Laboratori federali svizzeri per la scienza e la tecnologia dei materiali - Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology
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I Laboratori federali svizzeri per la scienza e la tecnologia dei materiali ( Empa , acronimo tedesco per Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt ) è un istituto di ricerca svizzero interdisciplinare per le scienze e la tecnologia dei materiali applicate. In quanto parte del dominio degli Istituti Federali Svizzeri di Tecnologia , è un'istituzione della federazione svizzera. Per la maggior parte del periodo dalla sua fondazione nel 1880, si è concentrato sulla sperimentazione classica dei materiali. Dalla fine degli anni '80 si è trasformato in un moderno istituto di ricerca e sviluppo.
Ricerca
Secondo la sua visione – Materiali e tecnologie per un futuro sostenibile – l'Empa mira a sviluppare soluzioni per i problemi attuali che l'industria e la società devono affrontare in settori quali l'energia, l'ambiente, la mobilità, la salute e la sicurezza. La ricerca è concentrata in cinque aree di interesse della ricerca: "Materiali nanostrutturati", "Ambiente costruito sostenibile", "Salute e prestazioni", " Risorse naturali e inquinanti " ed " Energia ".
Il budget annuale dell'Empa nel 2015 ammontava a 107 milioni di franchi svizzeri di finanziamenti federali e 61 milioni di franchi svizzeri di mezzi di terzi, di cui 45 milioni di franchi svizzeri provenienti da borse di ricerca e 11 milioni di franchi svizzeri da servizi.
Dal 2001 il passaggio strategico da test sui materiali a istituto di ricerca è diventato sempre più evidente: il numero di pubblicazioni scientifiche è passato da 67 nel 2001 a 630 nel 2015. Il numero di progetti finanziati dal Fondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica (FNS) è passato da 5 nel 2001 a 120 nello stesso periodo. Anche il finanziamento esterno è passato da 33,8 milioni di franchi svizzeri nel 2000 a circa 61 milioni di franchi svizzeri (2015). L'Empa è attualmente coinvolta in più di 60 progetti finanziati nell'ambito dei programmi quadro dell'UE.
La ricerca applicata e lo sviluppo nell'istituto si svolgono spesso in stretta collaborazione con partner dell'industria. Ciò si riflette anche nello slogan dell'Empa: "Empa - Il luogo dove inizia l'innovazione". Empa abbraccia un approccio multidisciplinare: scienziati e ingegneri di una vasta gamma di discipline lavorano fianco a fianco sulla maggior parte dei progetti.
L'Empa fornisce anche il supporto per entrambi i politecnici federali di Tecnologia a Zurigo e Losanna , supporti insegnando nelle università e scuole universitarie professionali (SUP) ed è attiva nell'organizzazione di conferenze scientifiche e corsi di formazione avanzati, con l'Empa-Akademie. Convegni, cicli di lezioni, seminari e corsi sono rivolti a scienziati, professionisti dell'industria e del settore privato, ma anche al pubblico in generale, ad esempio, attraverso gli eventi "Aperitivi Scientifici".
Storia
Nel 1880, antesignana dell'Empa, l'"Istituto per le prove sui materiali da costruzione" inizia i suoi lavori presso il Politecnico di Zurigo. Il suo primo direttore è Ludwig von Tetmajer , professore di materiali da costruzione. Nel 1891 Tetmajer è incaricato di indagare sul disastro ferroviario di Münchenstein , il crollo di un ponte ferroviario, costruito dall'ingegnere di fama mondiale Gustave Eiffel . Tetmajer riesce rapidamente a dimostrare che l'uso dell'iperbole di Eulero, che fino a quel momento era stata la tecnica standard, è applicabile solo nella regione elastica dell'acciaio utilizzato per il ponte.
Nel 1895 viene utilizzato per la prima volta il nome "Federal Materials Testing Institute", l'acronimo tedesco per il quale è Empa .
Nel 1937, l'Istituto svizzero di controllo di San Gallo , dopo essere stato ampliato nel 1911 a ente di controllo tessile, si fonde con l'EMPA. L'organizzazione ampliata viene ribattezzata "Istituto federale di prova e sperimentazione sui materiali per l'industria, l'ingegneria civile e il commercio".
Nel 1962 l'Empa si trasferisce da Zurigo a Dübendorf . Le aree chiave di questo sito sono l'ingegneria civile, la tecnologia di sicurezza, la tecnologia delle superfici, i materiali metallici, i compositi, i controlli non distruttivi, l'analisi chimica, i gas di scarico e le misurazioni atmosferiche, le tecnologie edilizie, la fisica degli edifici, l'acustica e l'abbattimento del rumore.
Nel 1988 avviene un significativo cambio di rotta, con una forte enfasi sulla ricerca e sviluppo. L'Empa viene ribattezzato "Laboratori federali svizzeri per le prove e la ricerca sui materiali" ( Eidgenössische Materialprüfungs- und Versuchsanstalt in tedesco).
Nel 1996, il personale della sede dell'Empa a San Gallo si trasferisce nel nuovo edificio “Im Moos”. Le attività principali sono la fisiologia dell'abbigliamento, i sistemi di protezione individuale, le fibre e i tessuti funzionali, i materiali biocompatibili, la modellazione di materiali e immagini e la valutazione del rischio tecnologico.
Nel 2001 le priorità dell'Empa sono decisamente orientate alla ricerca e allo sviluppo innovativo. Viene istituita una Commissione di ricerca internazionale che valuta regolarmente le attività di ricerca e sviluppo dell'Empa.
Nel 2003 nasce la nanotecnologia all'Empa. Il nuovo laboratorio "nanotech@surfaces" lavora su nanostrutture, nanotubi come emettitori di elettroni e strati quasi cristallini. A Dübendorf viene fondato un altro nuovo laboratorio, "Functional Polymers".
Nel 2004 un altro nano laboratorio vede la luce nel sito di Dübendorf: "Nanoscale Materials Science", incentrato sullo sviluppo e l'analisi di superfici e rivestimenti nanostrutturati.
Nel 2005, insieme alla Warsaw University of Technology e all'AGH University of Science and Technology di Cracovia, Empa fonda la International PhD School Switzerland – Poland. Da allora hanno aderito l'ETH di Zurigo, l'Università Jagellonica di Cracovia e l'Università di Varsavia. Nel frattempo, questa cooperazione con i nuovi Stati membri dell'UE (NMS) si è notevolmente ampliata nell'ambito del contributo svizzero all'allargamento dell'UE, ad esempio attraverso numerosi "Progetti di ricerca congiunti" e eventi congiunti come "Swiss-Polish Science & Technology Days", che sono stati organizzati per la prima volta a Varsavia nel 2010.
Nascono ulteriori laboratori: "Meccanica dei materiali e delle nanostrutture", "Ingegneria dei sistemi meccanici", "Meccanica per la modellazione e la simulazione", "Biomateriali", "Interazioni tra materiali e biologia", "Idrogeno ed energia" e "Chimica e catalisi dello stato solido". ". Nel 2006 viene costituito il "Centro Strutture Sinergetiche", un partenariato pubblico-privato (PPP) tra Empa e Festo, con l'obiettivo di sviluppare nuove strutture portanti ultraleggere.
Nel 2008, l'Empa apre un nuovo incubatore d'impresa, "glaTec", a Dübendorf per supportare la fondazione di start-up e spin-off innovativi nelle immediate vicinanze dell'Empa. glaTec è la controparte del "tebo" di San Gallo, operativo dal 1996. L'Empa intensifica anche le sue attività nel fotovoltaico. Inoltre, viene concordata una più stretta collaborazione con il "National Institute for Materials Science" (NIMS) del Giappone, con l'apertura nel 2010 di un ufficio NIMS presso l'Empa.
Nel 2010 l'Empa amplia i suoi sforzi di sviluppo del business e sviluppa nuovi modelli di cooperazione con l'industria, adattati specificamente alle esigenze del partner. Tra le altre cose, vengono forgiate alleanze strategiche in aree vitali come le celle a combustibile, le applicazioni medtech innovative e la mobilità sostenibile. Nello stesso anno, l'Empa sta razionalizzando il suo portafoglio di ricerca e sviluppo in cinque "Research Focus Areas", che sono orientate ancora più strettamente verso la competenza principale dell'Empa: trasformare la ricerca e le tecnologie in innovazioni commercializzabili.
Con 25 progetti nel 2011 e nel 2012, l'Empa svolge un ruolo di grande successo nelle misure speciali contro il franco forte finanziate dalla Commissione per la tecnologia e l'innovazione (CTI), volte a rafforzare la forza innovativa e quindi la capacità competitiva delle imprese svizzere .
Nel 2014 il governo svizzero avvia un programma di approfondimento per incoraggiare la ricerca energetica: otto diversi centri di competenza svizzeri per la ricerca energetica (SCCER) sono progettati per collegare più efficacemente le università e gli istituti di ricerca svizzeri nel campo della ricerca energetica e promuovere le sinergie. In qualità di azienda leader, l'Empa è responsabile di uno di questi otto centri – Future Energy-Efficient Buildings & Districts (FEEB&D) – con l'obiettivo di ridurre di cinque volte il consumo energetico del parco immobiliare svizzero entro il 2050.
Il 2014 segna la cerimonia inaugurale di NEST, un concetto di edificio innovativo che dovrebbe aiutare a lanciare più presto sul mercato tecnologia e prodotti nel settore dell'edilizia e dell'energia in collaborazione con i partner industriali. NEST comprende una "spina dorsale" centrale e tre piattaforme aperte, in cui è possibile installare singoli moduli di ricerca e innovazione in base a un principio "plug-and-play".
Nel 2015 la spina dorsale di NEST è in rialzo. Al via la costruzione dei primi moduli. Nello stesso anno, l'Empa apre una seconda piattaforma di dimostrazione e trasferimento tecnologico nel settore della mobilità: “move”, che consente di sviluppare e testare nella pratica nuovi concetti di azionamento dei veicoli con emissioni di CO2 notevolmente inferiori. Questi includono veicoli a idrogeno, vari concetti ibridi o veicoli a gas ottimizzati. La fonte di energia è attualmente l'elettricità proveniente da impianti fotovoltaici o centrali idroelettriche che temporaneamente fluttua pesantemente e non è necessaria sulla rete elettrica. Viene inizialmente convertito in idrogeno o metano mediante l'elettrolisi dell'acqua (concetto power-to-gas). Contestualmente entra in funzione una terza piattaforma: ehub (Energy Hub), che funge da sorta di centro nevralgico per controllare e coordinare i flussi energetici tra NEST e “muoversi” con le diverse utenze e fonti energetiche. ehub dovrebbe quindi garantire un approvvigionamento energetico ottimizzato, in particolare utilizzando fonti energetiche fortemente fluttuanti come l'energia solare ed eolica. La piattaforma dispone quindi di diversi depositi temporanei per le diverse fonti energetiche.
