Scopo della ricerca è di utilizzare tecniche ottiche per indagare sperimentalmente la formazione di strutture in sospensioni di nanoparticelle e di polimeri sottoposte ad un gradiente termico. I programmi di ricerca specifici che verranno intrapresi comprendono:
- Analisi dati dell'esperimento GRADFLEX: a settembre 2007 si è svolta la missione spaziale FOTON M3 che ha ospitato l'esperimento GRADFLEX. I risultati preliminari dell'esperimento hanno mostrato come in condizioni di microgravità si verifichi una divergenza della dimensione e dell'ampiezza delle fluttuazioni di concentrazione nel corso di un processo diffusivo. Nello spazio sono state raccolte circa 100.000 immagini delle fluttuazioni in varie condizioni sperimentali. Utilizzando tecniche di elaborazione digitale di immagini verrà intrapresa un'analisi statistica delle proprietà statiche e dinamiche delle fluttuazioni in assenza di gravità.
- Studio della convezione di calore in sistemi di nanoparticelle: verrà proseguito lo studio della configurazione nella quale una sospensione di nanoparticelle presenta un forte effetto stabilizzante sulla convezione di calore, al punto da inibire il trasporto convettivo di calore. Misure preliminari hanno mostrato come in queste condizioni sperimentali sia presente una biforcazione nel calore trasportato non prevista teoricamente. Verranno effettuate misure sistematiche per caratterizzare questa inattesa biforcazione.
- Proprietà di scaling di instabilità convettive solutali in sistemi di nanoparticelle: verrà investigata la legge di scala che lega il vettore d'onda critico dell'instabilità al numero di Rayleigh solutale, per la quale sono state formulate recentemente delle previsioni teoriche.
- Studio della dinamica delle strutture convettive nella convezione solutale di sospensioni colloidali: recenti studi effettuati dal nostro gruppo hanno mostrato come tali strutture siano descrivibili topologicamente tramite un doppio diagramma di Voronoi. Verrà studiata la dinamica dei vertici di tale diagramma utilizzando tecniche di analisi dinamica delle immagini recentemente messe a punto dal nostro gruppo.
- Studio della competizione di due popolazioni di individui che si evitano reciprocamente. Verrà effettuato uno studio numerico delle proprietà spazio-temporali delle strutture cellulari generate dalla competizione tra due specie che si evitano mutuamente. Risultati preliminari ottenuti dal nostro gruppo mostrano come tali strutture abbiano caratteristiche completamente diverse da quelle previste dai modelli usuali di "Competitive Facility Location".
Tutte le linee di ricerca sopra indicate sono basate sull'utilizzo intensivo di tecniche di elaborazione digitale delle immagini. Per questo motivo tra le attrezzature richieste figura una workstation per l'elaborazione di immagini. Si richiede inoltre l'acquisizione delle attrezzature necessarie per far fronte alla manutenzione ordinaria della strumentazione di laboratorio.