“Dice che ho ancora motivazione sul lavoro nonostante l’età”. Si legge così sulla porta del suo studio al Polo di Mesiano. Davide Bigoni si riconosce in questa frase della campagna UniTrento contro le molestie #finiscequi. Comunica passione per la ricerca, entusiasmo, continua voglia di mettersi alla prova. Professore ordinario di Scienza delle Costruzioni al Dipartimento di Ingegneria civile, ambientale e meccanica, è al suo secondo Erc. Un progetto che riguarda la possibilità di superare il concetto di energia elastica per realizzare materiali con proprietà meccaniche estreme (Beyond hyperelasticity: a virgin land of extreme materials). Per scrivere la proposta racconta che ci sono voluti tempo e concentrazione. E che è stata una buona occasione per riflettere sulla sua vita di studioso.
Professor Bigoni, da dov’è partita l’idea del progetto “Beyond Hyperelasticity”?
«Sono anni che con il mio gruppo di ricerca lavoriamo su un processo di revisione critica dei concetti dell’ingegneria strutturale e della teoria dell’elasticità e siamo arrivati a risultati abbastanza sorprendenti. Adesso la nostra idea è fare in modo che un materiale possa assorbire energia dall’ambiente che lo circonda. Quest’idea porta a una revisione di concetti fondamentali della teoria dell’elasticità basati sulla idea di potenziale elastico. Per fare un esempio utilizzando il potenziale gravitazionale, se uno si mette uno zaino in spalla e porta delle pietre in cima alla montagna, quando scende gli viene restituita l’energia che ha speso nel salire, quindi non ne ricava alcun guadagno. Il caso è diverso se, invece, la persona mentre sale assorbe energia dal sole perché ha un impianto fotovoltaico addosso. L’idea è implementare un concetto di questo genere in un materiale».
Come si progetta un materiale innovativo?
«Viene progettato come una microstruttura, in grado di svolgere funzioni non riscontrabili nei materiali naturali. Vengono chiamati “architected”, o “metamateriali”, proprio perché possiedono proprietà o qualità che non si possono ritrovare in natura».
Qual è stato l’impatto dell’Erc sulla sua ricerca?
«Il progetto è partito da poco tempo, ma aver vinto l’Erc significa avere delle risorse enormi per la ricerca rispetto a un finanziamento normale. In più l’Erc è un finanziamento anche molto intelligente perché premia l’eccellenza scientifica e lascia un certo grado di libertà nella gestione delle risorse. È un premio che viene conferito per sviluppare idee nuove: dà quindi anche la possibilità di cambiare strada e di modificare certe premesse se queste non forniscono i risultati sperati. Comunque, nel mio caso le premesse stanno funzionando benissimo, secondo le previsioni. Stiamo svolgendo molte attività e stiamo avendo diverse ricadute».
Ad esempio quali ricadute?
«I materiali che studiamo possono essere importanti in problemi di locomozione anche a livello microscopico, per esempio per l’inserzione di un catetere che deve raggiungere il cuore o il movimento di un microorganismo, che viene studiato per realizzare dei microrobot in grado di muoversi in diversi ambienti, anche fluidi».
Come ha influito l’Erc sul suo lavoro e sulla sua carriera?
«Sulla mia carriera i miei due Erc non hanno avuto un grande effetto perché ero già professore ordinario quando li ho ricevuti. Vincerli, comunque, è una grande soddisfazione e sono strumenti molto importanti per riuscire a realizzare traguardi che sarebbero altrimenti impossibili. Nel mio laboratorio ci sono varie competenze: solo così si può arrivare all’eccellenza in meccanica. Uniamo attività teorica, di simulazione numerica e sperimentale. C’è bisogno di persone, competenze, creatività, ma anche di attrezzature e materiali».
Qual è il segreto per ottenere un Erc? Ha qualche consiglio per chi punta a questo riconoscimento?
«Il segreto è che non c’è un segreto! Fondamentali sono la componente culturale, la serietà e la preparazione tecnica e professionale. Per scrivere un progetto che aspiri a un finanziamento di questo tipo ci vogliono prima di tutto delle idee, che devono essere chiare, innovative e intelligenti, e l’onestà intellettuale di capire se quelle idee sono davvero interessanti. Importante è anche saper presentare bene i propri pensieri, in un progetto, che deve essere esaustivo, chiaro e accattivante. Bisogna essere consapevoli che ci vogliono tempo e concentrazione. Per scrivere la proposta del secondo progetto Erc io ho impiegato un mese. C’era la pandemia. Mi sono chiuso in casa. La mia famiglia mi ha sostenuto portandomi litri di caffè e lasciando che mi dedicassi completamente alla mia ricerca. Credo che scrivere un progetto sia anche una buona occasione per riflettere su sé stessi e sulla propria ricerca. È un momento importante e molto utile perché si viene costretti ad allontanarsi dalle distrazioni. Si diventa un po’ come il guardiano del faro, lo diceva Einstein, e si riflette seriamente sulla propria vita di scienziato, sulla propria ricerca e sulle proprie aspirazioni. Per questo mi sento di consigliare vivamente la partecipazione ai bandi Erc, anche se poi alla fine non si vince. Riflettere su sé stessi e guardarsi dentro significa sempre raggiungere un traguardo importante, con o senza finanziamento».
Second ERC grant for Davide Bigoni
Writing the grant application took time and concentration, he says. But it was a good opportunity to reflect on his life as a scholar
A poster with the writing “I'm still motivated at work despite my age - They say” hangs on the door of his office door at the Mesiano campus. The sentence is borrowed from the University's anti-harassment campaign #finiscequi, and Davide Bigoni agrees with the message. It tells something about his passion for research, enthusiasm, and a desire to test himself. He is a Full Professor of Solid and Structural Mechanics at the Department of Civil, Environmental and Mechanical Engineering. He has been awarded with a second Erc. The research project – Beyond hyperelasticity: a virgin land of extreme materials – is about the possibility of overcoming the concept of elastic energy to create materials with extreme mechanical properties. He says that writing the grant application took time and concentration. And that it was a good opportunity to reflect on his life as a scholar.
Professor Bigoni, where did the idea for the project come from?
"My research group and I have been working for years on a process of critical review of structural engineering concepts and of elasticity theory, and we have achieved quite surprising results. Now our idea is to work on the ability of a material to absorb energy from the surrounding environment. This idea implies a review of fundamental concepts of elasticity theory, traditionally based on the concept of elastic strain potential. To give an example using the gravitational potential, if one carries rocks to the top of a mountain, the energy spent on the climb is returned on the descent, so no gain is obtained. The case is different if one climbs a mountain wearing a photovoltaic system, thus absorbing energy from the sun. We would like to implement a concept of this kind in a material."
How are innovative materials designed?
"They are designed as microstructures that are capable of performing functions that natural materials cannot achieve. We are talking about "architected" materials or "metamaterials", precisely because they possess properties or qualities that natural materials lack."
Has the ERC had an impact on your research work?
"The project started recently, but obtaining an ERC means having excellent resources for research, when compared to normal funding. In addition, ERC grants reward scientific excellence and leave a certain degree of freedom to the recipient in the management of the grant. ERCs are awarded to develop new ideas: therefore we have the opportunity to change direction and the premises of the research if they do not lead to desired results. In my case, however, the premises are working, exactly as we had planned. We are carrying out a lot of activities and we are already obtaining important results."
Could you give us an example?
"The materials that we study can be used, for example, to understand locomotion at a microscopic level: think of the insertion of a catheter into a vein that must reach the heart, or the movement of a microorganism that is studied to create microrobots capable of moving in different environments, including inside fluids."
How have your ERC grants affected your work and career?
"My two ERCs have not had a great effect on my career, because I was already a full professor when I received them. Obtaining these grants, however, is very rewarding, and they are extremely important to achieve goals that would otherwise be impossible. People in my laboratory possess a broad range of skills: this is the only way to achieve excellence in mechanics. We combine theoretical work, numerical simulation and experimental activities. We need people, expertise, creativity, but also equipment and materials."
What's the secret to getting an ERC grant? Can you offer some advice for those who would like to apply?
"The secret is that there is no secret! The scientific experience, reliability and technical and professional expertise are fundamental. Writing a project that aims to achieve this type of funding requires first of all clear, innovative and intelligent ideas, and the intellectual honesty to understand if those ideas are really interesting. It is also important to be able to present your thoughts effectively in a project, which must be exhaustive, clear and captivating. You must be aware that this takes time and concentration. It took me a month to write the proposal for my second Erc project. It was during the pandemic. I locked myself in my house. My family supported me by bringing gallons of coffee and allowing me to dedicate myself completely to my research. I believe that writing a project is also an excellent opportunity to reflect on yourself and your research. This time is always well spent and well compensated, because you are forced to move away from distractions. You become a lighthouse keeper, as Einstein said: you seriously reflect on your life as a scientist, your research work and your aspirations. That is why I strongly recommend everyone to participate in the ERC calls, even if in the end you are not selected. Reflecting on yourself is always important, with or without funding."