Il laboratorio Didattico di Metamateriali Multifunzionali (LabDid-MM) si concentra su due obiettivi principali. Da un lato, mira a fornire una solida base di didattica integrata per le aree transdisciplinari che riguardano i metamateriali, i materiali artificiali multifunzionali e le metastrutture. Questo implica l'esplorazione di concetti e applicazioni avanzate legate a queste discipline emergenti. Dall'altro lato, il LabDid-MM si propone di creare una piattaforma dedicata agli esperimenti didattici nei corsi tradizionali di progettazione e meccanica dei materiali e delle strutture. In tal modo, il laboratorio si rivolge sia ai corsi di dottorato che a quelli di laurea magistrale e triennale, offrendo opportunità di apprendimento e ricerca in un ambiente stimolante e innovativo.

Sul primo focus, le tematiche affrontate nel LabDid-MM includono:

• Modeling e simulazione numerica di Metamateriali Multifunzionali per applicazioni meccaniche, strutturali, ed elettromagnetiche;
• Prototipazione automatizzata e semi-automatizzata di Metamateriali Multifunzionali con proprietà non convenzionali;
• Caratterizzazione e misura dal punto di vista meccanico, elettromagnetico, e strutturale di Metamateriali Multifunzionali in ambiente controllato e/o in scenari applicativi in scala ridotta;
• Studio delle applicazioni trasversali dei Metamaterial Multifunzionali riguardanti molteplici aree disciplinari tra cui l’ingegneria strutturale, l’ingegneria elettromagnetica, l’ingegneria meccanica.
• Creazione di modelli in scala di metastrutture in grado di mitigare l’azione sismica e verifica dei modelli attraverso test su tavola vibrante;
• Creazione di modelli in scala di metastrutture per la mitigazione di vibrazione stocastiche di diversa natura (i.e., vibrazioni da traffico, vibrazioni da turbolenze, etc.).

Le tipologie di attività includono, a titolo esemplificativo:

Progettazione e valutazione al calcolatore di metamateriali funzionali a partire dalla loro descrizione analitica fino ad arrivare al modello multi-scala simulato pronto per la prototipazione;

1. Progettazione e Analisi Strutturale non lineare (includendo sia inelasticità e non linearità geometriche) di Metastrutture (e.g. metafondazioni) per la mitigazione dell’azione sismica.
2. Caratterizzazione computazionale attraverso modelli low-fidelity di metastrutture essenziale per la loro caratterizzazione prestazionale probabilistica;
3. La prototipazione di modelli in scala dei Metamateriali Multifunzionali progettati e la loro validazione in sistemi complessi di interesse;
4. La misura delle caratteristiche fisiche dei Metamateriali Multifunzionali realizzati e la comparazione con strutture tradizionali.

Per quanto riguarda il secondo focus, il laboratorio è utilizzato dai corsi di  area afferenti a Campi Elettromagnetici, Scienza e Tecnica delle Costruzioni, Scienza dei Materiali e di Ingegneria Energetica sia nelle lauree triennali che magistrali, per condurre esperimenti didattici e progetti di piccola scala. In particolare, per gli studenti è possibile realizzare campioni in autonomia tramite stampanti 3D e inoltre sono previsti piccoli esperimenti utilizzando la tavola vibrante al fine di caratterizzare le prestazioni di diverse configurazioni strutturali. Questi esperimenti consentono agli studenti di acquisire una conoscenza pratica e approfondita delle proprietà meccaniche e dinamiche e delle tecniche di mitigazione sismica. Il laboratorio offre quindi un ambiente stimolante in cui gli studenti possono applicare i concetti teorici appresi nei corsi, mettendo in pratica le diverse tecniche e valutando le prestazioni delle strutture in situazioni sismiche. Sono inoltre condotti esperimenti che consentono di trattare le onde elettromagnetiche, gli aspetti energetici dei materiali, compreso l’energy harvesting, i materiali termoelettrici, ecc.

Inoltre, il LabDid-MM è parte essenziale e completamente integrato nelle attività didattiche di numerosi corsi di Dottorato tra i quali i seguenti

• PhD Course “Waves in Metamaterials and Periodic Structures”;
• PhD Course “Surface Electromagnetics for Wireless Communications and Sensing”;
• PhD Course “Multiphysics Metamaterials Theory and Engineering Applications”;
• PhD Course “Molecular Dynamics: A Primer with Elements of Statistical Mechanics”.