a livello federale è stata di recente presentata presso al
Congresso. Di recente, il capo consigliere scientifico del Governo britannico, David King, parlando a
Berlino, a margine di una Conferenza sui cambiamenti climatici, ha detto che il regno Unito cercherà di
convincere il Governo degli Stati Uniti a sottoscrivere il Protocollo di Kyoto, vista anche la scelta della
Russia che dovrebbe far riflettere gli stessi USA.
Importante, dopo il rifiuto Statunitense, si sta rivelando l’apporto dell’Unione Europea e del Giappone per
portare Kyoto alla sua effettiva valenza globale. Non è nuova la sensibilità del governo giapponese e di tutta
la sua popolazione rispetto al problema del degrado ambientale ed ingenti sono i lavori che le industrie
nipponiche hanno avviato sia in ottica di riconversione delle catene produttive che nell’impiego di ingenti
somme nella ricerca di tecnologie alternative, non ultime la solare e l’idrogeno. Ma il Giappone si è stinto
oltre, iniziando ad attuare una vera e propria politica di “sensibilizzazione collettiva” sui rischi e problemi
derivanti da un ambiente non più sano e quello che sembra come voler ricordare negli animi degli individui
l’importanza di un ambiente sano facilmente individuabili in quello che potremmo definire come un
“monumento vivente”, il fiume Asagawa, che attraverso 10 anni di lavori di bonifica è andato via via
perdendo il suo “status” di uno dei fiumi più inquinati al mondo, trasformandosi in uno dei fiumi meno
inquinati al mondo.
Risulta quindi indispensabile da parte di tutti gli Stati un forte impegno verso un ambiente sano, in quanto
globale è il problema, come globali sono le implicazioni di un cattivo uso delle risorse naturali e di un
“inquinamento indiscriminato”. Il primo passo per permettere ciò risiede in una forte sensibilizzazione delle
società, seguito da ingenti investimenti di riconversione per permettere che il “nostro patrimonio comune
dell’umanità” non vada disperso e che alle “generazioni future” sia garantito un ambiente sano in cui poter
crescere. Non più le leggi economiche, ma i precetti del diritto dovrebbero essere la guida per permettere ciò.
Dott Danilo Angelini
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The Kyoto Protocol between USA and Japan
Danilo Angelini
The UN Framework Convention on Climate Change (UNFCCC), approved in New York on May 9th 1992,
is one of the latest international responses aimed at contrasting the negative effects of climate change caused
by human activities. 188 countries have ratified the Convention (until February 2003), among which Italy in
1994, followed by Russia on November 18th 2004. The objective is the global stabilization of greenhouse gas
concentration, the main gas responsible for climate change. The six gases which can interfere with the
greenhouse effect of our planet are: carbon dioxide (CO2); methane (CHLQ); nitrous oxide (N2O);
hydrofluorocarbons (HFC); perfluorocarbon (PFC); sulphur hexafluoride (SF6).
The most important gas, carbon dioxide, is released in great quantities in the atmosphere due to the use of
fossil fuels (oil, coal, natural gas) during energy production processes and in transport. These sectors are
largely affected by any measure aimed at controlling greenhouse gas emissions. Hence, large investments in
the productive system are required to improve energy efficiency and introduce the use of carbon-free energy
sources.
The Kyoto Protocol is an amendment to UNFCCC. It was adopted in the Third Session of the Conference
of the Parties in 1997 and imposes upon industrialized countries and countries undergoing a transition to a
market economy, responsible for more than 70% of current greenhouse gas emissions, a committment to
reducing collective emissions of greenhouse gases by 5.2% compared to the year 1990 in the period 20082012. There are 39 countries subjected to reduction obligations (“Annex I” countries) which include
European countries (including Eastern European countries), US, Canada, Russia, Japan, Australia and New
Zealand. European countries are committed to decreasing gas emissions by 8% on average. No restraints are
envisaged for developing countries, in view of their limited responsibility in greenhouse gas emissions and
their overriding need for economic development.
The Protocol recommends possible actions to curb emissions, such as: improving energy efficiency in core
national economy sectors; promoting sustainable measures in forest management, afforestation and
reforestation greenhouse gas removal and absorption (reduction in the quantity of carbon dioxide can be
achieved by both curbing emissions from the source and enhancing CO2 absorption by plants during the
processes of photosynthesis. The expansion of the so-called “sinks” through forestation, reforestation, forest
management activities, ect., helps control climate change); promoting sustainable agriculture, in the light of
considerations on climate change; research, promotion, development and larger use of renewable,
environmentally friendly energy sources as well as technologies for carbon sequestration and isolation;
adopting measures to limit and decrease methane emissions capturing it and using it in waste management as
well as production, transport and energy distribution sectors; progressively reducing market imperfections,
tax incentives and subsidies in contradiction with the Protocol’s objectives in all sectors responsible for
greenhouse gas emissions; and finally implementation of market tools.
In order to fulfil these commitments, the Kyoto Protocol allows countries to integrate “national actions”
with so-called flexible mechanisms, namely: Emission trading (ET – Art. 17 of the Kyoto Protocol), for
emission reduction units (ERU) trading among Annex I countries. ERUs are part of reduction objectives set
by each country. Thus, a country which easily meets its objective of emission reduction can sell extra ERUs
to another country which cannot fulfil its goal; Clean Development Mechanism (CDM – art 12), based on a
collaboration mechanism which enables Annex I countries (or their enterprises) to promote clean
technology-based projects in developing countries in return for emission credits for the amount of
greenhouse gas emission reduction achieved in those countries compared to the level of gas emissions they
would have had without the implementation of these projects. These credits are referred to as Certifica
Emissions Reductions (CERs) and can be considered when checking obligation fulfilment; Joint
Implementation (JI – art. 6), a mechanism of collaboration between industrialized and transition economy
countries (TECs), to reach their goals in emission reduction. Similar to the Clean Development Mechanism,
it allows the countries involved to get emission credits through investments in clean technologies in other
countries. These credits are referred to as Emissions Reductions Units (ERUs).
Apart from adhering to the Kyoto Protocol once it comes into force, project-based mechanisms are a great
opportunity for enterprises. On the one hand, reductions can be achieved in a more cost-effective manner,
since this kind of activities in developing countries and transition economy countries are generally more
economic than in industrialized countries, such as Italy, which already benefits from high energy efficiency.
On the other hand, they provide enterprises specialized in environmental technologies with great
opportunities for investment in those countries, also thanks to incentives in purchasing reduction credits.
Furthermore, on a national level, activities carried out through flexible mechanisms imply substantial savings
on what it is referred to as the “Kyoto bill”.
In order to entry into force, the Kyoto Protocol needs to be ratified by not less than 55 Parties which
accounted in total for at least 55% of total carbon dioxide 1990 emissions. Until 2003, 123 countries had
ratified it, which accounted for just 44.2% of global emission reduction obligations (EU ratified the treaty on
May 2002; and the same did Japan and Canada). But only on September 30th 2004 Russia ratified the treaty,
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CANBERRA
bringing it into force (Russia is responsible for 17% of global greenhouse gas emissions). However, the USA,
one of the world’s largest emitters is still absent. On March 2001, the President of the United Stated (the
world’s leading producer of greenhouse gases, 36% of the total) announced his decision to reject the Kyoto
Protocol “because it exempts 80 per cent of the world, including major population centres such as China and
India, from compliance, and would result in serious harm to the economy of the United States”. US
rejection, followed by Australia, does not prevent the Protocol from entering into force, for which Russia
ratification was essential, producing on its own 17% of total emissions, although it is relevant from a political
point of view.
Unlike the United States, in Australia (see Sasanelli-Iero article in the Bulletin of the Scientific Community in
Australasia – March 2005) developments in public debate show a possible change in Australia’s position in
the short term. President Bush’s strict position contrasts with the Australia. If on the one hand the US (see
US position on the Tenth Session of the Conference of the Parties in Buenos Aires) relies on spontaneous
actions undertaken by US enterprises and public offices adopting internal policies to meet Kyoto’s
constraints (and in the hope that new technologies will develop without a real contribution to make them
available in the global market), on the other hand, in 2002, the Australian Government imposed domestic
policies aimed at ensuring gas emission curbs by 108% compared to the year 1990 by 2012, as envisaged by
the Kyoto Protocol. John Howard’s Government drew a fine distinction compared to USA on their reasons
of rejection. It reaffirmed that they fully agree with the necessity to regulate greenhouse gas emissions with
international agreements, but at the moment Australia finds it hard to accept some of Kyoto Protocol’s
clauses. In fact, the Australian Government recognises that in the long term Kyoto Protocol effects will not
be sufficient, since, without US and developing countries’ ratification, the restrictions envisaged will lead to a
decrease of just 1% of the global emissions. Furthermore, the Australian Government does not agree with
the targets set up for developing countries (China and India in particular), which are the main polluters. Since
the Protocol regulates gas emissions in the ratifying countries only for the period 2008-2012, leaving doors
open for the future, the Australian Minister for Environment stressed the need for a tougher treaty after
2012. In fact, he claims that by 2100 a 60% reduction could be required.
Despite the disapproval, the US reasserted their support to the UNFCCC and developed their own
“strategy” on climate change coherent with their process of growth (the main points being: avoiding short
term reduction objectives which can curtail economic growth; obliging developing countries to commit to
emission reduction objectives; boosting the development of new technologies). This strategy moves towards
three directions: firstly, on the internal level, it sets up goals for 2012 to improve energy intensity (energy
consumption per GDP unit) and carbon intensity (carbon emissions per GDP unit) in the economic field.
These goals respect the rejection to endorse emission reduction obligations in absolute terms and at the same
time they are compatible with economic growth perspectives. But from an environmental point of view, they
are quite inadequate, so that if the US economy grows as envisaged, US emissions will increase substantially
from now to 2012. Secondly, investments in new technologies R&D programmes, also on a multilateral level,
such as the International Partnership for a Hydrogen Economy, which coordinates the efforts of 14
countries in order to develop this technology, and R&D initiatives, of which Italy is part, in the area of
carbon sequestration techniques (for carbon dioxide sequestration released during combustion processes and
then placed underground, such as exhausted gas deposit, thus avoiding its spread in the air). Finally, the
launch of international cooperation programmes to supply modern and more efficient energy technologies in
developing countries according to flexible mechanism schemes.
The US position is not only based on economic reasons, but also on scientific arguments. They even
questioned the validity of the arguments and estimates presented by the International Panel on Climate
Change (IPCC, the international body composed of eminent technicians and scientists studying climate
change phenomenon. IPCC reports are the scientific basis for international negotiations). For these reason,
the US started up a ten-year study on climate change, in order to find out whether greenhouse gases and
other pollutants produced by human activities are responsible for global warming.
This “obstinate” position against the Kyoto Protocol is mitigated by internal measures adopted by some
Federal States far more consistent with the Protocol. Numerous States approved regulations on emission
reduction objectives (such as New Jersey), vehicle emission limits (particularly in California) and power
station emission limits (for example in Oregon). An important signal was sent by the private sector with the
creation of the Chicago Climate Exchange, an open market for emission trading (for the period 2003-06)
involving many important power stations (which represent 20% of the whole installed capacity) in order to
curb emissions by 4% (this open market too reminds of one of the policies in the Kyoto Protocol on flexible
mechanisms). Even the enterprises operating in high energy intensity sectors which applied a strong pressure
on any kind of limit over the last ten years understood that restriction obligations (as the cluster of actions
for greenhouse gas emissions is referred to) are very likely to come into force in future. Furthermore, a
proposal for a system of emissions trading on a federal level was recently presented to the Congress. In
occasion of a conference on climate change held in Berlin, David King, British Government’s Chief
Scientific Adviser, affirmed that the UK will try to convince the US Government to ratify the Kyoto
Protocol, in the light of the decision taken by Russia, which should make the US reflect.
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After US rejection, the European Union and Japanese support to make the Kyoto Protocol globally effective
showed their relevance. Japanese Government and its people’s awareness towards environmental
degradation problems is not new. Japanese companies have already taken many actions in view of both
converting to a new line of production and investing large amounts of money in research on alternative
technologies, not least solar and hydrogen energy. But Japan went as far as to adopt a “collective awareness”
policy on risks and problems linked with an unhealthy environment and to what seems to be intended to be
a reminder of the importance of an healthy environment in what could be defined as a “living monument”,
the Asagawa river, which after a 10-year reclamation has lost its “status” as one of the world’s most polluted
rivers, becoming one of the world’s less polluted.
It is therefore fundamental that every country commits to a healthy environment, because the problem, as
well as the implications of an improper utilization of natural resources and “uncontrolled pollution”, are
global. The first step which needs to be taken is raising society’s awareness, followed by large investments in
conversion processes to safeguard “our common heritage”, so that “future generations” can benefit from a
healthy environment. No longer economic laws but rather law’s precepts should be the guide to make this
happen.
Danilo Angelini
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Reti di sensori per il monitoraggio ambientale per applicazioni marine
Francesco Grimaccia
Recenti sviluppi nell’ambito della tecnologia delle reti wireless e moderni progressi nelle tecnologie di
fabbricazione che hanno spinto negli ultimi anni verso una miniaturizzazione dei componenti elettronici
sempre più elevata, rendono oggi realistico pensare ad un monitoraggio ambientale che sfrutti dispositivi
microelettronici avanzati completamente autonomi e senza fili. Queste capacità offerte dalle moderne
tecnologie risultano di particolare interesse soprattutto per quelle attività di ricerca e per quelle applicazioni
indirizzate al monitoraggio di parametri ambientali, dove il fattore di intrusività del sistema e dei dispositivi
utilizzati rappresenta senza dubbio uno dei principali punti di criticità. In questo contesto la caratteristica
wireless degli elementi sensoriali si presenta quindi come uno strumento ideale per ridurre il grado di
intrusività del sistema utilizzato per il progetto di monitoraggio e rappresenta un elemento di fondamentale
importanza per una corretta valutazione dell’iniziativa.
Nel contesto del monitoraggio ambientale, per quanto concerne nello specifico applicazioni in acqua, un
settore di ricerca fortemente all’avanguardia è rappresentato dall’applicazione di questi sistemi avanzati
all’ambiente marino ed in particolar modo al monitoraggio dei coralli. La Grande Barriera Corallina, che si
estende lungo l'intera costa del Queensland per più di 2000 km, è la più grande delle barriere coralline
tropicali, ed è considerata ormai Patrimonio dell’umanità sotto tutela dell’Unesco. Questa splendida risorsa
naturale rappresenta uno fra gli ecosistemi più ricchi di specie e più antichi della terra: come noto alcuni tipi
di corallo impiegano addirittura centinaia di anni prima di svilupparsi e trasformarsi in vaste colonie di
animali nei fondali dell'oceano. L’immenso valore naturale, economico e sociale della Barriera, insieme ad
una peculiare vastità che caratterizza un sistema di queste dimensioni, pone diverse sfide a cui le moderne
tecnologie raggiunte, sia in ambito sensoristico che della comunicazione, insieme ad una continua ricerca in
settori trasversali della scienza, possono oggi dare una risposta concreta.
Qualora i sensori divengano decisamente più economici, una grande quantità di questi dispositivi (chiamati
smart devices) può essere velocemente dispiegata su vaste aree. Il termine smart può essere interpretato con
duplice significato a seconda che ci si riferisca al singolo dispositivo o a tutta la rete responsabile del
monitoraggio. Un sensore è intelligente quando è in grado di raccogliere in maniera indipendente la misura di
parametri ambientali d’interesse e contemporaneamente condividere l’informazione ottenuta, comunicando
con i suoi vicini e avviando così un processo di elaborazione dell’informazione di livello più complesso
all’interno di macro-aree; mentre un sistema di monitoraggio può essere definito intelligente più in senso lato
quando è capace di riconoscere eventuali errori nella rete, e autonomamente isolare quei nodi della rete ormai
persi, auto-riconfigurandosi e non pregiudicando così il corretto funzionamento dell’intero sistema.
Le forti limitazioni di risorse che riguardano una rete di sensori wireless, specialmente in termini di consumi
energetici, richiedono una strategia integrata e collaborativa fra i differenti livelli di comunicazione all’interno
della rete stessa. Un approccio centralizzato tradizionale prevede un flusso di scambio informativo che parte
da ciascun sensore e arriva direttamente ad un’unica stazione base dove tutti i dati vengono poi raccolti e
processati per estrarne i contenuti d’interesse. Questa soluzione può funzionare bene quando il numero di
sensori coinvolti è relativamente piccolo e quando il contenuto informativo da trasferire non sia troppo
grande. Laddove però l’area che si intende monitorare sia particolarmente vasta, e il numero di sensori
impiegati possa raggiungere addirittura l’ordine dei milioni, un approccio centralizzato non risulta più
appropriato quanto invece può esserlo un approccio di tipo distribuito. Cambiamenti radicali nello sviluppo
di questo tipo di reti avanzate richiede necessariamente lo sviluppo di nuove strategie per la gestione dei
processi informativi e per la scelta della collocazione più appropriata dei livelli di complessità computazionale
da distribuire nei diversi livelli della rete stessa.
Il lavoro del gruppo di ricerca del Politecnico di Milano (Proff. Zich e Gandelli) si sta svolgendo
primariamente nell’ambito della gestione delle reti di controllo ambientale per applicazioni marine in
collaborazione con il Centre for Marine Studies della University of Queensland, Brisbane, Australia.
L’obbiettivo principale della cooperazione in questa fase è rappresentato dalla possibilità di integrare
specifiche conoscenze tecniche (hardware e software) con la comprensione dei parametri ambientali
appartenenti al campo della biologia marina.
La Barriera Corallina si presenta quindi come case study ideale per lo studio del progetto di una grande rete
di monitoraggio e diviene naturalmente un elemento qualificante per tutto il percorso della ricerca. Qui sarà
possibile studiare direttamente sul campo il funzionamento di una rete per il monitoraggio di un ambiente
marino analizzando lo stato dell’arte del sistema (che attualmente utilizza tecniche di monitoraggio
tradizionali), e studiando la fattibilità di sostituire l’attuale struttura con una rete sensoriale più avanzata che
utilizzi una tecnologia wireless e che possa coprire una più vasta area.
Nella gestione della rete, come accennato precedentemente, è di interesse primario il problema di
ottimizzazione degli scambi informativi, nonché l’analisi delle possibili configurazioni topologiche sensoriali
e tutti gli aspetti relativi alla delocalizzazione dell’elaborazione dei dati a partire dal sensore stesso. A questo
proposito è stato affinato e messo a punto dal gruppo milanese un innovativo strumento di analisi per la
risoluzione di problemi di ottimizzazione; questo metodo, sul modello di algoritmi evoluzionistici, presenta
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CANBERRA
come maggior punto di forza un’elevata flessibilità d’impiego, e può risultare particolarmente utile nella parte
di ottimizzazione di scambio informativo nella rete.
Anche gli aspetti topologici rivestono particolare importanza per poter garantire un’elaborazione efficace dei
segnali nei diversi livelli della rete, e sottovalutare questo aspetto può pregiudicare sensibilmente la validità
dei risultati ottenuti; a questo riguardo lo studio si sta orientando soprattutto verso l’analisi di sistemi “cluster
based”. Una capacità autonoma di pre-elaborazione dei dati sensoriali costituisce infatti un requisito basilare
per la realizzazione di strutture di rilievo ad alto livello. Inoltre l’aspetto di connettività globale del sistema
include necessariamente un’analisi dell’applicabilità e delle prospettive di sviluppo della metodologia wireless
per la gestione di strutture distribuite ad accesso sia sincrono che asincrono.
Infine occorre sottolineare come sia particolarmente critico anche l’aspetto più prettamente manageriale della
rete, in quanto lo studio di questi sistemi impone necessariamente di sviluppare capacità di coordinamento
fra diversi attori all’interno di una struttura di sviluppo complessa. Un progetto di tale complessità infatti
prevede la partecipazione di agenzie governative sia federali che statali, organizzazioni internazionali,
istituzioni non governative, enti locali, università, industrie, soggetti privati e numerosi stake-holder, con
l’evidente necessità di un coordinamento costante che riesca a far fruttare al meglio le risorse a disposizione.
In stretta collaborazione con il gruppo di ricerca del prof. Johnstone della UQ si sono individuati i principali
parametri necessari ad un corretto monitoraggio ambientale e che possano poi rappresentare uno strumento
utile e completo per azioni decisionali da parte di enti od istituzioni governanti. A questo proposito è
risultato indispensabile iniziare un’approfondita opera di valutazione del contesto ambientale nel quale si
inserisce il progetto e dell’impatto ambientale che l’installazione di questo sistema di monitoraggio può
determinare nell'area di studio. In particolare, in accordo con le linee guida tracciate dalla GBRMPA (Great
Barrier Reef Marine Park Authority), sono state individuate come possibili aree di applicazione della futura
rete di monitoraggio quattro tematiche di basilare importanza, Water Quality & Coastal Development,
Tourism and Recreation, Fisheries Monitoring e Conservation of Biodiversity & World Heritage.
Scopo ultimo del progetto è la realizzazione di un sistema di monitoraggio integrato della Barriera: esso
permetterebbe di acquisire i dati dai sensori della rete, elaborarli e trasformarli in tempo reale, con
l'applicazione di modelli numerici e con la possibilità di realizzare vere e proprie mappe che descrivano la
qualità ambientale dell’area in oggetto di studio sotto molteplici aspetti. Dai diversi incontri tenuti in questi
anni con personalità appartenenti sia al mondo accademico che istituzionale, e già da tempo attive su temi
strettamente attinenti e correlati all’ambiente, è risultato come indispensabile partire da un progetto pilota su
scala ridotta, che possa mettere in luce tutti i principali fattori di criticità dell’iniziativa, con lo scopo finale di
dimostrare l’effettiva fattibilità di un più grande progetto futuro di monitoraggio su larga scala: esso potrà
cambiare in maniera radicale il nostro modo di studiare l’ambiente che ci circonda, aprendo la strada ad un
infinità di altre possibili applicazioni future.
Ing. Francesco Grimaccia, Ph.D.Student
POLITECNICO DI MILANO
Dipartimento di Elettrotecnica
P.zza Leonardo da Vinci, 32
20133 Milano - Italy
Phone +39.02.2399.6705
Mobile +39.393.9927470
Fax+39.02.2399.6720
e-mail: [email protected]
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CANBERRA
Networks of sensors for environmental monitoring applied to marine studies
Francesco Grimaccia
Thanks to recent developments in wireless technology and advances in manufacturing technology which
pushed forward to a greater miniaturization of electronic components in recent years, it is now realistic to
think of using advanced microelectronic devices, autonomous and wireless, in the environmental monitoring
field. This application is of particular interest especially for those research activities and monitoring activities
of environmental parameters for which interferences with the system and the devices used is one of the most
critical elements. In this context, wireless sensorial elements are an ideal instrument in reducing interferences
with the system used in the monitoring project and are of fundamental importance for an accurate evaluation
of the initiative.
As far as specific applications in water are concerned, still in the framework of environmental monitoring,
the application of these advanced systems to marine environments and reef monitoring is one of the most
innovative fields of research. The Great Barrier Reef, stretching for more than 2000 km along the entire
Queensland coast, is the biggest tropical barrier reef and was declared world heritage site by UNESCO This
amazing natural resource is one of the richest and oldest ecosystems on the planet. Some types of reef take
thousands of years to develop and transform into large colonies of animals in the ocean beds. The huge
natural, economic and social value of the Great Barrier Reef, together with its broad spectrum, present
challenges to which modern technologies, both in sensory and communication sectors, and continuous
research in transversal sectors of science, can give a concrete answer.
When sensors become substantially cheaper, a great quantity of these devices, called “smart devices” can be
spread in wide areas. The term smart holds two meanings, depending on whether it refers to the single
device or to the whole monitoring network. A sensor is smart when it can independently collect the measure
of environmental parameters and at the same time share it, communicating with other devices and in this
way start more complex information processing within macro-areas. A monitoring system is smart, broadly
speaking, when it can detect errors and defects in the network, and autonomously isolate the nodes lost,
auto-reconfigurating the system without compromising its correct functioning.
An integrated and cooperative strategy between the different levels of communication of the network is
required to reduce resource consumption, in particular energy consumption. A traditional centralised
approach envisages an information exchange flux which, from each sensor, reaches a sole base station where
all data are collected and processed to obtain the required information. This solution works well when the
number of sensors involved is relatively low and the information to be transferred is not too heavy. When
the area to be monitored is particularly wide, and millions of sensors are involved, a centralised approach is
no longer suitable, unlike a distributive approach. Dramatic changes in the development of these kind of
networks imply the development of new strategies for information process management and for choosing
the most appropriate location for computational complexity levels to be distributed in the different levels of
the same area.
The research group guided by Prof. Zich and Prof. Gandelli (Politecnico of Milan) deals with environmental
control network management for marine applications in collaboration with the Centre for Marine Studies of
the University of Queensland, Brisbane, Australia. The main goal of cooperation in this phase is integrating
specific technical knowledge (hardware and software) with the understanding of environmental parameters
from the marine biology field.
The Great Barrier Reef acts as an ideal case study to analyse a project of a great monitoring network and also
becomes a qualifying element for the whole study. It will then be possible to directly study the functioning of
a monitoring network for a marine area, analysing the status of the system (which currently employs
traditional monitoring techniques) as well as the feasibility of replacing the present structure with a more
advanced sensorial network which uses wireless technology and can cover a broader area.
As for network management, as affirmed before, the problem of information exchange optimization is a
question of primary importance, as well as the analysis of possible topological sensorial configurations and all
aspects related to delocalization of data processing from the same sensor. The group from Politecnico of
Milan has developed an innovative instrument of analysis to solve optimization problems. The strength of
this method, based on evolutionistic algorithms, is its high flexibility. Hence it can be useful especially for the
exchange information network optimization.
Topological aspects are of great significance in order to guarantee an efficient signal processing in the
different levels of the network. Underestimating this aspect can strongly compromise the soundness of the
results obtained. For this reason the study focuses mainly on the analysis of cluster based systems. An
autonomous capability of pre-processing sensorial data is a pre-requisite for the construction of high level
detection structures. Furthermore, the global connectivity of the system includes the analysis of applicability
and perspectives of development of wireless methods for the management of distributed structures with
both synchronous and non-synchronous access.
The importance of the management aspect of the network needs be outlined too, since the study of these
systems entails the development of coordination skills between different actors within a complex
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development structure. The participation of governmental agencies, both federal and state agencies,
international organizations, NGOs, local institutions, universities, companies, private individuals and stakeholders, continuously coordinated for a full exploitation of the available resources, is needed for such a
complex project.
The main parameters needed for accurate environmental monitoring have been identified by the research
group in collaboration with Prof. Johnstone (University of Queensland). These parameters are a useful and
thorough instrument for decision-making actions by ruling institutions and authorities. For this purpose, a
deep evaluation study on the environmental context on which the project is focussed as well as on the
environmental impact that the facility could cause was started. In particular, in harmony with the main guide
lines established by the GBRMPA (Great Barrier Reed Marine Park Authority) four major topic areas have
been identified as possible areas of application for future monitoring networks: Water and Quality Coastal
Development, Tourism and Recreation, Fisheries Monitoring and Conservation of Biodiversity & World
Heritage.
The ultimate goal of the project is to create an integrated monitoring system of the Barrier. This system
would allow data collection from the network’s sensors, their real-time processing and transformation, the
application of numerical models and possibly the development of maps which describe the environmental
quality of the area subject of the study from different points of view. Meetings held over the past years with
eminent experts from the academic and institutional world working actively on issues closely related with
environment showed the necessity to start from a pilot project/scheme/study on small scale which can
highlight the critical factors of the initiative, aimed at proving the real feasibility of a broader future
monitoring project on large scale. This could radically change the way we study the environment surrounding
us, paving the way for an endless number of other possible future applications.
Francesco Grimaccia, Ph.D.Student
POLITECNICO DI MILANO
Dipartimento di Elettrotecnica
P.zza Leonardo da Vinci, 32
20133 Milano - Italy
Phone +39.02.2399.6705
Mobile +39.393.9927470
Fax+39.02.2399.6720
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CANBERRA
Una finestra sulla Commissione Europea
A cura di Lynne Hunter
Galileo – un luogo e un tempo per il futuro
Il mondo, così come non può vivere senza energia, non può vivere senza le conoscenze legate alla
navigazione, alla localizzazione e la misura del tempo. Il sole, la luna e le stelle ci sono, ma non possono dirci
molto di più. Per conoscere meglio la loro posizione è necessario trovare il modo per misurare la longitudine,
compito lungi dall’essere di semplice risoluzione. Nel 1707 il governo inglese stabilì di assegnare un premio
pari addirittura £ 20.000 a chi fosse riuscito a risolvere la questione della longitudine. Il vincitore riusci’a
calcolare la longitudine con un margine di errore non superiore al mezzo grado durante un viaggio
dall’Inghilterra alle Indie Occidentali, con una precisione di circa 50 Km. 300 anni più tardi, il sistema Galileo
sarà in grado di calcolare la misura con scarto di 20-30 cm.
La tecnologia
La navigazione radio satellitare funziona attraverso l’emissione di segnali inviati da satelliti in grado di
calcolare il tempo con estrema precisione.
Il sistema Galileo si basa su una costellazione di 30 satelliti posizionati su tre piani nell’orbita terrestre media
(MEO). In ciascun piano, si trova un satellite di riserva che potrà essere spostato nella posizione di eventuali
satelliti guasti.
Il principio operativo è semplice: ogni satellite nella costellazione è dotato di un orologio atomico in grado di
misurare il tempo con elevata precisione. I satelliti emettono segnali personalizzati indicando il tempo esatto
in cui il segnale viene emesso. Il ricevitore a terra, montato per esempio in un telefono cellulare, possiede in
memoria i dettagli precisi delle orbite di tutti i satelliti della costellazione. Leggendo il segnale in entrata può
quindi riconoscere il satellite in questione, stabilire il tempo impiegato dal segnale per raggiungere il ricevuto
e calcolare la distanza dal satellite. Una volta che il ricevitore a terra avrà ricevuto il segnale da almeno
quattro satelliti contemporaneamente, sarà in grado di calcolarne l’esatta posizione.
Le motivazioni
Attualmente esistono nel mondo due reti satellitari di radionavigazione, una americana (GPS) e una russa
(GLONASS). Entrambe furono progettate per fini militari. La Commissione Europea e l’Agenzia Spaziale
Europea hanno invece progettato il sistema GALILEO per applicazioni “civili”, dotandolo comunque di
tutte le necessarie misure protettive di sicurezza. Galileo sfrutta la stessa tecnologia della rete GPS, ma offrirà
una precisione superiore grazie alla struttura della costellazione dei satelliti, alle stazioni di controllo al suolo e
ai sistemi di gestione pianificati. Questo sistema è inoltre più affidabile in quanto utilizza un “messaggio
d’integrità” che informa immediatamente l’utente su possibili errori. In più, a differenza della rete GPS, sarà
possibile ricevere i segnali inviati da GALILEO in città e regioni situate a latitudini estreme.
E’ comunque importante sottolineare che Galileo sarà complementare al GPS, in quanto utilizzando
entrambe le infrastrutture in maniera coordinata sarà possibile ottenere risultati vantaggiosi in termini di
precisione e di sicurezza, nel caso uno dei sue sistemi fosse momentaneamente non disponibile. Infatti,
usando lo stesso ricevitore gli utenti potranno ricevere segnali da entrambe le reti.
La Commissione Europea e l’Agenzia Spaziale Europea attribuiscono grande importanza alla
complementarietà e all’interoperabilità tra le reti Galileo e GPS al fine di garantire servizi migliori e più sicuri
agli utenti di tutto il mondo.
I vantaggi
E’ difficile immaginare un settore in cui la navigazione globale non venga utilizzata. Galileo perciò
permetterà a chiunque in qualsiasi parte del mondo di avere accesso a servizi satellitari affidabili. Dai piloti
d’aereo agli autostoppisti, dalla vaste miniere a cielo aperto dell’Australia ai parchi naturali dell’Africa,
chiunque potrà sfruttare i vantaggi che ne deriveranno. Per il 2020, il mercato mondiale per GNSS è stato
stimato per un valore di 400 miliardi di euro e conterà 2,5 miliardi di utenti, e si prevede che entro il 2025, il
98% dei ricevitori saranno montati su telefoni cellulari e autovetture. Le applicazione GNSS possono essere
impiegate anche in situazioni legate alla sicurezza come immigrazione illegale, servizi di emergenza,
protezione civile. Anche l’industria edile, l’agricoltura e l’industria della pesca ne stanno facendo ampio uso,
portando a sostanziali risparmi nell’uso di materie prime, sicurezza delle operazioni, spargimento di
fertilizzanti e sistemi di monitoraggio con navi.
In Australia…
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Attualmente, il governo australiano e la Commissione Europea stanno cercando nuove forme di
collaborazione più strette nell’avventura Galileo, che potrebbero tradursi in maggiori opportunità per
imprese e ricercatori australiani. Questo paese rappresenta un grande bacino di utenza per la tecnologia
GNSS sia nelle aree urbane che in quelle rurali. L’agricoltura e l’industria mineraria sono i pilastri
dell’Australia rurale e le applicazioni GNSS ne hanno favorito la crescita e l’efficienza. L’Australia ha
realizzato applicazione GNSS altamente innovative e conta su imprese specializzate nella progettazione,
produzione e marketing di prodotti GNSS sia per il mercato nazionale che estero. Molte imprese
internazionali hanno iniziato a riconoscere le competenze del paese in questo settore e hanno aperto propri
uffici in Queensland.
Al momento…
Il programma GALILEO è suddiviso in tre fasi: definizione del sistema, sviluppo del sistema e attività
commerciali. Al momento ci troviamo alla fine della seconda fase. La terza consisterà nel posizionare
gradualmente tutti i satelliti operativi in orbita a partire dal 2006 ed nell’assicurare il completo dislocamento
delle infrastrutture sul suolo così da poter garantire un servizio operativo già a partire dal 2008.
Lynne Hunter
Adviser,
Delegation of the European Commission to Australia and New Zealand,
18 Arkana Street, Yarralumla ACT 2600
Testo originale in inglese
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CANBERRA
A window on the European Commission
Lynne Hunter
Galileo - a time and place for the future
Just as the world cannot operate without energy, neither can it operate without navigation, positioning and
timing. The sun, moon and stars are all very well but they can only tell us so much. For more accurate
positioning it is necessary to work out how to measure longitude and this proved to be far from easy! So
great were the difficulties that in 1707 the British government offered a cash prize of £20,000 to anyone
who could solve the longitude problem. To claim the prize, the winner had to find longitude within half a
degree on a journey from England to the West Indies, an accuracy of about thirty miles (50 km). Fast
forward 300 years. Galileo will be able to provide pinpoint accuracy of between 20-30 centimetres.
The Technology
Satellite radio navigation is based on the emission of signals from satellites indicating the time extremely
precisely.
Galileo is based on a constellation of 30 satellites distributed over three planes in Medium Earth Orbit
(MEO). Within each plane, one satellite is an active spare, able to be moved to any of the other satellite
positions within its plane to replace any failed satellite.
The operating principle is simple: the satellites in the constellation are fitted with an atomic clock measuring
time very accurately. The satellites emit personalised signals indicating the precise time the signal leaves the
satellite. The ground receiver, incorporated for example into a mobile phone, has in its memory the precise
details of the orbits of all the satellites in the constellation. By reading the incoming signal, it can thus
recognise the particular satellite, determine the time taken by the signal to arrive and calculate the distance
from the satellite. Once the ground receiver receives the signals from at least four satellites simultaneously, it
can calculate the exact position
The Rationale
There are currently two radionavigation satellite networks in the world, one American (GPS and one
Russian, (GLONASS). Both were designed as military systems. The European Commission and the
European Space Agency designed GALILEO as a non-military application, while nonetheless incorporating
all the necessary protective security features. It is based on the same technology as GPS and provides a
possibly higher degree of precision, thanks to the structure of the constellation of satellites and the groundbased control and management systems planned. GALILEO is more reliable as it includes a signal
"integrity message" informing the user immediately of any errors. In addition, unlike GPS, it will be possible
to receive GALILEO in towns and in regions located in extreme latitudes.
However it is important to note that Galileo complements GPS since using both infrastructures in a
coordinated fashion offers real advantages in terms of precision and in terms of security, should one of the
two systems become unavailable. Users will be able to use the same receiver to receive both GPS and Galileo
signals.
The European Commission and the European Space Agency attach great importance to the complementary
and interoperable relationship between Galileo and GPS in order to provide improved and safer services to
the users world-wide.
The Benefits
It is hard to imagine a sector where global navigation is not used and Galileo will mean that everyone
everywhere will be able to access satellite positioning services with guaranteed reliability. From airline pilots
to hitchhikers, from the vast open cut mines of Australia to the wildlife parks of Africa, everyone will
benefit. By 2020, the world wide market for GNSS will be worth over EUR400bn with over 2.5bn users. By
2025 98% of receivers will be in mobile phones and road vehicles. GNSS applications are also used in
security situations such as illegal immigration, emergency services, civil protection. The construction
industry, agriculture and fisheries are also big users resulting in substantial savings in the use of raw
materials, safety of operations, fertilizer spreading and vessel monitoring systems.
And for Australia….
Currently the Australian Government and the European Commission are looking at ways of cooperating
more closely in the Galileo adventure. Closer collaboration will mean greater opportunities for Australian
businesses and researchers. Australia is a big user of GNSS technology both in an urban and a rural setting.
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CANBERRA
Agriculture and mining are the backbone of rural Australia and GNSS applications have supported the
growth and efficiency of both industries. Australia has produced some highly innovative GNSS applications
and there are now many Australian companies specialising in the design, manufacture and marketing of
GNSS products both within Australia and overseas. Many international companies are beginning to
recognise Australia’s skill in this field and have established offices in Queensland.
Where are we now…
The GALILEO programme comprises three phases – Definition of the System, development of the system
and deployment and commercial operation. We are currently coming to the end of the 2nd phase . The third
phase, will consist in gradually putting all the operational satellites into orbit from 2006 and in ensuring the
full deployment of the ground infrastructure so as to be able to offer an operational service from 2008
onwards.
Lynne Hunter
Adviser,
Delegation of the European Commission to Australia and New Zealand,
18 Arkana Street, Yarralumla ACT 2600
Original manuscript in English
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CANBERRA
Una finestra sul Pacifico
A cura di Luigi Tomba
Italia-Australia e la passione per il calcio dei Cinesi
Nel 2002 i Campionati del mondo di calcio approdarono per la prima volta in Asia. Corea e Giappone si
divisero l’onere organizzativo, anche se gli onori andarono molto piu’ alla Corea, che, allora allenata da Guus
Hiddink, inflisse all’Italia e alla Spagna sconfitte che ancora scottano. Ma quell’edizione dei mondiali fu anche
la prima alla quale si qualifico’ la Repubblica Popolare Cinese. Un evento storico salutato in Cina da un
entusiasmo comparabile almeno a quello della partecipazione australiana a questa edizione dei mondiali.
Anche la Cina gioco’ con il Brasile, ma non segno’ nessun goal, con disappunto di tutta la nazione.
Il calcio in quel paese non e’ preso sotto gamba. Storicamente, sostiene la Federazione Cinese, la piu’ antica
menzione dello zu qiu (calcio) nel paese risale ad oltre 3000 anni fa. Solo dal 1980 la Cina e’ tornata a far
parte della FIFA dopo l’isolamento dell’epoca Maoista e da allora la crescita dello sport e’ stata fenomenale
con milioni di praticanti, 4 serie nazionali e regionali ed oltre 50 giocatori stranieri.
C’e’ una Juventus locale (il Dalian), e soprattutto ci sono, in TV, i campionati di calcio dei paesi ricchi (la
premier league britannica il sabato sera, la Bundesliga, la Liga spagnola e - tra le piu’ seguite - la Serie A
italiana,in diretta la domenica sera).
E il calcio e’ la passione piu’ recondita e frustrante dei cinesi. Molti lo giocano, molti di piu’ lo guardano,
molti ne discutono, ne scrivono su blog e giornali, spesso criticando il livello del calcio cinese, inadeguato allo
status del paese di nuova potenza economica mondiale.
Per me che viaggio spesso tra Australia e Cina da alcuni anni, le conversazioni con i tassisti pechinesi stanno
diventando un po’ imbarazzanti. Quando rivelo la mia identita’ Italiana, mi trovo spesso a dover discutere di
calciatori che certo non giocavano “ai miei tempi”. Negli anni Ottanta potevo ancora dire che Paolo Rossi (o
Pao luo Luo xi come la trascrizione ufficiale lo ricorda ancora) aveva militato nella mia squadra del cuore (il
Vicenza). Oggi snocciolare le formazioni della Roma o del Milan e’ un gioco da ragazzi per i miei
interlocutori, un rebus per me.
E’ per questo che non mi sono sorpreso quando, in occasione del contestato rigore contro l’Australia ai
recenti mondiali, il telecronista cinese ha dato in escandescenza con un imbarazzante sproloquio contro i
nostri avversari sconfitti immeritatamente. “Rigore, rigore, rigore!!! Lunga vita all’Italia! Australia a casa!” ha
gridato Huang Jiangxiang ripetutamente. La sua telecronaca, ripresa e amplificata impietosamente dai blog di
mezzo mondo, ha rischiato di creare un incidente diplomatico tra Cina e Australia, rapidamente sedato con il
licenziamento in previsione dell’imminente visita di Jon Howard e dalla prospettiva di ricchi contratti su gas e
uranio tra i due paesi. La passione per il calcio del bel paese e’ costata a Huang la sua carriera da
commentatore costruita pazientemente con anni di moviole e commenti tecnici in prime-time TV.
Ma il calcio ed ogni altro sport popolare sono per la Cina anche strumenti del nazionalismo e della
parttecipazione del paese alla costruzione di una modernita’ globale. Una ricerca ha mostrato che e’ David
Beckham il volto straniero piu’ noto in Cina, mentre star cinesi internazionali come Yao Ming (il giocatore di
Basket che gioca nell’NBA americana) diventano spesso testimonial del nuovo corso Cinese e della sua voglia
di uscire dal guscio dei paesi in perenne via di sviluppo. Le Olimpiadi del 2008, che Pechino ospitera’,
vedranno la produzione di altre, nuove stelle dei palloni e degli stadi, ma cnhe di grandi opere infrastrutturali,
di grandi e moderne arene sportive che produrranno un volto nuovo della capitale cinese radicalmente
diverso da quella presentato dalla piu’ recente classifica delle citta’ piu’ inquinate del mondo (7 delle prime 10
sono in Cina).
Ma la grande macchina dello sport globale ha anche altri, piu’ concreti e contraddittori legami con questo
paese. I mondiali e le olimpiadi sono vestiti e calzati da qui, dalle fabbriche del sud della Cina dove i grandi
marchi internazionali producono a prezzi sufficientemente bassi da poter garantire a tutti i joggers dei paesi
ricchi un paio di scarpe di cuoio, a volte due. Per molti dei lavoratori nel Delta del fiume delle perle le scarpe
che producono sono fuori portata, ma i sogni del calcio mondiale rimangono intatti in TV.
Dr Luigi Tomba
Australian National University
Research School of Pacific and Asian Studies
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CANBERRA
A window on the Pacific
Luigi Tomba
Italy VS Australia and the Chinese passion for soccer
In 2002 the Football World Cup landed, for the first time in history, in Asia. South Korea and Japan shared
the organizational burden, although gains were eventually higher for Korea which, then trained by Guus
Hiddink, defeated Italy and Spain, a wound still open in the heart of European fans. That was also the World
Cup which saw for the first time the qualification of the Chinese People’s Republic, an historical event hailed
in China with enthusiasm comparable to the participation of Australia in this World Cup. China too played
with Brazil, but to the disappointment of the Nation and its leaders it did not score any goals.
Football in China is taken seriously. According to the Chinese Federation, references to zu qiu (football)
dates back more than 3000 years. It was only in 1980 that China was re-admitted to FIFA, after the
international isolation of the Maoist period, and since then sport has grown dramatically attracting millions
of youngsters, 4 national and regional leagues and more than 50 foreign players.
There is a local Juventus (Dalian), and the matches of the football leagues in Europe (the British Premier
League on Saturday night, the Bundesliga, the Spanish Liga, and amongst the most popular, the Italian Serie
A live on Sunday night) are broadcasted on TV.
Soccer is the most hidden and frustrating of Chinese passions. Many people play it, many more watch it, talk
about it, write about it on blogs and newspapers, often criticising the level of the Chinese football as
inappropriate for the country’s new status as world economic power.
I have been travelling a lot between Australia and China and I find conversation with taxi drivers from
Beijing more and more embarrassing. When I reveal my Italian identity, I often find myself talking about
football players who did not play “back in my time”. In the 1980’s I could still say that Paolo Rossi (or Pao
luo Luo xi, as the official transcription still remembers him) played in my home football team (Vicenza).
Now, reeling off the list of players who play with Roma or A.C. Milan is an easy task for my interlocutors, a
rebus for me.
This is why I was not surprised when, in occasion of the disputed penalty against Australia during this World
Cup, the Chinese TV commentator flied into a fury against our rivals undeservedly defeated. “Penalty,
penalty, penalty!!! Long live Italy!!! Go home Australia!”, shouted Huang Jiangxiang again and again. His
television report, recorded and mercilessly spread through blogs, risked causing diplomatic friction between
China and Australia, soon soothed by the oncoming visit of John Howard and the prospect of profitable gas
and uranium deals between the two countries. The passion for Italian football cost him his carrier as a TV
commentator, built upon years of slow-motion replays and technical comments on prime-time TV.
But football and other popular sports are also tools for China’s nationalism and its participation in the
construction of global modernity.
A survey showed that David Beckham is the best recognised foreign face in China, whilst Chinese
international stars such as Yao Ming (a basketball player who plays in the American NBA) often become
testimonials of a new Chinese era and of its aspiration to remove the everlasting label of “developing”
country. The 2008 Olympic Games, to be held in Beijing, will witness the birth of new football stars as well
as new great infrastructures, modern sport facilities which will give a new face to the Chinese capital,
radically different from the one presented by the latest ranking of the most polluted cities in the world (7 of
the first 10 are in China).
But the great world-wide sports machine has also established other more concrete and contradictory links
with this country. The World Cup players and the Olympians wear clothes and shoes made in the factories
located in the south of China where important international brands manufacture their products at prices low
enough to guarantee all joggers from the richest countries a pair of leather shoes, or maybe two. For many
workers in the Pearl River Delta, these shoes are out of reach. Their contribution to world football remains
visible only on TV.
Dr Luigi Tomba
Australian National University
Research School of Pacific and Asian Studies
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CANBERRA
ARIA
Associations for Research between Italy and Australasia
The Associations ARIA are non-profit Association aiming to:
− encourage and promote research,
− encourage, promote, facilitate and manage cooperative research in science, technology and social
science between Australasia, in particular Universities and Research Centres, and Italy,
− facilitate the exchange of ideas, information, know-how and researchers.
The Associations have their origin in the activities promoted by the Scientific Attache' of the Embassy of
Italy in Canberra and was set up by groups of researchers and scientists of Italian origin living and working in
the Australian Institutions.
ARIA are a point of contact for establishing scientific cooperation between Australia and Italy as well as a
forum for the exchange of information. They offer a much more effective means of collaboration which
represents the needs of both the Italian and Australian governments.
The members of all ARIAs are connected through e-groups.
More details available on the website:
http://www.scientific.ambitalia.org.au/aria/arias.htm
ARIA-Canberra - Contact points
Economics, Commerce and Political Science
Dr Massimiliano Tani, ADFA, email: [email protected]
Prof Franco Papandrea, University of Canberra, email: [email protected]
Physical and Mathematical Sciences
Dr Tomaso Aste, ANU, email: [email protected]
Dr Lilia Ferrario, ANU, email: [email protected]
Environmental Sciences
Dr Vittorio Brando, CSIRO, email: [email protected]
Earth Sciences
Dr Daniela Rubatto, ANU, email: [email protected]
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CANBERRA
ARIA-NSW – Contact Points
Health (telecare) and ICT
Prof. Branko Celler, NSW University, email: [email protected]
Arts, Society, Culture and Performance,
A/Prof. Tim Fitzpatrick, University of Sydney, email: [email protected]
Environmental (Nuclear Waste Disposal)
Mr. Michael LaRobina, ANSTO, email: [email protected]
Environmental (Ocean and coastal sediment)
Dr. Xia Wang, ADFA, email: [email protected]
Molecular Biology and Genomics
A/Prof. R. Cavicchioli, UNSW, email: [email protected]
Biotechnology
Prof. Bruce Milthorpe, UNSW, email: [email protected]
Manufacturing
Prof. Eddie Leonardi, UNSW, email: [email protected]
ICT
Dr. Maurice Pagnucco, UNSW, email: [email protected]
Environment
A/Prof. Alberto Albani, UNSW, email: [email protected]
ARIA-South Australia – Contact Points
Medical Sciences
Prof. Marcello Costa, Flinders University, email: [email protected]
Dr. Giuseppe S. Posterino, The University of Adelaide, email: [email protected]
Agriculture and Environmental Sciences
Dr Enzo Lombi, CSIRO, email: [email protected]
Engineering and Energy
Dr Daniel Rossetto, Energy SA, email: [email protected]
Molecular Biology
Dr Tina Bianco-Miotto, Hanson Institute, email: [email protected]
Humanities and Migration
Prof. Desmond O'Connor, Flinders University, email: [email protected]
Innovation and Commercialisation
Dr Antonio Dottore, The University of Adelaide, email: [email protected]
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ARIA-Victoria – Contact Points
Medical, Biological and Health Sciences
Prof. Mauro Sandrin, Austin Research Institute, e-mail: [email protected]
Dr.
Francesca
Walker,
Ludwig
Institute
for
Cancer
Research,
Dr.
Cristina
Morganti-Kossman,
Monash
University,
e-mail:
[email protected]
Economics, Commerce and Political Science
Prof. Pasquale Sgro, Deakin University, e-mail: [email protected]
Mr.
Bruno
Mascitelli,
Swinburne
University
of
Technology,
Engineering, Physical and Mathematical Sciences
Dr. Michael Cantoni, University of Melbourne, e-mail: [email protected]
Dr. Leone Spiccia, Monash University, e-mail: [email protected]
Environmental and Agricultural Sciences
Dr. Tony Patti, Monash University, e-mail: [email protected]
Humanities and Social Sciences
A/Prof.
Rita
Wilson,
University
of
Melbourne
and
Monash
University,
ARIA-WA – Contact Points
Prof Tony Cantoni, University of Western Australia, email: [email protected]
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“Con le terre unite alla massa centrale sotto il nome comune di Australasia, dalla Nuova
Guinea alla Nuova Zelanda, la superficie emersa in questa parte dell’Oceano Pacifico e’ di
pochissimo inferiore a quella dell’Europa”
Il geografo Elisee Reclus, Parigi 1889
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Notizie flash dal mondo delle riviste tecnicoscientifiche Australiane
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ATTUALITA’
9 Finanziamento per il dialogo tra Australia ed Europa
Il National Europe Centre (NEC) dell’ANU continuera’ a stimolare il dialogo accademinco e la ricerca tra
Europa e Australia grazie ad un finanziamento di oltre un milione di dollari da parte della Commisione
Europea per i prossimi tre anni e mezzo. Il Prof Simon Bronitt, direttore del NEC, ha affermato che il
cofinanziamento da parte della Commissione Europea cambiera’ il focus del centro, che diventera’ parte del
della Research School of the Humanities dell’ANU. Il centro sara’ orientato a stimolare le attivita’
interdisciplinari nei campi dell’economia, degli studi ambientali, del diritto, delle relazioni internazionali,
scienze politiche, arte e cultura. Il NEC fungera’ anche da coordinamento per nuova attivita’ di ricerca.
http://www.anu.edu.au/NEC/
9 Coste ed estuari degradati dall’uomo
Lo sfruttamento eccessivo delle risorse e la distruzione dell’ecosistema costiero ed estuarino e’ iniziato
durante l’epoca romana e durante il Medioevo, ma ha purtroppo assunto ritmi preoccupanti negli ultimi 300
– 150 anni. Il Dr Roger Bradbury, Professor Associato nel Resource Management nel Programma Asia –
Pacifico dell’Australian National University di Canberra, ha preso parte a una ricerca svolta da un gruppo
internazionale di scienziati, guidato da Heike Lotze dell’ Universita’ Dalhousie di Halifax, in Canada, e
costituito da ricercatori provenienti dall’Universita’ della California, dal Bates College, dall’Istituto di Ricerca
Tropicale Smithsonian, dall’Universita’ di Chicago, dall’Universita’ della Florida e dall’Universita’ del Nord
Carolina. Il gruppo di studiosi ha misurato e valutato i cambiamenti all’interno di 12 ecosistemi estuarini
temperati e costieri, che sono avvenuti a partire dal momento in cui l’uomo si e’ stanziato in Europa, Nord
America e Australia.
La ricerca, della durata di 4 anni, ha permesso di concludere che la distruzione degli habitat causata dalle
attivita’ umane ha portato all’estinzione del 91% delle specie marine, 31% delle quali erano specie rare e il 7%
delle quali erano in via di estinzione. Le attivita’ umane sono inoltre responsabili del degrado del 65% delle
praterie marine e delle zone umide, essendo le principali cause del progressivo degrado della qualita’ delle
acque e favorendo l’invasione da parte di specie alloctone.
I ricercatori ritengono che il declino abbia subito una forte accelerazione durante il periodo coloniale e che
continui ad accelerare durante questo periodo, quello della “globalizzazione”, tra gli anni cioe’ 1900- 1950 e
tra gli anni 1950-2000. Il non intervenire sul degrado delle aree costiere ed estuarine pone le basi per eventi
catastrofici, come dimostrato dal collasso di numerose attivita’ di pesca. Nello stesso tempo l’impatto di
alcuni disastri naturali quali lo Tsunami che ha colpito l’Asia nel 2004 e l’Uragano Katrina del 2005, risulta
ancor piu’ grave a causa dell’impoverimento vegetazionale degli ambienti costieri (vegetazione a mangrovie e
zone umide). Fatto invece molto positivo e’ che la sensibilita’ verso il problema e gli sforzi di conservazione
dell’habitat da parte dei paesi sviluppati, hanno rallentato, e in alcuni casi addirittura invertito le tendenze del
tardo 20esimo secolo e hanno portato al recupero parziale del 12% e al recupero totale del 2% delle specie.
Dr Bradbury, email: [email protected]
9 ANU partecipera’ alla costruzione del telescopio piu’ potente del mondo
L’Australian National University prendera’ parte alla costruzione del telescopio piu’ potente del mondo dopo
aver firmato un Memorandum of Understanding con un consorzio internazionale di organizzazioni di
ricerca.
Il Telescopio Gigante Magellano, o GMT (Giant Maggellan Telescope), attualmente al suo stadio di
progettazione preliminare, sembra essere uno dei primi telescopi ELTs (Extremely Large Telescopes). Il
GMT rivelera’ e studiera’ i pianeti attorno ad altre stelle, esplorera’ la materia e l’energia oscura che controlla
l’espansione e lo sviluppo dei cosmi, e svelera’ i segreti relativi alla genesi di una stella e di un pianeta.
Al consorzio per la costruzione del GMTfanno parte il Carnegie Institution of Washington, Harvard
University, Massachusetts Institute of Technology, the University of Arizona, the University of Michigan, the
Smithsonian Institution, the University of Texas at Austin and the Texas A&M University.
Il progetto del telescopio prevede una massa in movimento di 1000 tonnellate e un corpo cilindrico di altezza
pari a 65 metri. Lo specchio principale del telescopio gigante Magellano sara’ composto di sei segmenti,
ognuno di 8.4 metri di diametro, posti attorno ad un settimo specchio centrale di uguali dimensioni. In tal
modo il potere di “raccolta” della luce totale sara’ quasi sette volte quello dei telescopi piu’ grandi, ai quali gli
astronomi australiani hanno attualmente accesso. Il telescopio sara’ ubicato in un sito nel nord del Cile
eccellente ai fini dell’osservazione e sara’ completato nel 2015. Durante i prossimi tre anni, l’associazione
GMT sara’ impegnata in un’intensa fase di progettazione prima che inizi la costruzione nel 2010.
http://www.mso.anu.edu.au/gmt/
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Agosto 2006
CANBERRA
RICERCA, SVILUPPO, INNOVAZIONE
9 Nuovo vaccino Bovilis MH per la prevenzione della polmonite nei bovini
Il dott. Chris Prideaux del CSIRO livestock Industries e ricercatori del Cooperative Research Centre for
Cattle and Beef Quality hanno recentemente creato il vaccino Bovilis MH per la protezione dei bovini da una
malattia respiratoria nota con il nome Mannhemia Haemolytica, il principale agente patogeno associato alla
malattia respiratoria dei bovini (BRD Bovine Reapiratory Disease).
Il nuovo vaccino, prodotto e commercializzato da una delle piu’ grandi aziende farmaceuticche nel settore
veterinario, Intervet, proteggerebbe i bovini da malattie respiratorie riducendo quindi l’uso di farmaci
antibiotici ed antinfiammatori.
Dr Chris Prideaux, CSIRO Livestock Industries [email protected]
9 Nuova varieta’ di grano con potenzialita’ per la salute
Ricercatori del CSIRO, afferenti al programma nazionale di ricerca Food Futures, hanno sviluppato una
nuova varieta’ sperimentale di grano con potenzialita’ tali da fornire benefici nei campi del diabete,
dell’obesita’ e delle malattie intestinali.
In un articolo pubblicato sui Proceedings of the National Academy of Sciences, del 27 febbraio 2006, i
ricercatori, tra cui il Dr Matthew Morell, descrivono la tecnica utilizzata per il silenziamento genetico del
RNAi, messa a punto da CSIRO che consente appunto che due enzimi in una varieta’ sperimentale di grano
non vengano espressi. Il grano presenta infatti una composizione di amido significativamente alterata, e la
quantita’ di amilosio e’ aumentata dal 25 al 70%. L’amilosio e’ una forma di amido piu’ resistente alla
digestione, che fa si’ che la nuova varieta’ di grano possa essere un importante componente nei cibi a basso
indice glicemico. Ci si aspetta che un amido resistente alla digestione possa generare dei cambiamenti positivi
nel tratto gastro-intestinale e ci si aspetta che questo possa portare a una diminuzione del cancro colorettale.
Un trial condotto su animali ha confermato un cambiamento in senso positivo di indicatori della salute
dell’intestino dei ratti, senza per altro avere alcuna variazione del loro tasso di crescita.
A seguito di tale scoperta, i partner del progetto, CSIRO Plant Industry, Human Nutrition and Food Science
Australia e la societa’ francese Biogemma sono orientati a sviluppare delle varieta’ di grano che possano
soddisfare le necessita’ sanitarie della comunita’.
Dr Matthew Morell, Senior Principal Research Scientist, Plant Industry, Email: [email protected]
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Agosto 2006
CANBERRA
NUOVE TECNOLOGIE-NUOVI MATERIALI
9 Nuovo motore supersonico Sram jet
Si chiama “Hy shot flight team” il nuovo gruppo di ricerca del Centro per Hypersonics dell’Universita’ del
Queensland che ha avviato recentemente, nella base militare di Woomera nel deserto del South Australia, la
fase di test conclusiva del nuovo motore “scram jet”. Tale motore che raggiunge la velocita di 7.5 Mach, ha la
forma affusolata di un proiettile, pesa solo circa 110 Kg ed e’ alimentato da idrogeno.
Il progetto e’ stato sviluppato dall’azienda privata britannica QinetiQ che opera nel settore della difesa
militare e l’attuale fase di test e’ finanziata dai Ministeri della difesa australiana, statunitense e canadese.
Le applicazioni nascono dal settore della missilistica ma, secondo l’Universita’ del Queensland, tale motore
potrebbe essere presto utilizzato nell’aereonautica civile, consentendo per esempio un viaggio aereo da Roma
a Sydney in circa due ore. Entro il 2011 i ricercatori della Queensland University intendono sviluppare un
nuovo “scram jet” capace di volare da solo per una distanza complessiva di circa 1000 km in 10 minuti. Tale
obiettivo sembra raggiungibile dato che il combustibile utilizzato e’ circa il 50% piu’ efficiente di quello
utilizzato nella prima fase di test del 2002. A tali risultati e’ interessata anche la NASA, in quanto la velocita’
di cira 15 Mach dei “scram jet” consentirebbe di sostituire gli attuali motori dello Shuttle.
Professor Michael Smart Faculty of Engineering, Physical Sciences and Architecture University of Queensland, email: [email protected]
9 Nuovo tessuto per la prevenzione delle piaghe da decupito.
Alcuni scienziati del CSIRO sono coinvolti in un progetto che mira a creare un nuovo tessuto (una sorta di
“seconda pelle”), realizzata usando lana e lycra, che possa aiutare a proteggere il corpo da piaghe e traumi
gravi. Le tecnologie legate alla creazione del nuovo tessuto sono tecnologie emergenti che trovano
applicazioni in vari settori, tra i quali quello della medicina, dello sport, in campo militare e nei servizi di
emergenza.
La fibra tessile scelta dal CSIRO e’ costituita per il 95% da lana merino e per il 5% da Lycra, una
combinazione che puo’ essere lavorata dando origine a un tessuto soffice e leggero che risulta anche fresco in
estate, aiutando al tempo stesso a prevenire la sensazione di freddo legata ai problemi di cattiva circolazione.
Secondo il Dr Andrew Poole del CSIRO le lacerazioni della pelle sono causate principalmente da
cambiamenti, legati all’avanzare dell’eta’, che riducono l’afflusso di sangue alla pelle causando il conseguente
appiattimento/schiacciamento degli strati di cui essa e’ costituita; dato che i diversi strati non sono fissati gli
uni agli altri, la pelle diviene suscettibile di lesioni legate alla deformazione. Semplici colpi o persino il doversi
aiutare con una sedia a rotelle possono portare la pelle a lacerarsi.
I ricercatori del CSIRO hanno sviluppato un tessuto particolare con una struttura composta, con due
importanti proprieta’ meccaniche. La fibra tessile, in primo luogo, puo’ distendersi al 100% senza per questo
esercitare alcuna pressione significativa, cosa che, se avvenisse, costituirebbe un problema. Cio’ fa in modo
che gli indumenti siano facili da indossare nella zona delle caviglie e dei polsi, zone in cui la contrazione
permette che essi acquisiscano la forma adatta a proteggere la pelle dalla frizione che causa le ferite.
La fibra tessile e’ anche trattata chimicamente in modo che gli indumenti possano essere lavati in lavatrice e
mantenere comunque la loro integrita’.
Il gruppo di ricerca ha appena ottenuto l’approvazione per condurre un esperimento complesso, della durata
di sei mesi con un numero complessivo di 400 partecipanti. Il team del CSIRO, guidato da Robin Cranston,
sta ora progettando di estendere la ricerca alle “fibre tessili intelligenti” capaci di modificare le proprie
caratteristiche in risposta a stimoli esterni; esse in un futuro potrebbero essere in grado di avvertire e
rispondere a variazioni di parametri biologici o fisici, come la temperatura, il pH, o segnali vitali come il
cambiamento del ritmo cardiaco.
Mr Robin Cranston (MSc), Project Leader, CSIRO Textile & Fibre Technology, E-mail:
[email protected]
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Agosto 2006
CANBERRA
INFORMATION TECHNOLOGY
9 MoU tra NICTA, Torino Wireless e Politecnico di Torino
Il 6 luglio 2006 e’ stato firmato a Sydney un “Memorandum of Understanding” tra il NICTA (National
Information Communication Technology of Australia), il Politecnico di Torino e Torino Wireless . L’intesa
prevede una maggiore cooperazione tecnica e scientifica tra i tre centri di ricerca e una maggiore
cooperazione nell’ambito della formazione di eccellenza fra le universita’ piemontesi e le universita’
australiane coinvolte nell’attivita’ del NICTA.
In particolare, il predetto accordo prevede una maggiore cooperazione nelle seguenti aree:
1) sviluppo di progetti congiunti nel campo della infomobilita’ (movimentazione intelligente di merci,
veicoli e persone nello spazio e nel tempo), delle comunicazioni dedicate (ad-hoc) e della sicurezza
(sistemi informativi applicati alla prevezione di catastrofi naturali e alla sicurezza della persona e
dell’ambiente);
2) scambio di informazioni pertinenti alle valutazioni tecnologiche, alla gestione dell’innovazione e alle
analisi di mercato;
3) organizzazione di eventi congiunti quali: seminari, workshop, conferenze etc.;
4) cooperazione nella commercializzazione e nel trasferimento tecnologico;
5) collocazione di personale esperto per trasferimento di know how;
6) scambio di studenti e di dottorandi di ricerca.
Il NICTA intende, inoltre, sfruttare le competenze e la rete delle piccole e medie imprese che operano
nell’ambito del Distretto Tecnologico Piemontese per valutare la sostenibilità economica di tecnologie in via
di sviluppo in Australia.
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Agosto 2006
CANBERRA
SANITA’
9 Tomografia computerizzata piu’ sicura per i bambini
Un gruppo multidisciplinare di ricercatori del Westmead Hospital di Sydney, del Children’s Hospital di
Westmead, della Flinders University di Adelaide, della Sydney University e del Biomedia Laboratory ICT
Centre del CSIRO di Sydney ha iniziato i trial per lo sviluppo di un nuovo “atlante” del corpo dei bambini al
fine di stimare piu’ accuratamente la dose di radiazione necessaria per una tomografia computerizzata (CT).
Attualmente le dosi di radiazione ai cui vengono sottoposti i bambini durante tale analisi possono variare
anche del 3600% da istituto a istituto.
La possibilita’ di utilizzare dei calcoli di radiazione piu’ accurati, permettera’ ai radiologi di determinare a
priori la dose di radiazione a cui sottoporre il bambino con una significativa riduzione dell’esposizione.
E’ essenziale per i centri diagnostici avere un’idea precisa della quantita’ di radiazione a cui il corpo e’ stato
esposto per poter leggere correttamente i risultati della tomografia. Al momento vengono utilizzati modelli
geometrici estrapolati dai modelli sviluppati per gli adulti.
Dr Sebastian Ourselin
Biomedia Lab, ICT Centre, CSIRO
Email: [email protected],
9 Scienziati australiani individuano il difetto genetico legato all’alfa talassemia
Uno scienziato della Monash University di Melbourne ha scoperto la collocazione e il funzionamento di un
“difetto genetico” in una comune malattia sanguigna ereditaria – l’alfa talassemia – che potrebbe essere
d’aiuto nel determinare le cause di altre malattie genetiche.
Il professore associato Don Bowden, proveniente dal Dipartimento di Anatomia e Biologia Cellulare della
Monash University, insieme con i colleghi della Oxford University e della UCLA Berkeley, e’ riuscito a
identificare un difetto genetico, fino ad ora sconosciuto, nelle persone affette dal talassemia. Gli esiti delle
ricerche sono stati pubblicati sulla rivista Science il 26 di Maggio.
Tra il 5 e il 10% degli Australiani e’ portatore sano della malattia sanguigna alfa-talassemia minor. Una coppia
costituita da due portatori sani di alfa-talassemia minore ha ¼ di probabilita’ di avere figli affetti da talassemia
major, patologia fatale alla nascita e che puo’ seriamente minacciare anche la salute della madre.
Il Dr Bowden ha scoperto che il difetto genetico causa un disordine nella normale regolazione genica,
cosicche’ il gene non puo’ esplicare la sua funzione normale, dando origine alla talassemia.
Questo meccanismo unico non e’ mai stato descritto prima d’ora nella talassemia e potrebbe essere
applicabile a un ampio range di altre patologie genetiche del sangue.
Quanto scoperto favorira’ lo sviluppo di terapie efficaci per le persone affette da tale patologia.
Inoltre, a detta del Dr Bowden, le persone dovrebbero sfruttare le moderne tecniche di “screening genetico”,
soprattutto prima di avere dei figli, in modo da poter verificare se si e’ portatori sani di talassemia.
Mentre gli australiani possono essere portatori sani di talasssemia minor, la malattia genetica e’ piu’ frequente
nelle popolazioni dell’Europa Meridionale, del sub-continente indiano, del Medio-Oriente e dei paesi
dell’Africa e dell’Asia. Le diverse forme di talassemia sono le principali fonti di preoccupazione nei paesi in
via di sviluppo, nei quali le persone affette non possono permettersi una cura.
Associate Professor Don Bowden
Monash University, Melbourne Australia, Email: [email protected]
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AMBIENTE
9 Scoperto un “Uluru sottomarino” a largo della costa occidentale australiana.
Un’indagine approfondita dei modelli delle correnti marine, delle distribuzioni di temperatura e salinita’ e
delle dinamiche fitoplantoniche lungo la costa meridionale dell’Australia occidentale ha consentito la scoperta
di nuove caratteristiche del fondale marino e di particolari correnti marine (che vanno dalla Tasmania fino
alla Piattaforma Nord-Occidentale).
La ricerca, effettuata dagli oceanografi della Scuola di Ingegneria dei Sistemi Ambientali della University of
Western Australia a bordo della nave oceanografica “Southern Surveyor”, gestita dal CSIRO, e’ stata
effettuata lo scorso aprile da Twilight Cove fino a Fremantle (30 km da Perth) per una durata complessiva di
tre settimane. Una delle notizie di maggior rilievo di questa campagna oceanografica e’ stata la scoperta di
una struttura sul fondale oceanico simile a Uluru, situata pressappoco 50 km a largo di Augusta, in acque
profonde circa 1000 metri, che e’ stata chiamata Monte Gabi.
La struttura e’ simile, sia per forma, che per dimensioni, a Uluru e ha un’altezza di circa trecento metri, una
lunghezza di cinque chilometri e si trova a una profondita’ di un migliaio di metri.
Monte Gabi e’ stato scoperto grazie all’uso di uno scandaglio “swath mapper”, un dispositivo acustico posto
sotto la nave, che utilizza le onde sonore per tracciare profili dei fondali marini, installato sulla Southern
Surveyor e gestito da Cameron Buchan di Geoscience Australia.
Un risultato del tutto inaspettato della campagna e’ stata anche la scoperta della rilevante velocita’ della
Corrente Leeuwin, superiore a 1 m/s (piu’ di due nodi) tra Albany e Esperance.
A detta del Professor Pattiaratchi, era opinione comune che durante l’estate e durante i primi mesi
dell’autunno la Corrente Leeuwin fosse abbastanza debole lungo la costa meridionale. Durante la campagna
oceanografica, invece, si e’ scoperto che la corrente era molto piu’ forte di quanto risultava dalle misurazioni
effettuate lungo la costa occidentale.
Dai dati raccolti e’ emersa anche una stretta connessione tra le due correnti secondarie di Flinders e di
Leeuwin che da’ origine alle piu’ lunghe correnti sub-superficiali al mondo.
La corrente di Flinders trasporta acqua dalla Tasmania a Cape Leuwin e i dati raccolti durante la campagna
hanno evidenziato che la suddetta corrente prosegue al di sotto della Corrente di Leeuwin, cosi’ come la
corrente secondaria di Leeuwin lungo la costa occidentale.
Dati precedenti avevano mostrato che la corrente secondaria Leeuwin si estende oltre North West Cape,
quindi la Corrente Flinders e la Corrente Secondaria Leeuwin si combinano e trasportano acqua per distanze
superiori ai 5500 Km dalla Tasmania alla Piattaforma Nord-occidentale, facendo di questo sistema una delle
correnti sub-superficiali piu’ lunghe al mondo.
Professor Chari Pattiaratchi, Coastal Oceanography, The University of Western Australia, Faculty of
Engineering, Computing and Mathematics, School of Environmental Systems Engineering, Email:
[email protected]
9 “Tegole solari” per la produzione di energia elettrica domestica.
L’ ingegnere australiano Sebastian Braat, laureatosi alla University of Western Sydney, ha inventato una tegola
per il tetto che sfrutta l’energia solare per riscaldare l’acqua e generare elettricita’. La tegola di materiale
plastico e’ costituita di “celle solari” e si collega a un sistema che serve a scaldare l’acqua per uso domestico e
a produrre energia elettrica. Le tegole sono disegnate con l’intento di renderle idonee al paesaggio urbano e
possono essere prodotte in modo tale da adattarsi ad una grande varieta’ di tetti in stile differente. Sono
costituite da un telaio, formato da un policarbonato chiaro, contenente un serbatoio di acqua e da celle
fotovoltaiche.
Circa tra il 12% e il 18% dell’energia termica che colpisce le celle fotovoltaiche viene convertito in elettricita’.
L’energia termica rimanente viene utilizzata per scaldare l’acqua. L’ing. Braat sostiene che attraverso l’acqua si
fa scorrere tra le tegole un fluido di raffreddamento che arriva a uno scambiatore di calore, il quale trasferisce
il calore a un regolare serbatoio per l’acqua calda.
Le celle solari generano elettricita’ sottoforma di corrente che alimenta un inverter connesso al quadro
elettrico dell’abitazione collegato a sua volta ad una “griglia elettrica”. Se venisse consumata una quantita’ di
elettricita’ maggiore rispetto a quella prodotta, la spesa corrispondente alla differenza verrebbe addebitata al
consumatore, in caso contrario si godrebbe di un credito da parte della societa’ elettrica.
Sono necessarie circa 200 tegole per generare un massimo di 1,5 kilowatts/ora, piu’ della quantita’ richiesta
per alimentare una casa con una media di tre camere da letto.
Resta da verificare quanto siano efficienti le tegole, quanto verranno a costare, tenendo conto di eventuali
spese di manutenzione, e quanto esse costituiscano un sistema sicuro.
University of Western Sydney, ing. Sebastian Braat
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SPAZIO
9 Scoperta la “compagna” di una stella
Astronomi australiani hanno scoperto, usando il telescopio Gemini Sud in Cile, la "compagna" di un'insolita
stella esplosa come supernova (SN). La supernova 2001ig e' stata scoperta dal famoso astrofilo australiano
Bob Evans nel dicembre 2001. Si trova ai bordi della galassia NGC7424, a circa 37 milioni di anni-luce nella
costellazione meridionale della Gru.
Le supernovae sono classificate secondo le caratteristiche dei loro spettri nella banda ottica. SN 2001ig
mostrava all'inizio la riga caratteristica dell'idrogeno, il che la poneva nel gruppo delle supernovae di tipo II,
ma l'idrogeno e'successivamente scomparso, il che ha riposizionato questo oggetto nel gruppo delle
supernovae di tipo I.
Ma come fa una supernova a cambiare tipo? Pochissimi oggetti del genere, noti come supernovae di tipo IIb,
sono stati scoperti finora. Solo una, SN 1993J, era piu'vicina a noi di SN 2001ig. Gli studiosi di SN 1993J
proposero una spiegazione: la stella progenitrice della supernova aveva una compagna che ha rimosso del
materiale dai suoi strati esterni, ricchi di idrogeno, prima dell'esplosione.
L'idrogeno rimasto sarebbe scomparso dallo spettro dell'oggetto entro qualche settimana.
Dieci anni dopo, osservazioni con il Telescopio Spaziale Hubble e il telescopio Keck alle Hawaii
confermarono l'esistenza di una compagna di SN 1993J.
L'astronomo Stuart Ryder dell'Osservatorio Anglo-Australiano e i suoi colleghi si chiesero se SN 2001ig
avesse anch'essa una compagna. Ryder e i suoi collaboratori avevano iniziato il monitoraggio di SN 2001ig
subito dopo la sua scoperta, usando il radio-interferometro Australia Telescope Compact Array del CSIRO.
L'emissione in radio della supernova non mostrava un regolare declino nel tempo, come nelle bande ottiche,
ma una serie di regolari aumenti e diminuzioni. Questo suggeriva che il materiale che circondava la stella
esplosa fosse caratterizzato da insolite variazioni di densita'. Tale materiale poteva essere costituito da gas
periodicamente espulso dalla stella nelle ultime convulsioni prima dell'esplosione. La regolarita' della sua
distribuzione era tuttavia tale che sembrava piu'probabile che esso fosse stato generato da una stella
compagna in un'orbita eccentrica. Durante il suo ciclo orbitale, la compagna avrebbe "spazzato" parte del
materiale espulso dalla pre-supernova in un andamento a spirale.
Simili spirali sono state fotografate al telescopio Keck dal Dott. Peter Tuthill dell'Universita'di Sydney,
attorno stelle calde e massicce chiamate Wolf-Rayet. I picchi nella curva radio di SN 2001ig erano localizzati
a intervalli consistenti con la curvatura di una delle spirali fotografate da Tuthill. L'evoluzione stellare
suggerisce che una stella Wolf-Rayet con una compagna massiccia potrebbe produrre questo insolito tipo di
supernova, secondo Ryder.
Il telescopio Gemini ha rivelato un oggetto puntiforme di colore giallo-verde nella posizione della stella
esplosa, che Ryder ritiene sia la compagna, essendo troppo rossa per essere una nube di idrogeno ionizzato e
troppo blu per essere parte del resto di supernova. La compagna ha una massa tra dieci e diciotto volte
quella del Sole.
Questa e'solo la seconda volta che la compagna di una supernova di tipo IIb e'stata osservata, e la prima
volta che tale osservazione e'avvenuta con uno strumento posto sulla superficie terrestre.
Dr. Stuart Ryder, Anglo-Australian Observatory, [email protected]
9 “Vibrazioni stellari” scuotono il cosmo.
Vibrazioni generate da una stella hanno permesso agli scienziati di misurarne - per la prima volta in modo
diretto - l’eta’, in questo modo dando accesso a veri e propri “laboratori nello spazio” che ci aiuteranno a
decifrare meglio processi difficili da studiare sulla Terra.
Tim Bedding, astrofisico australiano e Professore associato dell’Universita’ di Sydney, assieme al suo gruppo
descrivera’ la ricerca nell’edizione di Agosto della pubblicazione “The Astrophysical Journal”.
La maggior parte delle stelle, incluso il sole, pulsa continuamente a causa del violento mescolamento di gas
che avviene negli strati piu’ esterni, afferma Bedding, che ha descritto la vibrazione di una stella vicina nella
nostra galassia, studiando l’effetto Doppler delle onde luminose provenienti dalla superficie della stella e ha
sviluppato dei modelli matematici per mostrare quanto complessa sia questa pulsazione.
Mediante l’uso di animazioni egli spiega come la stella non vibri solo verso l’interno e l’esterno come una
semplice sfera, ma in molti differenti modi contemporaneamente. Come i geologi usano la sismologia per
studiare l’interno della Terra, cosi’ Bedding usa l’ “astrosismologia”, lo studio di queste “vibrazioni stellari”,
per conoscere di piu’ sulle stelle. In questo caso, era interessato a smentire o confermare cio’ che gia’ si
sapeva della composizione, massa ed eta’ della stella. La frequenza della pulsazione ha dimostrato che la stella
in questione e’ molto piu’ leggera del sole, e con un contenuto 30 volte inferiore di cio’ che gli astronomi
chiamano “metalli” (elementi chimici piu’ pesanti di idrogeno ed elio). Questi dati sono serviti a ricavare l’eta’
della stella, in quanto la sua “aspettativa di vita” e’ strettamente correlata alla sua massa.
Contrariamente a quanto si possa pensare infatti – dice Bedding - le stelle piu’ pesanti vivono meno di quelle
piu’ leggere, poiche’ la maggior forza di gravita’ a cui sono sottoposte e le temperature piu’ elevate fanno si’
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che esse brucino il loro “combustibile” molto piu’ velocemente rispetto a stelle piu’ leggere. Lo studio delle
pulsazioni ha rivelato che la stella oggetto di osservazione e’ poco massiccia e molto antica - circa 9 miliardi
di anni – confermando quanto gia’ si supponeva per essa. Mentre precedentemente l’eta’ di una stella era
stata stimata solo mediante uso di misurazioni indirette della massa, quella eseguita da Bedding e’ la prima
misurazione diretta.
Bedding ritiene che l’astrosismologia rendera’ possibile in futuro indagare anche i processi che avvengono
all’interno di una stella, per esempio come funzioni il meccanismo della convezione e come cambi il processo
di combustione all’interno di essa con l’aumentare dell’eta’’.
Studiando le stelle –dice - possiamo sapere come le leggi della natura e della fisica si comportino in
condizioni estreme, non riproducibili sulla Terra.
Bedding spera di raccogliere fondi per una rete mondiale di telescopi per permettere lo studio continuo delle
stelle pulsanti necessario all’ astrosismologia.
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Per le dimensioni e la posizione geografica privilegiata, alla congiunzione dei due oceani, l’Indiano ed il Pacifico,
l’Australia occupa un posto strategicamente importante in questa parte del globo terrestre.
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News from the Italian technical-scientific journal
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RESEARCH, DEVELOPMENT, INNOVATION
9 MOC, digital signature (and a smart card)
No more passwords or PINs. A simple smart card developed by IIT-CNR in Pisa uses fingerprints to
guarantee that personal identification is safe, reliable and practical, and to confirm the authenticity of a digital
signature.
A smart card, as small as a credit card, with your signature and absolute proof of your identity. This is the
new challenge in security that promises to free us from having to memorize interminable numbers of
alphanumerical codes – the ‘old’ passwords – by replacing them with a fingerprint.
The current form of digital signature is the result of a complex algorithm that is used to authenticate and
identify a document from an informatics point of view, thus giving it the same validity as a handwritten
signature. The holder has a secret key that is held on a smart card and protected by a PIN, along with a
public key which is used for verification and is guaranteed by the certifying organization.
What researchers at the Institute of Informatics and Telematics (IIT) of the Italian National Research
Council (CNR) have managed to do is to develop an application that avoids having to use a code, by
transporting the biometric recognition of the holder onto a smart card. Recognition systems using biometric
data (fingerprints, and eye, face and voice recognition) are already the new frontier, as witnessed by their use
in the new format of passports. Specifically, IIT has designed a system that verifies the holder’s ID via their
fingerprint by comparing this fingerprint with the one “stored” in the smart card. Both the fingerprint data
and the verification algorithm are actually inside the card itself and so cannot be manipulated in any way,
thus guaranteeing security. In fact the data and algorithm never leave the card and nor do they cross any
communication channels, thus preventing any kind of ‘pirate’ interception.
“This technology is called Match-on-Card (MOC) and provides greater security and privacy” explains Anna
Vaccarelli, the engineer who is responsible for ‘informatics security’ at the IIT-CNR in Pisa. “At the moment
a more simple technology is being used, Template-on-Card (TOC). In this case although the smart card
stores the data, a PC has to be used for the verification via a PIN.
Vaccarelli goes on to underline that “the technology developed by IIT-CNR allows users to digitally sign a
document only after a positive biometric authentication has been made via fingerprint recognition. Thus
there are no codes that can be taken or copied. When the smart card is issued, the user’s fingerprint
(template) is codified and stored inside the card via an enrolment process. When a person signs their name,
the template stored in the smart card is compared with the scanned signature in real time”. Basically, a
fingerprint reader linked to a computer digitizes the image and compares it with a previously acquired model
and checks the exact correspondence.
“Our prototype performed extremely well in terms of reliability and speed” concludes Anna Vaccarelli. “In
fact, the biometric verification only takes a few seconds and the percentage of false positives is less than 0.1
per cent.”
This is bad news for fraudsters. With this system it is impossible to use artificially reconstructed fingerprints
or even to use fingerprints removed from the victim. In fact the countermeasures adopted by fingerprint
readers enable the authenticity to be revealed by electrical or physical properties related to the living
individual – involuntary signals such as heartbeat and blood pressure, the natural elasticity of the skin,
humidity and temperature, which artificial finger tips and corpses do not have.
Further information: Anna Vaccarelli, Istitute of Informatics and Telematics of CNR in Pisa.
[email protected]
9 Conscis: a robot that learns by imitation
Ever more sophisticated and useful machines, capable of assembling cars and carrying out surgery, machines
capable not only of substituting man but also of resembling him greatly. This is the robotics challenge that is
engaging researchers at ICAR-CNR in Palermo, who have created the ConScis (Conceptual Spaces based
Cognitive Imitation System), which they have shown today during Euros '06 Symposium, which imitates
human behaviour a little like children. This is the final challenge for Cnr research in the field of modern
robotics, which is ever more oriented towards 'the humanisation of the machine', seeking that is to find ever
simpler and more natural ways of human-machine interaction. On the one hand there is the creation of
humanoid robots and those with animal characteristics, capable of moving and making ever more
sophisticated and refined expressions. At the same time, it is trying to supply robot software capable of
simulating the characteristics that are believed fundamental for 'intelligent' behaviour: internal representation
of the world via perceptions and different levels of abstraction, using various forms of language and channels
of communication, learning capacity, planning and social interaction, modulation of behaviour via
appropriate emotional states. “The robot acts as a children learning to coordinate his mechanical
components by aping the movements showed by a human demonstrator”, as Ignazio Infantino* claims, and
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he continues "The system is based on ‘conceptual spaces’ paradigm, i.e. a geometric representations that
allow to ‘manage’ the knowledge arising from robot perceptions, to build action planes, to imagine their
consequences, to describe his activity”. Various anthropomorphic robotic systems aim to exactly reproduce
human movements by sophisticated mechanisms, but only by adding simplified ‘cognitive capabilities’ such
machines could be ‘intelligent and versatile actor’. This requires an internal model of the world around the
robot, and different levels of description and abstraction: robot is considered ‘instinctive’ when it shows an
automatic response to sensorial inputs (reactive behaviour), or he is considered ‘rational’ when he analyses
and tries to understand the context before to act (cognitive behaviour). Experimentations have been conduct
on a system composed by a industrial robotic arm and a anthropomorphic robotic hand, ‘investigating
imitation capabilities of the robot during the execution of manipulative tasks and the interaction with human
user by gestural communication.’. This research theme, known as Imitation Learning (or Learning by
Demonstration), is considered a promising approach in the robotic field and various research groups are
involved in order to develop a real ‘robot companion’ for humans. Also the research unit of Palermo
contributes with innovative and important results in this research area. ConScis has been presented at the
European Robotics Symposium (Euros-06), held in Palermo from 16 to 18 march, and organised by the EC
network of excellence EURON.
Further information:
http://www.pa.icar.cnr.it/infantino/ (Ignazio Infantino homepage)
http://roboticslab.dinfo.unipa.it/index.php/Research/ImitationLearning (Robotic Lab)
http://www.euron.org/activities/EUROS/index.html (EUROS Conf
9 PDO Balsamic vinegar is under investigation by means of NMR spectroscopy.
Balsamic vinegar is under investigation at ISMAC, CNR of Milan: studies performed by Roberto Consonni
and Laura Ruth Cagliani suggested the possibility to asses both quality and ageing of PDO vinegar produced
in Modena and Reggio Emilia. Nuclear magnetic resonance (NMR) is nowadays efficiently applied to several
fields like physics, chemistry, biology, medicine etc. The sample composition, its physical structure and
dynamic are some of the information that can be obtained from proton and carbon atoms of the analyzed
compounds. In the last years, several research group applied NMR spectroscopy to food, especially wine,
with very important results, as the official approval of the method by the EU. Then NMR has been
successfully applied to olive oil, thus giving the possibility to determine the origin and the quality, but in this
case it is still a non-official method.
In our laboratory we are applying NMR to balsamic and traditional balsamic vinegar combined with
statistical analysis for the quality and ageing determination, with the aim of an official method approval. The
PDO certification obtained for these products is indicative of uniqueness. The qualitative characteristics and
the peculiarity of these products are essentially dependent from the geographical environment of production,
which is affected either by natural (climate factors) or human factors (handed down production techniques)
giving rise to a unique food product.
The balsamic vinegar of Modena is experiencing an exponential market growth in these last years: 225
millions of euro for year, 21 million of Kg of must for 60 million of ltrs of vinegar. 75% of the production is
exported abroad while in Italy, related to 1995-2003, there was an increase of 300% in the vinegar
production. Balsamic vinegar of Modena is made by wine vinegar with addiction of caramel and small,
undefined quantities of aged vinegar (at least 10 years). Traditional balsamic vinegar is simply obtained by
ageing of cooked must into barrels of different capacities. During the ageing period, that should last at
minimum 12 years, the ridging takes place: the largest barrel receives the year’s simmered must, while from
the smallest the traditional balsamic vinegar is spilt and sold. In our laboratory we have analyzed more than
120 samples and by the combined use of NMR and statistical analysis we can distinguish the different
production procedures and evaluate the ageing of the samples. We are also testing a procedure to evaluate
the age of “industrial production procedure” samples. Furthermore we can quantify the sugar content in
order to measure the glucose/fructose ratio, responsible for the vinegar crystallization. All these results can
be obtained by a single NMR analysis with negligible sample preparation. Our data could support the
requirements for the PDO release, that nowadays are mainly based on sensorial analysis.
Further information: Roberto Consonni, Istituto per lo studio delle macromolecole (Ismac), CNR Milano.
[email protected]
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NEW TECNOLOGIES – NEW MATERIALS
9 Italian physicist discover a new, “super-hard” material named “carbonia”
The science magazine “Nature” reported about an exciting research study carried on at the CNR-INFMSOFT Research Centre (Rome) in collaboration with LENS Laboratory (Florence).
Italian physicists and researchers of the CNR-INFM “SOFT” Research Centre based at the University “La
Sapienza” in Rome, working in collaboration with colleagues of the LENS Laboratory (European Laboratory
for Non-linear Spectroscopy) of the University of Florence, synthethized a new amorphous “super-hard”
material, named “carbonia” (carbon dioxide, CO2). Part of the job was made at the CNR-INFM
"Democritos" Research Centre based in Trieste.
While carbon belongs to the same family of elements as silicon and germanium -materials that form glasses
normally used for many every-day-life things- carbon dioxide glass has remained a theoretical possibility.
Now, the CNR/INFM research team showed that carbonia glass can be made when a high-density form of
solid CO2 is melted and cooled under high-pressure conditions.
The “carbonia” atomic structure is similar to the SILICA structure (SiO2, the chemical compound present in
the major part of commercial glasses), with the difference that carbon takes the place of silicon atoms. So,
this new material has the same characteristics of an amorphous –or glassy- material, usually obtained by
quickly freezing a liquid under its crystalization temperature.
“We obtained carbonia by compressing molecular solids of CO2 to pressures of 40-65 Gpa (equivalent to
the Earth pressure at a depht of 1000 Kilometers) with heating, then cooling it to ambient temperature” said
Professor Giancarlo Ruocco, Director of the “SOFT” Research Centre, one of the physicists involved in the
experiment.
Amorphous materials show structural properties that make them preferable to their crystalline counterpart
even from the technological point of view, as they have a better resistance to surface chemical damages as
well as breakings or wear-induced weakness. This is the reason why Prof. Ruocco believes that this study
could give rise to useful technological materials: developing “carbonia” glasses that can be recovered to
ambient conditions could be one of the first challenges for future research.
The research was published on “Nature” on June 15 2006 [M. Santoro et al., Nature 441, 857 (2006)] and
commented on an editorial article by Paul F. McMillan.
Further information: [email protected]
9 Hypersonic propulsion experiments at the IENI-CNR-Milano
Experiments on the scramjet technology recently started at the IENI-CNR (Istituto per l' Energetica e le
Interfasi - Consiglio Nazionale delle Ricerche), Milano, Italy, where a new wind tunnel for the simulation of
hypersonic flight conditions is now fully operative.
"The scramjet propulsion is based on the combustion in supersonic flows; unlike rocket motors, scramjets
take the oxygen from the atmosphere, and not from onboard tanks," CNR-IENI researcher Giulio Riva said.
The scramjet is an air-breathing engine that captures air from the atmosphere, forcing it into the combustion
chamber where it is mixed with the fuel (hydrogen, for example) and burned at very high speed. The
combustion products are then expanded into the nozzle where the thrust is generated. Scramjet propulsion
can be used above Mach 5 or 6, up to Mach 15 and above.
"These engines can be used for high speed flight only, with a propulsion efficiency between that of turbojets,
not usable at hypersonic speeds, and rockets. They could be used in combined propulsion systems to power
the next generation of launchers or as cruise engines for future hypersonic aircrafts," Giulio Riva added.
The CNR-IENI hypersonic tunnel, developed starting from 1998 by CNR and ASI (Agenzia Spaziale
Italiana), can simulate hypersonic flight conditions up to Mach 7.5, with test times of about 50 - 100
milliseconds. Experiments on small-scale models of propulsion systems called Rocket Based Combined
Cycles (RBCC) are now in progress.
"These engines modify their operating mode as the flight speed changes, providing thrust from takeoff to
earth orbit and, during most of the atmospheric flight, work just in scramjet mode." Giulio Riva concluded.
Further information: Giulio Riva (Ieni) Cnr, Milano: [email protected]
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MEDICINE
9 p21, an anti-carcinogenic protein
A new research from the Institute of Molecular Genetics of CNR (Pavia, Italy), in collaboration with the
University of Pavia and with the Max Delbruck Center for Molecular Medicine (Berlin, Germany), has led to
the identification of a new function of p21CDKN1A protein in the prevention of cancer cells formation. The
study has been published in the Journal of Cell Science.
Researches to unravel the mechanisms by which human cells defend themselves from DNA damage that
may be induced by chemical and physical agents, are extremely important to understand how cells that loose
these defence properties, transform from normal to tumour cells. A new step ahead in this field has been
performed by Dr. Ennio Prosperi team’s in the Institute of Molecular Genetics (Pavia, Italy), in collaboration
with the laboratory of Pathology at Pavia University, and with the Max Delbruck Center for Molecular
Medicine (Berlin, Germany).
The researchers have revealed a new behaviour of a protein known as p21CDKN1A, “until now unsuspected,
Dr. Prosperi says”. p21 protein is used by the cells in the DNA repair process, because it is able to
immediately localize to sites where DNA damage has occurred. This behaviour is absent in cells obtained
from patients with genetic diseases characterised by deficiency in DNA repair, and also in tumour cells that
often lack this protein.
p21 protein was previously known for its ability to arrest cell proliferation following exposure of cells to
DNA damaging agents. This stop allows the cells to repair DNA damage and avoid that mutations in the
DNA will be transmitted to daughter cells. In fact, if not repaired, a damaged DNA will increase the risk of
tumour cells formation. Having established that p21 protein localizes to sites of DNA damage, implies that it
participates directly to DNA repair process, as shown by Dr. Prosperi research group. It therefore suggests
that p21 protein has additional roles in the cell defence against carcinogenic agents. This discovery will
further help to understand the mechanisms that cells use maintain a correct genetic information in the DNA,
and possibly to exploit such discovery in the anticancer drug development. In fact, some clinical studies
already point to the use of drugs that induce tumour cells that often lack p21 protein, to produce it.
New researches are in progress at the Institute of Molecular Genetics of CNR in Pavia, to understand how
p21 protein plays such a new role through the interaction with another important protein (PCNA) involved
in the DNA repair process.
Further information: Ennio Prosperi, Istituto di Genetica Molecolare, CNR, Pavia [email protected]
9 Eating frequency and adiposity in children
According to a study of the Institute of Food Science of the National Research Council of Italy, published in
the International Journal of Obesity, the higher the number of daily meals, the lower the degree of adiposity
in children.
Children who report to fractionate their daily energy intake in several meals showed lower body mass index
and waist circumference in comparison to children who have three or less meals per day. These are the main
findings of a study carried out in Southern Italy in a large sample (n=4000) children aged 6 to 11 years who
were screened for obesity in the framework of the ARCA (Alimentazione nella Regione CAmpania) Project;
the study was carried out by the Institute of Food Science, CNR, in co-operation with the Department of
Agriculture of the Campania Region and the local National Health Service Authorities (ASL AV 1, ASL AV
2 and ASL NA 5). The results were published in the International Journal of Obesity.
The number of daily meals was also found to be inversely associated to blood pressure: however, the
association was no longer significant adjusting by body mass index or other adiposity indices.
The attitude in having breakfast regularly has been proposed to help in keeping body weight under control in
children; however, it has been hypothesised that also the so-called ‘fourth meal’ could exert additional
beneficial effects.
Available studies in adults suggest that the higher the number of daily meals, the lower the intake of energy
from fats or even the total energy intake. Another possibility is that fractionating the energy intake in several
meals would reduce the insulin peak that follows each meal, thus reducing the lipothrophic activity of the
hormone. However, all the proposed mechanisms may coexist and also be integrated in a "healthier lifestyle"
that has been also proposed as a feature associated with the attitude to eat more frequently during the day.
The present study does not allow drawing cause-effect relationships and further studies on this issue are
warranted; however, our findings may be relevant in the early prevention of childhood obesity.
Ref. Int J Obes 2006 Jul;30(7):1166-9. Epub 2006 Feb 7.
Further information: Gianvincenzo Barba, Institute of Food Science, CNR, Avellino (Italy)
[email protected]
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CANBERRA
9 "My Heart": understanding my ischemic heart disease
Given the complexity of medicine and healthcare today, patients need to become the conscious and
informed counterpart to each and every medical decision concerning the diagnostic and therapeutic process
of their disease, becoming their own promoters for future measures of prevention. Yet, despite the great
advances in the medical field, communication between healthcare providers and users often remains a
secondary issue.
In order to close this gap in communication, "My Heart" project aimed to provide patients an easy
multimedia communication tool that could translate the "obscure" language of cardiology discharge reports
into an immediate and comprehensible message.
With this program patients can interactively access and explore in a plain yet scientifically rigorous way the
basic explanations on the nature and mechanisms of their cardiac disease; patients can also see a detailed 3D,
dynamic virtual picture of their diseased heart and all the technological findings and the clinical reasoning
that lead to the diagnostic and the therapeutic medical decisions.
The information is divided into 5 chapters that can be browsed according to the patient’s interest on topics
and details. The opening chapter "my heart" describes the patient’s heart condition; at this chapter the
patient can access the subheadings: diagnosis, therapy, and lastly, future medical appointments or tests. At
the chapter "the heart" the patient will find explanations on the medical jargon that doctors use to describe
their condition. This will help understand the referrals and results of their medical examinations, and overall,
what ischemic heart disease really is. The chapter is divided into two modules: the first describes the basic
concepts on heart function and circulation, the second offers a brief glossary of cardiologic terms.
The software, developed using Flash Macromedia technology, can be distributed on cd or via web.
In conclusion, the program translates and re-elaborates complex medical information into a simple
comprehensible message for patients with ischemic heart disease. Above all, it provides patients the linguistic
and cultural tools to understand the language and medical information that will make them become an active
part in treatment of their disease.
Further information: Giuseppe Andrea L'Abbate: Istituto Fisiologia Clinica – CNR – Pisa.
[email protected] web: www.pallus.it
9 Improved bean for a better human nutrition and health
Beans are an important source of proteins in the human diet in many regions of the world. Unfortunately,
beans contain also some antinutritional components such as phytic acid that adversely affects the nutritional
quality of the seeds. In particular, phytic acid acts as an antinutrient since it can form complexes with
minerals, reducing their digestive availability. Indeed, when bound to phytic acid, minerals are hardly or not
absorbed in the intestine and are largely excreted, resulting in iron and zinc deficiencies, especially in
developing countries where food is mainly based on seeds.
However this problem is going to be alleviated- thanks to a joint research carried out by three Italian groups
of scientists belonging to the Institute of Crop Biology and Biotechnology-CNR, Milan, the Research
Institute of Vegetal Crop-CRA, Lodi and the Department of Genetic and Microbiology, University of Pavia.
Using a chemical substance, ethyl methanesulfonate (EMS), able to produce genetic mutations with a
frequency from 100 to 1,000 times higher than spontaneous ones, beans with phytic acid content reduced by
about 70% have been obtained. These super-nutritional beans, that are not OGM since no foreign DNA has
been introduced, are now under evaluation. Preliminary results have been presented at an International
Meeting held in Salta, Argentina (http://www.biol.unlp.edu.ar/phaseomicsIV/abstracts.htm).
Further information: Incoronata (Tella) Galasso, CNR Istituto di Biologia e Biotecnologia Agraria (IBBA);
[email protected]
homepage: http://www.ibba.cnr.it/pspg/
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CANBERRA
ENVIRONMENT AND EARTH SCIENCES
9 Swampy cane-based depurators (Phragmites australis)
A new system for on site treatment of urban sewage sludge is presented by a research group of the Consiglio
Nazionale delle Ricerche (CNR) working at the Istituto per lo Studio degli Ecosistemi (ISE) of Pisa. The
treatment system is based on a common and ubiquitarious swampy cane named Phragmites australis. The P.
australis is planted on a porous gravel bed which received bi-monthly about 5-10 cm of liquid sludge. Sewage
sludge is dewatered through the evapo-transpiration process activated by plant leaves, and stabilised through
mineralization-humification processes activated by the microorganisms colonising the plant root
environment. This natural system – Brunello Ceccanti and Grazia Masciandaro said - enables to reduce the
sludge volume of about 80% per year thus representing an ecological and cost-effective strategy to recycle
sewage sludge into high-value humus.
Further information: Brunello Ceccanti and Grazia Masciandaro Istituto per lo studio degli ecosistemi (Ise)
CNR, Pisa, [email protected]
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CANBERRA
SPACE
9 PAMELA goes to space: it will explore antimatter and dark matter to unravel the
mysteries of the universe.
Searching for antimatter and dark matter in Space: this is Pamela’s mission. Pamela was launched into orbit
on June 15th from the cosmodrome of Baikonur, in Kazakhstan. The launch took place at 14.00 am local
time 10.00 am Italian time).
Pamela, (Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics) will stay in Space for at
least three years, on a quasi-polar elliptic orbit between 300 and 600 kilometres from the ground. Pamela is
the result of a collaboration among Russian research institutes, Russian Space Agency and the Italian
National Institute for Nuclear Physics, with the participation of Italian Space Agency and the contribution of
German and Swedish space agencies and universities.
Antimatter and dark matter are some of the most controversial and fascinating issues that modern physics is
facing. Actually, today we know that 5% only of the universe is constituted of the matter which is familiar to
us, that is to say the one made up of protons, neutrons end electrons. It is estimated that 70% of what exists
in the cosmos is constituted of an invisible and homogenous substance called “dark energy”. The remaining
25% would be instead composed of dark matter, constituted of particles which are very different from
ordinary matter. These particles, still unknown under certain respects, don’t aggregate in celestial bodies.
Antimatter is very rare in our universe, but according to the most reliable theories, after the Big Bang there
was the same amount of antimatter and matter. Afterward, matter and antimatter would have been
annihilated almost at once in a burst of energy. Surprisingly, a very little percentage of matter was left over
from this process: such a small quantity of matter now forms stars, planets, ourselves and everything we
know. If the amount of antimatter was the same as the amount of matter, why did only a part of matter
remain? What is the difference between the two? Casting light on these questions will be part of the
challenges that Pamela is going to face into Space. But how will it do it?
Pamela will investigate on dark matter and antimatter by studying cosmic rays: energetic particles of different
nature coming from Space and carrying important information on the cosmic source that generated them,
and as a consequence, on its origin and evolution. In particular Pamela will measure flux, energy and
characteristics of galactic, interplanetary and solar cosmic rays with a precision never reached before.
The instrument is nearly 500 kilos; its dimensions are the ones of a parallelepipedon 1.3 metres tall with a
square base whose side is 75 centimetres long. It is essentially composed of a large magnet equipped with a
remarkable number of detectors which can identify the particles that cosmic rays are made up of, can trace
their trajectories and measure their energy. Finally, sophisticated electronic devices for detectors’ reading,
equipment management, and connection with communication systems of the satellite complete the
apparatus.
Thanks to the sophisticated equipment of Pamela, it will be possible for the first time to make long period
observations, avoiding atmosphere interference, with which cosmic rays interact. Only instruments settled on
stratospheric balloon, and once also on the Space Shuttle, traced this kind of data, but only for a short
period.
“The launch of Pamela is a very exciting moment for the whole collaboration. It represents the crowning
achievement of long years of study realized by a large number of researchers, mainly young. At the moment,
Pamela is the most advanced instrument for this field of astrophysics. When Pamela will get into orbit, the
second and most amazing part of its scientific adventure will begin, with the aim of discovering some of the
most intriguing and complex mysteries of the universe” says Piegiorgio Picozza, director of Inf section of
Tor Vergata, who coordinated the activity of Infn sections of Florence, Naples, Trieste, Bari, National
Laboratories of Frascati, and of the international collaboration.
Simonetta Di Pippo, director of the Observation of the universe department at Italian Space Agency and
actual president of the joined committee Asi/Infn, comments on the forthcoming launch: “Pamela is
inserted in a very rich set of experiments and mission at Asi. This is a strategic line outlined in the National
Aerospace Plan which intends to study high energy particles using the most powerful accelerator we have:
our universe. I am talking about Swift, in orbit since a year and a half with a very strong contribution of Asi.
And I am talking about the Ams observatory , which is the result of a collaboration with several countries.
Amongst them Italy, with Asi and Infn, has a very important position. We have a strong synergy with Infn:
we also collaborated for Glast, the Nasa observatory that will be launched next year. In this project Italy
contributed with the 16 silicon towers of Lat (Large Area Telescope), again with Infn. A very important and
surely successful collaboration. We expect many important results from the Pamela mission”.
Taken from: http://www.infn.it/indexen.php. Istituto nazionale di fisica nucleare.
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CANBERRA
9 ALOS satellite snaps Europe
ESA has for the first time acquired and processed images sent by ALOS – Japan's four-tonne satellite
dedicated to land-based Earth Observation – including views of Italy, The Netherlands and Norway.
ESA is supporting ALOS as a 'Third Party Mission', which means the agency is utilising its multi-mission
ground segment of existing European facilities and expertise to acquire, process and distribute data from the
satellite.
"We have received high-quality data from ALOS, and our team has worked extremely hard and done a great
job acquiring and processing the images. We are very excited about the future data we will receive from
ALOS and think they will be very beneficial to users," ESA's Third Party Mission Manager Bianca Hoersch
said.
ALOS captured the image of Naples, Italy, with its Advanced Visible and Near Infrared Radiometer type-2
(AVNIR-2), which is designed to chart land cover and vegetation in visible and near infrared spectral bands.
The images of The Netherlands and Norway were captured by the Phased Array type L-band Synthetic
Aperture Radar (PALSAR) instrument – a microwave radar instrument that can acquire observations during
both day and night and through any weather conditions.
The images were acquired on 28 April and 1 May 2006 at Kiruna Esrange and were processed at ESRIN,
ESA's Earth observation centre in Frascati, Italy.
In addition to these instruments, ALOS also carries the Panchromatic Remote-sensing Instrument of Stereo
Mapping (PRISM), which can observe selected areas in three dimensions, down to a high 2.5-metre spatial
resolution.
ALOS – delivered into a 700-kilometre polar orbit on 24 January 2006 from the Tanegashima Space Centre
in Japan – is now in its nine-month Commissioning Phase.
Based on a cooperative agreement with the Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), ESA is hosting
the ALOS European Data Node (ADEN), delivering near-real time and offline data to scientific and
operational users across Europe and Africa. In order to deliver this, ESA has set up a Commissioning Phase
Ground segment for ALOS with Kiruna Esrange, operated by the Swedish Space Corporation (SSC) as the
downlink station.
Data from Kiruna is transferred electronically to ESRIN and is processed in a shared approach between
ESRIN and the Neustrelitz Station, located in Germany, operated by the German Space Agency (DLR).
ESA will continue to test the ground segment chain from acquisition to archiving, processing and
distribution with more regular downlinks scheduled to begin in late May. In addition to receiving data
directly from ALOS, ESA will start to receive data offline from JAXA via media at the same time. The data
volume is estimated to be around 200-250 Gigabytes daily, covering the ADEN zone.
When ALOS enters its Operational Phase, ESA will set up a larger ground segment with various acquisition
stations and archives to provide optimal coverage over the ADEN zone. Operational ALOS data
distribution from ESA will begin in November 2006.
An ESA Announcement of Opportunity for scientific use of ALOS data has already received 150 proposals,
with 139 coming from ESA Member States, requesting a total of 26 000 ALOS products along with 14 000
products from ESA's ERS-2 and Envisat satellites as well as other Third Party Missions.
"Regular Category-1 data access – requested by scientists for further research projects – will be open at
reproduction cost to the scientific and pre-operational user community for proposal submission from July,"
Hoersch said.
Operational and commercial users will be able to receive ALOS data via commercial distribution schemes.
ALOS data will also be available for Global Monitoring for Environment and Security (GMES), the joint
initiative by ESA and the European Union to develop an independent environmental monitoring capability
for Europe.
Taken from: http://search.eurekalert.org
Contact ESA: Mariangela D'Acunto [email protected]
9 Magic telescope finds out a high-energy gamma-ray emission: they are produced by
microquasars.
The observation through Magic telescope (Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov) of a
periodic emission of high-energy gamma ray produced by microquasars was announced on May 18th on
“Science on line” and it will be published on the June number. Microquasars are binary systems formed of an
ordinary star, more massive than the Sun, and of a compact heavenly body (a neutron star or a black hole).
The study provides new, important indications on microquasars, quasars (their older brothers) and gamma
rays characteristics. Magic is the largest gamma-ray telescope ever built and it is the result of an international
collaboration in which Italy is represented by Italian Institute for Nuclear Physics and by Padua Pisa, Siena,
Trieste and Udine Universities.
87
Agosto 2006
CANBERRA
In microquasrs the massive ordinary star and the compact heavenly body are bound one each other by the
gravity force and they orbit around a common focus. When the two bodies are enough closed, the mutual
tide effect can cause a sudden matter transfer from the ordinary star to the compact companion. A part of
the gravitational energy released through this exchange is transformed in mechanical energy, producing
particles spurt, “shoot” to a speed that is nearly close to the light speed and with a spectacular radiation
emission. This last one is the radiation observed by Magic. Microquasars are supposed to be a smaller kind of
quasars, in which one of the two elements, is formed not of a neutron star or a black hole, but of a
supermassive black hole equal to millions of solar masses. Quasars emit particles and gamma radiations
spurts as microquasars. For the firsts the formation and emission process requires very long times, in the
order of years, for the seconds only few days: a period that permits to study the phenomenon easily.
Magic has studied one of the about 20 known microquasars, indicated with the contraction LS I +61 303, at
different phases long their orbit. Gamma ray flashes have been detected clearly and it has been pointed out
that they endure periodic variations connected with the movements of the two stars along their orbit. This
indicates that gamma emission is directly connected with the interaction between the two stars the binary
system is composed of. Furthermore Magic study induces to think that the high-energy gamma emission is a
common characteristic for all microquasars.
“Magic result confirms one more time the great interest on gamma rays. They are the highest-energy
radiation ever observed and they are generated during the most violent cosmic phenomena, such as
supernovae explosions, gamma-ray flashes and quasars. Gamma rays provide direct and precious information
about the processes that generated them. For this reason they are extremely important for the modern
astroparticlephysics” explains Alessandro De Angelis, Magic coordinator for Italy and coordinator of the
physics of the experiment.
Magic is the result of a large international collaboration: this includes 130 researchers coming from Germany,
Spain, Italy, Switzerland, Poland, Armenia, Finland, Bulgaria and United States. It is located at the Roque de
los Muchachos Observatory, La Palma Island, in the Canaries Archipelago. Its mirror has a diameter of 17
metres and it is able to detect gamma rays through short light flashes that are produced when gamma-rays
cross the atmosphere (Cherenkov light).
Another Magic telescope is under construction at about 80 metres far form the first: Infn and the Italian
Universities of Padua, Pisa, Siena, Trieste and Udine are responsible for the optics, the most large in the
world and of part of the electronics.
Taken from: http://www.infn.it/indexen.php. Istituto nazionale di fisica nucleare
Further information: http://magic.mppmu.mpg.de
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Agosto 2006
CANBERRA
PROGRAMMA DELLE CONFERENZE IN AUSTRALASIA NEL 2006
August 6 – 10, 2006, 11th International Congress of Human Genetics, Brisbane Convention & Exhibition Centre,
Brisbane, Australia, Contact: Secretariat: c/- ICMS Pty Ltd, 82 Merivale Street, South Bank, Queensland 4101, Australia.
Tel: +61 7 3844 1138 , Fax: +61 7 3844 0909, email: [email protected], web: http://www.icms.com.au/ichg2006.
August 20 – 25, 2006, 8th International Congress on Plant Molecular Biology, Adelaide, SA. Sally Jay
Conferences, ISPMB 2006, PO Box 2331, KENT TOWN SA 5071 AUSTRALIA, Telephone +61 8 8362 0038 ,
Facsimile
+61
8
8362
0038,
E-mail:
[email protected],
http://
www.sallyjayconferences.com.au/ispmb2006
August 22 – 25, 2006, INORMS, Internationalisation of Research 2006, Brisbane, QLD. Hoteliers International,
PO Box 12563 George Street Post Shop, Brisbane QLD 4003, Tel: +61 (0)7 3210 1646, Fax: +61 (0)7 3210 1606,
Email: [email protected], web: http://www.inorms2006.com
August 27 - 31 2006, 13th International Meeting on Hepatitis C Virus & Related Viruses. Cairns Convention
Centre, Cairns, Australia. Contact: c/- ICMS Pty Ltd, 84 Queensbridge Street, Southbank, Victoria 3006, Australia,
Telephone: +61 3 9682 0244 , Facsimile: +61 3 9682 0288. web: Homepage: http://www.icms.com.au/hepatitis2006
August 28, September 1, 2006, Australian Society for Fish biology 2006, Hobart, Tas. Conference Design Pty Ltd,
PO
Box
342,
Sandy
Bay
Tasmania
7006,
Australia,
email:
[email protected],
web:
http://www.cdesign.com.au/asfb2006/
August 30, September 2, 2006, XII World Congress of the International Federation for the surgery of obesity,
Sydney, NSW. Contact: c/o The Meeting Planners 91 - 97 Islington Street Collingwood, Victoria, Australia, 3066 Tel:
+61 3 9417 0888, Fax: +61 3 9417 0899, email: [email protected], http://www.ifso2006.com.au
September 10 – 14, 2006, 17th International Association for Child and Adolescent Psychiatry and Allied
Professions Congress 2006, Melbourne Convention Centre, Melbourne, Australia. Contact: Secretariat: c/- ICMS Pty
Ltd, 84 Queensbridge Street, Southbank, Victoria 3006, Australia. Tel: +61 3 9682 0244 , Fax +61 3 9682 0288, email:
[email protected], web: http://www.iacapap2006.com/.
September 10 – 14, 2006, ISBRA 2006 World Congress on Alcohol - From Science to Treatment, The Wentworth
Sydney, Sydney, Australia. Contact: Secretariat: c/- ICMS Pty Ltd, 3rd Floor, 379 Kent Street, Sydney, NSW 2000,
Australia. Tel: +61 2 9290 3366 , Fax +61 2 9290 2444, email: [email protected], web:
http://www.isbra2006.com/
Towards
an
October
11-13,
2006,
http://www.ainse.edu.au/fusion/workshop.html
Australian
involvement
in
ITER,
Sydney,NSW.
October 11-14, 2006, 18th Annual Conference of the Autralian Society of HIV Medicine. Melbourne, VIC.
Australasian Society for HIV Medicine, Locked Bag 5057, Darlinghurst NSW 1300, Ph: +61 2 8204 0770, Fax: +61 2
9212 4670, Email: [email protected], Website: www.ashm.org.au/conference
October 18-22, 29th National Conference of the Australian Association for Cognitive and Behavioural
Therapy, Sydney, NSW. Contact: 29th National Conference Committee, AACBT (NSW), PO Box 332, Camperdown
NSW 1450, email: [email protected], web: http://www.aacbt.org.au/conference
October 18 - 22 2006, 10th International Criminal Law Congress, Burswood International Resort Casino, Perth,
Australia . Contact: c/- ICMS Pty Ltd, 84 Queensbridge Street, Southbank, Victoria 3006, Australia. Telephone: +61 3
9682 0244, Facsimile: +61 3 9682 0288, web: http://www.icms.com.au/crimlaw
November 20-24, 2006, The 13th Australasian Remote Sensing and Photogrammetry Conference, National
Convention Centre, Canberra. Contact: Conference Organiser: ICMS Pty Ltd, GPO Box 2200, Canberra ACT
2601, Australia, Telephone: +61 2 6257 3299 , Facsimile: +61 2 6257 3256, Email: [email protected], web:
http://www.arspc.org/
89
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CANBERRA
December 3-8, 2006, Australian Institute of Physics 17th National Congress, Brisbane, QLD. Contact: ICMS
Pty Ltd, 88 Merivale Street, South Bank, Queensland 4101, Australia. Telephone: +61 7 3307 4000 , Facsimile: +61 7
3844 0909, email: [email protected], web: http://www.aipc2006.com/
December 4-8, 2006, the 19th Australian Joint Conference on Artificial Intelligence. Hobart TAs. Contact:
http://www.comp.utas.edu.au/ai06/
December 10 - 13 2006, Vth World Congress of the International Academy of Cosmetic Dermatology,
Melbourne Convention Centre, Melbourne, Australia. Contact: Telephone: +61 3 9682 0244 , Facsimile: +61 3 9682
0288, c/- ICMS Pty Ltd, 84 Queensbridge Street, Southbank, Victoria 3006, Australia, web: http://www.iacd2006.com
90
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PRINCIPALI SITI WEB
Siti d’interesse scientifico
Anglo-Australian Observatory
AusIndustry
Australian Antarctic Division
www.aao.gov.au/
www.ausindustry.gov.au\
www.antdiv.gov.au
Australian Institute of Marine Science
(AIMS)
www.aims.gov.au
Australian Nuclear Science and
Technology Organisation (ANSTO)
www.ansto.gov.au/
Australian Academic and Research
Network
www.aarnet.edu.au/
Australian Research Council
Bureau of Meteorology
CSIRO
Cooperative Research Centres
Defence Science and Technology
Organisation (DSTO)
Department of Industry, Tourism and
Resources
www.arc.gov.au/
www.bom.gov.au/
www.csiro.au/
www.crc.gov.au
www.dsto.defence.gov.au/
www.industry.gov.au/
Department of Agriculture, Fisheries and
Forestry – Australia
www.affa.gov.au/
Department of Education Science and
Training (DEST)
www.dest.gov.au
Environment Australia
www.ea.gov.au
EPA New South Wales
www.epa.nsw.gov.au
EPA Queensland
www.epa.qld.gov.au
EPA Western Australia
www.epa.wa.gov.au
EPA South Australia
www.epa.sa.gov.au
EPA Northern Territory
www.epa.nt.gov.au
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www.epa.vic.gov.au
EPA Victoria
www.feast.org
Feast (Forum for European-Australian
Science and Technology cooperation)
www.ga.gov.au/
Geoscience Australia
www.gbrmpa.gov.au/
Great Barrier Reef Marine Park Authority
(GBRMPA)
IPAustralia
www.ipaustralia.gov.au/
www.lwa.gov.au/
www.ephc.gov.au/
Land and Water Australia
National Environment Protection Council
National Health and Medical Research
Council (NHMRC)
www.health.gov.au/nhmrc/
www.nsc.gov.au/
National Standards Commission
Informazioni generali sull’Australia
Australian Bureau of Statistics
Australian Federal Government
Entry Point
Australian Universities
www.abs.gov.au
www.fed.gov.au
www.avcc.edu.au
Principali fonti d’informazione australiane
Australian Financial Review
Sydney Morning Herald
The Age
The Australian
Australian Broadcasting
Corporation, Science Programs
www.afr.com.au
www.smh.com.au
www.theage.com.au
www.theaustralian.com.au
www.abc.net.au/science
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Ambasciata d`Italia - Publications for Italian and Australian

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