SMILEY

Smart nano-structured devices hierarchically assembled by bio-mineralization processes

Responsabile: Anna Tampieri
Personale coinvolto: Simone Sprio, Monica Sandri

Gestione amministrativa/rendicontazione: Laura Mengozzi

Data di inizio: 01/12/2012
Durata: 48 mesi
Finanziamento totale: 3.996.103 €
Action: CP-FP 310637-2
Coordinatore: Anna Tampieri (CNR-ISTEC)
Consorzio: CNR-ISTEC (IT), University of Leeds (UK), Friedrich-Schiller Universitat Jena (DE), Instytut Wlokien Naturalnich I Roslin ZIelarskich (PL), Finceramica Faenza (IT), Laboratoire d’Evaluation des Materiels Implantables SA (FR), University of York (UK), Pollution Srl (IT)

SMILEY mira a sviluppare e applicare un approccio “bottom-up” per costruire dispositivi nanostrutturati con proprietà multifunzionali intelligenti: bio-mineralizzazione, autoassemblaggio, auto-organizzazione sono un insieme di fenomeni concomitanti, ispirati dalla natura, che saranno opportunamente indirizzati alla generazione di building blocks elementari di dimensioni nanometriche organizzati in dispositivi macroscopici per l’applicazione nei campi biomedicale, energia ed EHS (Ambiente, Salute, Sicurezza). SMILEY sfrutterà la capacità di tale cascata di processi bio-ispirati di formare nano-compositi ibridi complessi, a partire da materie prime abbondanti e sicure per l’ambiente come polimeri e fibre naturali, le cui caratteristiche e organizzazione sono mediate dall’attivazione di meccanismi di controllo e confinamento strutturale che conferiscono ai dispositivi finali funzionalità definite. I processi di autoassemblaggio e mineralizzazione, scalati per la realizzazione di impianti pilota, saranno diretti per ottenere nano-compositi ibridi porosi 3-D da utilizzare come:

1. filtri per la purificazione dell’aria da nanoparticelle;
2. dispositivi biomedici che presentano alta mimesi con tessuti duri umani, indirizzati alla rigenerazione dentale;
3. dispositivi fotovoltaici integrati fibrosi.

I meccanismi di controllo inerenti all’intero processo consentiranno di stabilire una piattaforma tecnologica basata su una tecnologia altamente ripetibile, scalabile ed economica per la produzione di dispositivi multifunzionali con un elevato impatto economico, ambientale e sociale. Ciò rappresenterà anche una prova di concetto per l’ulteriore sviluppo di dispositivi intelligenti ottenuti mediante processi di autoassemblaggio di ispirazione biologica; a questo proposito, saranno preparate tabelle di marcia per uno sfruttamento industriale più ampio, sulla base delle conoscenze acquisite durante lo svolgimento di SMILEY.

BREVETTI:

• WO/2018/158684. Filter for the exchange of heat and moisture for application in the medical field and procedure for the production thereof.
  Inventori: Sandri M, Tampieri A, Sprio S
  Registration date: 27/02/2018. CA3054489 (A1) ― 2018-09-07. US application: 30.01.2020
• WO/2017/153888. Physical solar filters consisting of substituted hydroxyapatite in an organic matrix
  Inventors: Tampieri A, Sandri M, Sprio S.
  Registration date: 07/03/2016. Serial: PCT/IB2017/051290.
• WO2017/153888. Composite material made of organic substrates and hydroxyapatite substituted with titanium and/or iron for use in dye sensitized solar cells
  Inventors: Tampieri A, Sandri M, Sprio S, Sanson A.
  Registration date: 07/03/2016. ITUA20161412 (A1) ― 2017-09-07

PUBBLICAZIONI:

• Adamiano A, Sangiorgi N, Ruffini A, Sandri M, Sanson A, Gras P, Grossin D, Francès C, Chatzipanagis K, Kroger R, Bilton M, Marzec B, Meldrum F, Varesano A, Sprio S, Tampieri A. (2017) Biomineralization of a titanium-doped hydroxyapatite semiconductor on conductive wool fibers. J Mater Chem B 5: 7608-7621.
• Chatzipanagis K, Baumann C, Sandri M, Sprio S, Tampieri A., Kroeger R. (2016) In situ mechanical and molecular investigations of collagen-apatite biomimetic composites combining Raman spectroscopy and stress-strain analysis. Acta Biomater 46: 278-285.
• Sprio S, Sandri M, Iafisco M, Panseri S, Adamiano A, Montesi M, Campodoni E, Tampieri A. (2016) Bio-inspired assembling/mineralization process as a flexible approach to develop new smart scaffolds for the regeneration of complex anatomical regions. J Eu Cer Soc 36(12): 2857–2867. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2016.01.005.