Disordine funzionale in materiali e sistemi complessi
Il disordine dinamico, che gioca un ruolo fondamentale nella funzionalità della materia complessa, è studiato applicando la fisica statistica a dati raccolti con alta risoluzione spaziotemporale. Esempi di materiali complessi possono trovarsi in diversi campi, dalla scienza quantistica alla biologia.
La attività di ricerca è focalizzata sullo studio dei materiali complessi caratterizzati da variazioni della struttura atomica ed elettronica su diverse scale di lunghezza. La distribuzione spaziale e la dinamica temporale di tali variazioni possono originare complesse geometrie che determinano le proprietà funzionali (meccaniche, elettroniche, magnetiche). Per visualizzare queste complesse geometrie si utilizzano tecniche a scansione di Spettroscopia e Diffrazione di radiazione X di Sincrotrone. I dati raccolti sono analizzati mediante metodi della fisica statistica e della statistica spaziale. Tale approccio metodologico è stato utilizzato di recente nei seguenti casi:
i) studio dell’organizzazione spaziale di difetti, carica, spin e strain con formazione di superstrutture su scala nanoscopica e mesoscopica
ii) manipolazione e controllo delle superstrutture nei materiali quantistici
iii) fluttuazioni strutturali spazio-temporali e statistica di Lévy in biofisica
iv) cinetica di formazione e funzioni di catalisi e trasporto in sistemi ibridi supramolecolari
– Campi, G., Bianconi, A., Poccia, N., Bianconi, G., Barba, L., Arrighetti, G., … & Burghammer, M. (2015). Inhomogeneity of charge-density-wave order and quenched disorder in a high-T c superconductor. Nature, 525(7569), 359-362.
– Fratini, M., Poccia, N., Ricci, A., Campi, G., Burghammer, M., Aeppli, G., & Bianconi, A. (2010). Scale-free structural organization of oxygen interstitials in La 2 CuO 4+ y. Nature, 466(7308), 841-844.
– Campi, G., Di Gioacchino, M., Poccia, N., Ricci, A., Burghammer, M., Ciasca, G., & Bianconi, A. (2017). Nanoscale correlated disorder in out-of-equilibrium myelin ultrastructure. ACS nano, 12(1), 729-739.
– Suber, L., Imperatori, P., Pilloni, L., Caschera, D., Angelini, N., Mezzi, A., … & Campi, G. (2018). Nanocluster superstructures or nanoparticles? The self-consuming scaffold decides.Nanoscale, 10(16), 7472-7483.
