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Nanoscienze

Attività di ricerca

La Nanoscienza sta promuovendo attività di ricerca  di estremo interesse con una serie di applicazioni molto importanti in una vasta gamma di settori, dall'optoelettronica alla fotonica alla biomedicina.

Il programma di dottorato in Nanoscienza è progettato per formare gli studenti a svolgere attività di ricerca sperimentale e teorica in alcune delle più recenti ed entusiasmanti aree di ricerca scientifiche con un marcato carattere multidisciplinare in un ambiente internazionale. La lingua di lavoro del programma è l'inglese.

I laureati in fisica, biologia, chimica e altri settori scientifici, con una forte motivazione alla ricerca e all'innovazione, sono caldamente invitati a partecipare a questo programma che, come tutti i dottorati della SNS, non prevede tasse universitarie e offre borse di studio quadriennali nonchè finanziamenti alla ricerca anche fuori sede a tutti gli studenti selezionati.

Ricerca e formazione sono portate avanti in due aree principali:

  • Nanostrutture e nanodispositivi. Attività di ricerca sperimentale e teorica, in direzioni scientifiche selezionate, sulle proprietà elettroniche e ottiche delle nanostrutture e sulla loro applicazione in (opto) elettronica e fotonica con un'attenzione particolare al regime THz. Viene posto l'accento su (i) sistemi unidimensionali (sia nanofili semiconduttori che stati di bordo in sistemi che mostrano effetto Hall quantistico); (ii) grafene e altri materiali bidimensionali, la loro sintesi e le loro applicazioni. Specifiche linee di ricerca sperimentale e teorica in (ii) sono svolte in collaborazione con l'Istituto Italiano di Tecnologia (IIT). Un'ulteriore area di ricerca è dedicata al trasporto coerente di elettroni - anche nel caso di nanostrutture ibride superconduttore-semiconduttore - con particolare attenzione alle sue applicazioni nella teoria quantistica della informazione.
  • Biofisica su scala nanometrica con enfasi sulle applicazioni biomediche. Sviluppiamo e applichiamo (i) metodi avanzati di imaging ad alta risoluzione, (ii) nuove sonde ad alta efficienza e tecniche di marcatura basate su nanoparticelle, cromofori organici o proteine fluorescenti. Il lavoro di laboratorio è completato dal modeling molecolare e le metodologie sviluppate sono applicate anche nel contesto della diagnostica ‘Lab-on-a-chip’, in particolare con architetture basate sulla microfluidica attivata da onde acustiche di superficie. La ricerca include le metodiche di drug delivery con particolare attenzione ai meccanismi di endocitosi e di attraversamento delle barriere cellulari, vettori peptidici e nucleotidici (aptameri) per il targeting cellulare e subcellulare. In collaborazione con IIT sono disponibili progetti specifici sulla progettazione e la cristallografia di nanobiostrutture e la loro applicazione in ambito di nano-medicina.

La maggior parte degli studenti svolgerà la propria attività di ricerca all'interno del “National Enterprise for nanoScience and nanoTechnology” (NEST) e beneficerà della presenza non solo del personale di ricerca e dei docenti della Scuola Normale Superiore, ma anche di quello di scienziati e strutture dell'Istituto Italiano di Tecnologia (Centro per l'innovazione delle nanotecnologie) e del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Istituto Nanoscienze) che si trovano all'interno del NEST.

Il laboratorio è dotato di strutture all'avanguardia per la produzione e la caratterizzazione di nanostrutture e nanodispositivi e per la ricerca in nanobiofisica. Si lavora in stretta collaborazione anche con gruppi di neuroscienze e gruppi di chimica computazionale presso la Scuola Normale Superiore. La Fondazione Gabriele Monasterio fornirà competenze e attrezzature di rilevanza medica e clinica.

Attività didattica

L’attività didattica è suddivisa in lezioni e seminari (tutti tenuti in inglese). I dottorandi in Nanoscienze concorderanno annualmente con il Coordinatore del dottorato un piano di studi da presentare al Consiglio di Classe. Tale documento specificherà le attività di ricerca e formazione pianificate per l'anno accademico in corso. I corsi saranno scelti per ampliare il background degli studenti e approfondire aspetti specifici legati al progetto di tesi di dottorato. I dottorandi devono frequentare almeno tre corsi e superare gli esami corrispondenti. Agli studenti può essere richiesto di seguire un corso del programma di laurea, per colmare alcune lacune nella loro preparazione e questi possono essere o meno in aggiunta ai tre corsi obbligatori di cui sopra (si valuterà caso per caso).

Alla fine del primo anno si prevede che gli studenti, in stretta consultazione con il Coordinatore e con l'approvazione del Consiglio di Classe, scelgano il relatore e il progetto della propria tesi. Alla fine del secondo e del terzo anno, gli studenti di dottorato devono presentare una relazione scritta sulla ricerca svolta e sui risultati raggiunti fino a quel momento, insieme alle pubblicazioni prodotte.

La relazione sarà discussa durante una presentazione orale davanti a un gruppo di esperti nominati dal Consiglio di Classe. Gli studenti saranno successivamente ammessi all'anno successivo.

In base alle esigenze di ricerca, gli studenti sono incoraggiati a trascorrere periodi di studio e ricerca presso istituzioni italiane e straniere. Tutti gli studenti del 1°, 2° e 3° anno, alla fine di ogni anno, prenderanno parte a un seminario "La giornata del dottorato", in cui discuteranno riguardo ai progressi del loro lavoro, di fronte ai loro colleghi e docenti.