Da Bangalore a Zurigo passando per Cambridge
Priyank Vijaya Kumar è diventato uno scienziato dei materiali più per caso che per altro. Il suo entusiasmo per le complesse simulazioni delle proprietà dei materiali ha portato l'indiano all'ETH di Zurigo da Chi siamo. Nel cuore dell'Europa ha trovato la sua seconda casa.
Priyank Vijaya Kumar ha gettato le basi per lavorare nei migliori gruppi di ricerca al mondo nel campo della scienza ed ingegneria dei materiali il 9 aprile 2006, giorno in cui ha superato l'esame di ammissione agli studi presso l'Indian Institute of Technology (IIT) di Chennai. L'IIT è la migliore scuola di ingegneria del Paese. Ogni anno 300.000 candidature si sottopongono al test di ammissione. Solo 5000, ovvero poco meno del due per cento, vengono accettati. E Kumar era uno di loro.
Ha trascorso due anni a prepararsi specificamente per l'esame. Questo significava quattro lezioni in più al giorno di fisica, matematica e chimica. Nonostante la fatica, Kumar ha un bel ricordo di quel periodo: "All'epoca ho conosciuto alcuni dei miei migliori amici", racconta. "Eravamo tutti molto ambiziosi, lavoravamo sodo e ci divertivamo comunque molto", ad esempio quando il gruppo di studio si riuniva la sera per giocare insieme a cricket per le strade di Bangalore, la città di otto milioni di persone in cui è cresciuto come figlio di un direttore di banca e di una direttrice di banca.
Priyank Kumar deve la sua ammissione all'IIT al fratello Pavan, di cinque anni più grande. Pavan ha incoraggiato Priyank facendolo interessare alla matematica fin da piccolo e insegnandogliela a scuola. Quando Pavan non ha superato l'esame di ammissione all'IIT, ha riposto tutte le sue speranze nel fratello. A ragione, come si è visto.
Nessuna idea di metallurgia
All'età di 18 anni, Kumar si è trasferito da Bangalore alla città costiera di Chennai, a otto ore di autobus nel sud-est del subcontinente. Inizialmente voleva studiare elettrotecnica. Ma dovette iscriversi a Scienze ed ingegneria dei materiali perché i posti di studio all'IIT vengono assegnati in base al punteggio ottenuto nel test d'ingresso. Il risultato di Kumar non era abbastanza buono né per l'informatica, il corso di studio più popolare, né per l'elettrotecnica.
"Non avevo idea di cosa fosse la metallurgia e di cosa mi aspettasse durante gli studi", ricorda. Tuttavia, quando ha scoperto che gli studi vanno ben oltre l'apprendimento dei processi di produzione dei metalli dai minerali di ferro e che la matematica è fondamentale per la disciplina, il suo interesse si è acceso. Inoltre, due giovani professori hanno iniziato a lavorare nel suo istituto nello stesso periodo. Erano molto interessati alle soluzioni matematiche nella scienza ed ingegneria dei materiali. "Alla fine delle lezioni, di solito ci mostravano le simulazioni al computer e i codici e i programmi necessari per realizzarle. Ho sempre pensato: 'Wow, voglio fare qualcosa del genere'".
Kumar ha avuto l'opportunità di farlo durante uno stage di tre mesi presso i National Aerospace Laboratories di Bangalore, il più importante centro di ricerca indiano per l'aviazione civile. Nel Dipartimento amministrativo di fluidodinamica computazionale, ha imparato a usare programmi come Matlab e Fortran e ha iniziato a programmare simulazioni in prima persona.
Dopo gli studi, Kumar voleva solo una cosa: espandere le sue conoscenze in questo campo, preferibilmente come dottorando all'estero. Ha inviato dieci candidature alle università americane. Dopo i rifiuti di Stanford, Princeton e Ohio, non credeva più che avrebbe ottenuto un posto in una buona università. Ma poi fu accettato dal Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge, il più famoso centro di ingegneria degli Stati Uniti. I suoi sogni più sfrenati si sono avverati.
Ossido di grafene sotto la lente di ingrandimento
Al MIT, Kumar ha condotto ricerche nel gruppo del professore Jeffrey C. Grossmann. Il gruppo studia nuovi materiali per la trasmissione e l'immagazzinamento dell'energia, per il fotovoltaico, la termoelettrica, l'immagazzinamento dell'idrogeno e la produzione di combustibili solari. Il dottorando ha trascorso cinque anni lavorando principalmente sulla caratterizzazione dell'ossido di grafene, un precursore del grafene, un reticolo molecolare bidimensionale che ricorda i nidi d'ape.
Quando Kumar ha iniziato la sua ricerca nel 2010, l'interesse per il grafene è cresciuto rapidamente a causa delle proprietà elettriche, chimiche e fisiche uniche del materiale: ? eccezionalmente forte (paragonabile a un diamante) e allo stesso tempo flessibile. Ha una distribuzione di carica unica nella molecola, è un buon conduttore di elettricità e in determinate condizioni genera campi pseudo-magnetici estremamente forti.
"Il mio più grande successo è stata la dimostrazione di una transizione di fase precedentemente sconosciuta durante il lento riscaldamento dell'ossido di grafene", afferma Kumar. Gli atomi di ossigeno sono disposti in uno schema regolare, che migliora le proprietà ottiche ed elettroniche del materiale. Kumar ha utilizzato questa transizione di fase in due diverse aree di applicazione: Per una migliore conduttività degli elettrodi e per l'isolamento efficiente delle cellule in biologia.
Alla ricerca delle migliori università in Europa
Al MIT Kumar ha conosciuto anche la sua attuale moglie, anch'essa scienziata dei materiali. ? stata lei a convincerlo a candidarsi per un lavoro in Svizzera dopo il dottorato. "Mia moglie è italiana e ama l'Europa più di ogni altra cosa. ? per questo che voleva tornare", spiega Kumar. La scelta di Kumar è caduta sui due ETH, a suo parere le due migliori università d'Europa nel suo campo di ricerca.
Da agosto 2015 lavora come borsista post-dottorato nel gruppo di ricerca del professor David Norris dell'ETH. Il suo gruppo è noto per la ricerca innovativa nel campo delle proprietà ottiche dei materiali e dei modi per modificarle in modo mirato. In questo modo si ottengono materiali con proprietà completamente nuove e sconosciute in natura.
Alla ricerca di nuove forme di fotocatalisi
Kumar sta attualmente lavorando a nuove forme di fotocatalisi. Sta cercando modi per catalizzare i processi chimici usando la luce invece del calore. Tali processi sono fondamentali per le nuove tecnologie di generazione di energia rinnovabile, come la produzione di idrogeno catalizzata dalla luce solare. "La fotocatalisi su nanoparticelle metalliche è ancora un campo relativamente nuovo con molte incognite", spiega Kumar.
Per le simulazioni dei processi fotocatalitici si affida a potenti computer mainframe, come l'ETH "Euler". Apprezza molto l'infrastruttura centralizzata e ben supportata. ? più efficiente rispetto al MIT, dove ogni gruppo di ricerca gestisce un proprio cluster di computer. Anche i collaboratori di Zurigo sono più rilassati. "Lo spirito competitivo delle università americane è motivante, ma può anche essere impegnativo".
Riconosce anche le differenze per quanto riguarda le collaborazioni industriali. A Cambridge, non passa quasi giorno senza che un'azienda si presenti nel campus per reclutare studenti o avviare cooperazioni nel settore della ricerca. "Di conseguenza, si guarda alla propria ricerca con gli occhi dell'industria e si è più veloci nel chiedere candidature", dice Kumar. "A Zurigo, invece, si pone maggiore enfasi sui fondamenti".
La gioia delle radici indiane
Oggi Kumar vive con la moglie a Uster. Lavora come ricercatore post-dottorato all'Università di Zurigo. Non gli mancano l'India e la sua famiglia? Da quando lavora a Zurigo, si sente un po' più vicino ai suoi genitori di Bangalore. Li va a trovare tre volte all'anno e spesso anche la sua famiglia allargata. Si tratta di circa duecento persone, tra cui cugini e nipoti. Due volte all'anno, la famiglia allargata si riunisce e viaggia in campagna con autobus a noleggio, per fare teatro, ballare, mangiare, ridere e visitare i templi indù. Kumar ama questi rituali comunitari.
Kumar non si è mai sentito un estraneo in Europa. Durante un semestre di scambio a Stoccarda e uno stage in Italia presso la casa automobilistica Ferrari, è stato accolto molto bene. Nel frattempo, è diventato un fan dell'Europa tanto quanto sua moglie, dice. Chi siamo è costantemente sorpreso dalla diversità di un'area così piccola. E riconosce le somiglianze con le sue origini: "Entrambi hanno un patrimonio culturale millenario".
Per lui il prossimo passo della carriera sarà una cattedra in un'università europea, come è ovvio. Sta flirtando con una posizione all'ETH? "Le cattedre all'ETH sono molto ambite e il processo di selezione è severo", sottolinea. "Probabilmente ho bisogno di fare esperienza in altre università prima di essere pronto".