Hypatia è organizzato in azioni multiple, definite allo scopo di integrare al meglio le diverse competenze e raggiungere gli obiettivi del progetto. Le attività sono raggruppate in quattro azioni principali (WPs), interconnesse le une alle altre e definite secondo un preciso quadro temporale.

Le azioni più importanti si riferiscono alla sintesi di nanoapatiti e al relativo scale-up, alla loro caratterizzazione chimico-fisica mediante tecniche avanzate e specifiche per nanomateriali, ai test controllati su piante di grano, alla disseminazione delle attività realizzate nell’ambito del progetto e all’esplorazione di future applicazioni dei nanofertilizzanti su scala industriale.

WP1: Sintesi e caratterizzazione chimico-fisica di nanoApatiti ingegnerizzate

Questo WP si occupa della preparazione di nanoApatiti ingegnerizzate (E-nAP) ed arricchite in azoto (N), della loro caratterizzazione mediante tecniche convenzionali di laboratorio e dello studio delle cinetiche di rilascio dei macronutrienti.

Risultati Attesi

  • Nanoparticelle di E-nAp a dimensioni e forme controllate, arricchite con ioni NO3e NH4+
  • Nanoparticelle di E-nAp funzionalizzate alla superfice con urea
  • Studio in vitro delle cinetiche di rilascio di NPK

WP2: Caratterizzazione di E-nAp in termini di struttura, dimensione e morfologia, mediante Tecniche di Scattering a Raggi X e di Luce

I vari lotti preparati nell’ambito delle attività WP1 e WP3 saranno caratterizzati mediante tecniche non convenzionali basate su Scattering a Raggi X e mediante Scattering di Luce, sia statico che dinamico, e Turbidimetria a lunghezza d’onda multipla. I seguenti acronimi inglesi saranno usati nel prosieguo: WAXTS (Wide Angle X-ray Total Scattering), SLS e DLS (Static e Dynamic Light Scattering), MWT (Multi Wavelength Turbidimetry).

Questo WP è organizzato in due azioni principali:

  • Esperimenti con luce di sincrotrone e caratterizzazione strutturale, di forma e dimensione di nanoparticelle di E-nAp mediante WAXTS
  • Caratterizzazione di forma e dimensione di nanoparticelle di E-nAp mediante SLS/DLS/MWT

Misure di diffrazione con luce di sincrotrone saranno effettuate presso la stazione MS-X04SA della Swiss Light Source (SLS) e l’analisi dei dati WAXTS sarà condotta con il metodo della Debye Scattering Equation (DSE). Tutti i modelli di calcolo saranno sviluppati all’interno della Suite di programme Debussy (debussy.sourceforge.net).

Scattering di luce da sorgenti laser, in modalità statica e dinamica complementari, sarà utilizzato per studiare la stabilità di nanoparticelle di E-nAP in sospensione, in termini di agglomerazione, dissoluzione e sensibilità a temperature, pH e grado di salinità.

Risultati Attesi

  • Protocolli per raccolta/riduzione dati, per esperimenti con E-nAp e tecniche WAXTS e LS.
  • Modellizzazione di nanoparticelle di E-nAp e determinazione della struttura cristallina alla scala atomica, delle dimensioni e delle morfologie, alla scala nanometrica, mediante WAXTS-DSE
  • Algoritmi di inversione per segnali LS di aggregati di E-nAp, e determinazione delle dimensioni e loro distribuzione.

WP3: Scale-up, Test in Camera di Crescita e in Serra

Questo WP prevede tre attività principali relative allo scale-up in laboratorio della sintesi di E-nAp, per applicazioni alla scala industriale, ai test controllati su piante, effettuati in camera di crescita e in serra, e alla misurazione di parametri fisiologici.

Risultati Attesi

  • Procedura per lo scale-up di nanoparticelle di E-nAp
  • Report sui risultati di test controllati su piante di grano
  • Report su misurazione di parametri fisiologici

WP4: Management, disseminazione, formazione

Questo WP si occupa delle attività di gestione del progetto e di varie iniziative dedicate alla disseminazione e alla formazione. L’intero Team di HYPATIA sarà coinvolto nella diffusione dei risultati scientifici e tecnologici, tramite la partecipazione a workshops e conferenze, e nelle attività di disseminazione a vario livello, veicolate attraverso il sito web ed i social media. I giovani ricercatori del Team saranno fortemente supportati ed incoraggiati nel perseguire tali attività.

Un piano per la disseminazione, già delineato e disponibile, fornisce le linee guida per queste attività, al fine di garantire nel modo più efficace la diffusione delle stesse e dei risultati del progetto presso i vari soggetti interessati, la comunità scientifica, i cittadini.

Risultati Attesi

  • Piano per la disseminazione
  • Sito Web del progetto
  • Pubblicazioni
  • Creazione di accounts su Social Media
  • Conferenze
  • Piano per potenziale utilizzo industriale