La ricerca sui materiali del futuro passa dalla disponibilità di risorse e infrastrutture, in cui strumentazione scientifica e servizi digitali sono progettati e resi disponibili per funzionare come un unico sistema. Un’esigenza ben indirizzata dal nostro Cnr, con Nffa2050. E’ la nuova infrastruttura di ricerca europea per le nanoscienze, ora inclusa nella Roadmap Esfri, il piano strategico con cui l’Unione Europea individua e sostiene le infrastrutture di ricerca ritenute più rilevanti per lo sviluppo scientifico e tecnologico dei prossimi anni.
Coordinata dall‘Istituto Officina dei Materiali del Cnr, Nffa2050 offre agli scienziati l’accesso integrato a laboratori, estese sorgenti di analisi e intelligenza artificiale per studiare materiali quantistici, biomateriali e innovazioni per l’energia. Entriamo nei dettagli
Per comprendere la portata dell’annuncio conviene ri-partire dal “contenitore”. Esfri Roadmap è lo strumento con cui, da oltre vent’anni, il Forum strategico europeo sulle infrastrutture di ricerca seleziona, attraverso un processo di valutazione rigoroso, le grandi strutture scientifiche su cui l’Europa decide di investire. Non si tratta di semplici laboratori, ma di infrastrutture di ricerca: piattaforme costose e complesse, spesso distribuite su più Paesi, che offrono a migliaia di ricercatori l’accesso a strumenti, dati e competenze altrimenti fuori dalla portata del singolo ateneo. Entrare nella Roadmap significa ottenere un riconoscimento strategico e, con esso, la visibilità e la legittimazione necessarie a costruire il modello di governance e a reperire le risorse per realizzare l’infrastruttura. La versione 2026 dell’elenco sarà resa definitiva e arriva al “varo” a dicembre 2026 e l’inserimento di Nffa2050 arriva quindi a valle di un iter di valutazione lungo e competitivo, fatto di proposte, audizioni e decisioni del Forum europeo.
Dall’idea di laboratorio diffuso all’idea di piattaforma
Nffa2050 non nasce dal nulla. È l’evoluzione di Nffa-Europe, infrastruttura attiva da undici anni che ha già messo a disposizione della comunità scientifica 180 metodi e 600 strumenti, utilizzati da oltre 3mila ricercatori. Il salto della nuova proposta sta nell’integrazione: Nffa2050 riunirà in un unico punto d’accesso risorse oggi disperse – dalle grandi facility ai laboratori accademici altamente specializzati, fino alla modellazione teorica – per consentire esperimenti multi-tecnica su materia quantistica, materiali avanzati per l’energia e biomateriali. In pratica, un ricercatore potrà combinare in un solo percorso sperimentale strumenti e competenze che finora richiedevano di bussare a porte diverse, in sedi e paesi diversi.
Come il digitale cambia il ritmo della ricerca
L’aspetto più interessante per chi guarda alle tecnologie più che alla sola fisica della materia è il cambio passo offerto dalla prospettiva digitale. Rispetto al passato, Nffa2050 integrerà una serie di servizi digitali che ne ridefiniscono il funzionamento: un orchestration layer, ovvero un livello software che coordina strumenti, dati e passaggi sperimentali; i digital twin, con cui simulare e ottimizzare gli esperimenti prima e durante la loro esecuzione; e una gestione dei dati Fair-by-design, pensata cioè fin dall’origine perché le informazioni prodotte siano rintracciabili, accessibili, interoperabili e riutilizzabili.
Il principio Fair, acronimo appunto di findable, accessible, interoperable, reusable, è uno dei pilastri della scienza dei dati aperta: stabilisce che un dato scientifico non vada solo prodotto e archiviato, ma reso reperibile e comprensibile anche da altri sistemi e altri ricercatori, umani o macchine.
Applicare il principio “by design” significa incorporare queste proprietà nel flusso di lavoro sin dal primo dato acquisito, invece di rincorrerle a posteriori. In un ambito come la scienza dei materiali, dove ogni esperimento genera moli enormi di dati eterogenei, è la condizione perché quei dati non restino inutilizzabili una volta chiuso l’esperimento. È uno spostamento di paradigma anche sul piano operativo: l’orchestration layer trasforma una collezione di strumenti eterogenei in un sistema pilotabile via software, in cui il coordinamento tra fasi sperimentali diverse non è più affidato al solo lavoro manuale del ricercatore.
L’AI non sostituisce il ricercatore ma lo orienta
A tenere insieme strumenti e servizi è l’intelligenza artificiale. Combinando la strumentazione più avanzata con soluzioni basate sull’AI per l’ottimizzazione dell’accesso, Nffa2050 darà vita a quello che i promotori definiscono un hybrid research workflow, un flusso di lavoro “ibrido” in cui componente fisica e componente digitale si intrecciano. Ne risulta un ambiente di ricerca “aumentato”, in grado di sostenere sia la ricerca guidata dalla curiosità sia i progetti orientati all’innovazione, inclusi la validazione deep-tech e la co-creazione di prototipi con l’industria a livelli intermedi di maturità tecnologica.
Il tratto più innovativo riguarda il ruolo del ricercatore. In Nffa2050 è l’utente a stare al posto di guida: può orientare la strategia di ricerca scegliendo tra opzioni di workflow aggiornate in tempo reale, che il sistema affina via via che i dati vengono acquisiti. È una forma di sperimentazione adattiva, in cui l’AI non sostituisce lo scienziato ma gli suggerisce, passo dopo passo, il percorso più efficiente, massimizzando l’uso degli strumenti e riducendo il tempo necessario ad arrivare ai risultati. La logica ricorda quella di un navigatore che ricalcola il tragitto in base al traffico: non decide la destinazione, ma ottimizza continuamente il modo di raggiungerla.
Un ponte tra startup deep-tech e l’industria
L’impatto atteso va oltre la ricerca accademica. Nffa2050 vuole diventare un punto di riferimento anche per le imprese, comprese le aziende innovative e le startup deep-tech, cioè quelle che fondano il proprio modello su tecnologie di frontiera e ad alto contenuto scientifico. Offrendo accesso a strumentazione avanzata, competenze specialistiche e servizi di ricerca integrati, l’infrastruttura può sostenere lo sviluppo congiunto di nuove tecnologie e accompagnare il passaggio, storicamente il più difficile, dai risultati di laboratorio alle applicazioni reali. È il terreno in cui la ricerca sui materiali incontra la competitività industriale: semiconduttori, sensori, materiali per l’energia e componenti per il calcolo quantistico nascono tutti dalla stessa fisica della materia.
Il ruolo dell’Italia
Sul piano concreto, come accennato in apertura l’iniziativa è coordinata dal Cnr attraverso l’Istituto Officina dei Materiali ed è stata presentata da cinque paesi europei, con la partecipazione o il sostegno di ventisette istituzioni scientifiche del continente. Lo status di infrastruttura di ricerca Esfri porta con sé grande visibilità, ma anche responsabilità: Nffa2050 dovrà contribuire a definire il modello di governance europeo, a individuare le risorse necessarie e a sviluppare sinergie con altre iniziative nell’ambito delle scienze fisiche e dell’ingegneria. Per il sistema della ricerca italiano, il coordinamento di un’infrastruttura di questo rango rappresenta un riconoscimento del ruolo del Cnr nella scienza dei materiali e, insieme, una posizione di regia in una delle filiere più strategiche per la sovranità tecnologica europea.
Al di là dell’annuncio, la vicenda racconta un cambiamento più profondo nel modo di fare ricerca. Le grandi infrastrutture scientifiche non sono più solo insiemi di strumenti fisici, ma piattaforme in cui hardware sperimentale, software di orchestrazione, gemelli digitali e intelligenza artificiale convivono in un unico flusso. Nffa2050 è, in questo senso, un caso emblematico di come la trasformazione digitale stia ridisegnando anche il laboratorio: non più un luogo dove si eseguono misure, ma un sistema che apprende, si adatta e accompagna il ricercatore verso il risultato. Una traiettoria che, dai materiali quantistici ai biomateriali, intreccia il destino della ricerca di base con quello dell’infrastruttura digitale che la abilita.
© RIPRODUZIONE RISERVATA
