| descrizione: | Il corso di dottorato si prefigge l'obiettivo di formare i futuri dottori di ricerca nelle competenze inerenti alla modellistica e lo sviluppo di metodologie per l'ingegneria proiettata verso le tematiche caratteristiche della transizione energetica e della sostenibilita`. L'ampio spettro di competenze che caratterizzano i docenti appartenenti al Collegio e la loro consolidata esperienza in progetti nazionali ed internazionali sui temi della sostenibilita` ambientale, consentira` di promuovere un ambiente di formazione e di ricerca fortemente multidisciplinare, caratterizzato da una continua e profonda interazione tra i diversi settori. Gli studenti del corso potranno sviluppare progetti di ricerca sulle tematiche proprie degli ambiti disciplinari di scienza e tecnologie dei materiali, fisica della materia, meccanica del volo, fotonica, acustica, la scienza dei sistemi complessi, elettrotecnica, fluidodinamica, conversione statica dell'energia elettrica ed azionamenti elettrici, controlli automatici, bioingegneria, telecomunicazioni, costruzioni e strutture aerospaziali, arricchendo e approfondendo le loro conoscenze anche su argomenti funzionali all'arricchimento delle loro capacita` di sviluppo metodologico, quali l'ottimizzazione multidisciplinare robusta in presenza di incertezze, la fisica matematica, le teoria delle reti e dei sistemi complessi, la computational intelligence applicata all'ottimizzazione e all'identificazione di modelli fisici non lineari. Nell'ambito della sostenibilita`, di interesse per il dottorato sara` anche il tema della mobilita` integrata e delle discipline ad esso collegate, quali, ad esempio, i trasporti e le infrastrutture. L'intensa attivita` di ricerca internazionale svolta dei docenti afferenti al Collegio, testimoniata dalle pubblicazioni e dai numerosi progetti conclusi o in essere con enti di ricerca, aziende e istituzioni accademiche, consentira` ai dottori di ricerca di operare in un contesto di forte internazionalizzazione, tramite il quale potranno creare reti di conoscenza, beneficiare di diversi approcci metodologici, e trarre vantaggio dalla presenza di una rete di laboratori dove poter condurre l'attivita` sperimentale. Il progetto verra` arricchito dalle influenze che proverranno dalle attivita` didattiche e di ricerca svolte in sinergia con Polo di Ostia nel campo delle energie rinnovabili marine, quali a titolo di esempio l'eolico ed il fotovoltaico off-shore e near-shore, gli impianti di generazione che sfruttano maree, correnti marine e moto ondoso e i veicoli marini autonomi per il monitoraggio ambientale o il supporto a operazioni di soccorso. Per il 40° ciclo di formazione dottorale, il collegio dei docenti, nel confermare l’elegibilità di qualsiasi progetto che rientri nelle tematiche generali sopra descritte, ha identificato alcuni temi chiave che rivestono particolare interesse nel quadro dei molteplici progetti di ricerca in essere. Oltre ai temi specifici legati alle borse cofinanziate da fondi PNRR e da progetti HE (descritti in dettaglio nella sezione specifica del bando) sono stati individuati i seguenti temi:
1. Spettroscopia Brillouin per l’analisi delle proprietà meccaniche della materia. I l progetto di dottorato ha come obbiettivo quello di implementare dispositivi e sistemi di controllo innovativi per la spettroscopia e microscopia Brillouin. Il progetto prevede anche l’applicazione della spettroscopia Brillouin tramite un setup ottico state-of-the-art sviluppato in collaborazione con un’azienda leader del settore, sull’analisi delle proprietà meccaniche di sistemi biologici (come cellule, batteri e tessuti) e di materiali inorganici emergenti.
2. Caratterizzazione multi-scala e multi-tecnica di materiali avanzati per l’elettrificazione del veicolo. In questo progetto di dottorato, lo studente svilupperà, in stretta collaborazione con un’azienda leader del settore, nuovi metodi per la caratterizzazione multi-scala e multi-tecnica di materiali avanzati e sostenibili per il settore automotive, essenzialmente basati sull’utilizzo combinato di tecniche di nanoindentazione e microscopia a fascio ionico focalizzato (FIB). L’impatto atteso da questo progetto è di assoluta rilevanza industriale, in quanto lo sviluppo di nuovi metodi di caratterizzazione dei materiali ad alta risoluzione potrà permettere una significativa riduzione dei tempi di commercializzazione di prodotti avanzati, contribuendo allo stesso tempo alla riduzione dell’impatto ambientale.
3. Sviluppo di nuovi metalli per rivestimenti a spruzzo termico basati su sistemi complessi di leghe ad alta entropia e carburi come legante e fase solida (rispettivamente). Il dottorando svilupperà nuovi protocolli di nanoindentazione ad alta velocità, combinati con algoritmi di apprendimento automatico e microscopia ad alta risoluzione, per scoprire nuove correlazioni microstruttura-proprietà nei materiali sviluppati. |
| description: | The PhD course aims at training the future PhDs in the development of advanced modeling and methodologies in engineering with focus on energy transition and sustainability. The wide spectrum of skills of then members of the PhD Board and their consolidated experience in national and international projects focused on environmental sustainability, will allow the promotion of a highly multidisciplinary training program and research environment, characterized by a continuous and deep interaction between the different sectors. The students of the course will be able to develop research projects on topics pertaining to the disciplinary fields of science and technology of materials, physics of matter, flight mechanics, photonics, acoustics, complex systems, electrotechnics, fluid dynamics, static conversion of electric energy, electric power drives, automatic controls, bioengineering, telecommunications, aeronautical structures, aerospace design. The students’ cultural growth will be enriched and deepened by advanced methodological development skills, such as robust multidisciplinary optimization in the presence of uncertainties, mathematical physics, computational intelligence applied to the optimization and identification of nonlinear physical models. Topics related to integrated mobility, such as transport systems and infrastructures, will be also of interest to the doctorate. The intense international research activity carried out by the teaching staff of the PhD program, evidenced by the substantial track record of publications and the great number of projects in collaboration with research bodies, companies and academic institutions, will make the students operate in a highly international. This working environment will promote the students’ capability in establishing their own research networks and enriching their knowledge by comparing different methodological approaches. Furthermore, being part of an international web of connected laboratories will strongly enhance their chances to conduct experimental activities having access to a wide variety of tools and instrumentations. . The project will be enriched by the influences that will come from the educational and research activities carried out in synergy with the Ostia Center in the field of marine renewable energy sources, such as wind power, off-shore and near-shore photovoltaics, energy production from tides, sea currents and wave motion, and autonomous marine vehicles for environmental monitoring or in support of rescue operations. For the 40th doctoral cycle, the faculty board, in confirming the eligibility of any project that falls within the general themes described above, has identified some key themes that are of particular interest in the framework of the multiple research projects in progress. In addition to the specific themes linked to the grants co-financed by PNRR funds and HE projects (described in detail in the specific section of the announcement), the following themes have been identified:
1. Brillouin Spectroscopy For The Analysis Of The Mechanical Properties Of Matter. The doctoral project aims to implement innovative devices and control systems for Brillouin spectroscopy and microscopy. The project also involves the application of Brillouin spectroscopy via a state-of-the-art optical setup developed in collaboration with a leading company in the sector, on the analysis of the mechanical properties of biological systems (such as cells, bacteria and tissues) and of emerging inorganic materials.
2. Multi-Scale and Multi-Technique Characterization of Advanced Materials for Vehicle Electrification. This doctoral theme will be carried out in close collaboration with a leading company in the sector and will be aimed at the development of new methods for the multi-scale and multi-technique characterization of advanced and sustainable materials for the automotive sector, essentially based on the use combined nanoindentation and focused ion beam (FIB) microscopy techniques. The impact expected from this project is of absolute industrial relevance, as the development of new high-resolution materials characterization methods will allow a significant reduction in the time to market of advanced products, while at the same time contributing to the reduction of environmental impact.
3. Development of novel hardmetals for thermal spray coatings based on compositionally complex systems of High Entropy Alloy and Carbides as a binder and hard phase (respectively). The PhD candidate will develop novel high-speed nanoindentation protocols, combined with machine learning algorithms and high-resolution microscopy, to discover novel microstructure-property correlations in the developed materials. |