Ehud Shapiro cerca di applicare la fantascienza di Asimov

Fonte immagine: http://80.70.129.162/STORAGE/files/3/3383.jpg



Un' équipe di scienziati dell'istituto scientifico Weizmann, guidati dal professor Ehud Shapiro, hanno messo a punto alcuni sistemi basati sul nanotech.
Il primo fra questi è un dispositivo che impiega le molecole biologiche per l'elaborazione dei dati. Questa macchina innovativa effettua calcoli utilizzando il DNA come software e diversi enzimi come hardware. La cosa più sensazionale è che mille miliardi di queste macchine, la cui accuratezza è superiore al 99,8 per cento, possono essere collocate in uno spazio grande quanto una goccia d'acqua.
Il secondo dispositivo nanotech è quello che è stato definito “il più piccolo medico del mondo”, si tratta di un nano-robot che inserito all’interno del circolo sanguigno è capace di analizzare l’Rna delle cellule e diagnosticare con grande precisione tumori microscopici. Ma non solo, una volta trovato il tumore, costruisce subito un farmaco che lo distrugge.
A tal proposito negli anni sessanta Isaac Asimov, scrisse un romanzo che diventò un classico della fantascienza: “Viaggio allucinante”. È la storia di un team di medici che, ridotti a microscopiche dimensioni, entrano a bordo di una micronavicella nel corpo del malato. Oggi dopo quasi mezzo secolo la realtà scientifica, grazie agli studi di Ehud Shapiro sta raggiungendo la fantascienza proposta da Asimov.
L’aver messo a punto tecniche che stabiliscono un legame tra il Dna e l’informatica è uno step fondamentale, e per ciò che riguarda i tempi di perfezionamento e applicazione di questi studi, un anno fa si diceva che il livello raggiunto oggi nelle ricerche sarebbe stato raggiunto dopo 10-15 anni, quindi nulla toglie che i tempi possano essere molto più veloci di quanto ora preventivato.
Bisogna però precisare che il passaggio dalla capacità delle macchine di riconoscere le cellule malate a quella di rilasciare i farmaci è molto complesso e difficile.



Wikio

Arrivano AM-OLED dalla Cina

La Cina Visionox vuole passare dalla produzione di display OLED a matrice passiva a quella di schermi OLED a matrice attiva detti AM-OLED.
AM-OLED è una tecnologia per schermi piatti flessibili, nel caso di costruzioni di display a matrice attiva, si deve progettare una struttura di transistor ed integrarla all’interno del display. Tale struttura è composta da almeno due transistor per ciascun pixel, che sono connessi in sequenza alle linee anodiche e catodiche in modo da tenere attivo ciascun pixel fino al periodo di scansione successivo.





Negli ultimi mesi Visionox ha rotto il silenzio e ha annunciato la sua intenzione di aprirsi al mercato OLED, producendo schermi AM-OLED, con l’obiettivo di diventare la prima produttrice di questa tipologia di display in Cina, e di superare in fatturato la coreana Samsung Mobile Display che è il leader mondiale nella produzione di OLED.
Gli impianti, che sono attualmente in fase di test, produrranno inizialmente modelli con diagonali da 3 a 12 pollici per poi passare alla realizzazione delle versioni da 12 a 17 pollici.

Dieci alla meno nove è media partner di NanotechItaly2010

Si consolida la collaborazione tra Veneto Nanotech, il polo di eccellenza internazionale nella ricerca applicata al settore delle nanotecnologie, ed il blog tematico “ Dieci alla meno nove” che da più di un anno racconta l’evoluzione del nanotech in Italia.

NanotechItaly2010 è il convegno internazionale, dedicato alle nanotecnologie, organizzato congiuntamente da AIRI/Nanotec IT, Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) e Veneto Nanotech, dove parteciperanno i rappresentanti delle più importanti realtà italiane impegnate nel settore e molti esperti di fama riconosciuta provenienti da vari Paesi.
In questo contesto “ Dieci alla meno nove” terrà aggiornati i suoi lettori su tutte le notizie riguardanti questo importantissimo evento di innovazione tecnologica sul nanotech.





Per il momento la redazione di “ Dieci alla meno nove” ha preparato all’inizio della colonna di destra un banner di NanotechItaly2010 ed un elenco degli articoli sull’evento in modo di agevolare l’informazione ai visitatori del blog.

Oggi OLED domani OLET

Gli OLET (Organic Light Emitting Transistor ) hanno potenzialmente una efficienza luminosa migliore rispetto a quella degli OLED (Organic Light Emitting Diode ) , che ad oggi rappresentano la tecnologia elettroluminescente organica più sviluppata.
La tecnologia OLED formata da strutture a diodo verticale in cui 4-6 strati di materiali organici diversi sono depositati in sequenza uno dopo l'altro e racchiusi tra due elettrodi conduttivi.
Infatti, un display OLED è composto da vari strati sovrapposti, al primo strato trasparente, avente funzioni protettive, è applicato uno strato conduttivo trasparente con funzioni da anodo; ai primi due vengono aggiunti 3 strati organici, uno per l'iniezione delle lacune, uno per il trasporto di elettroni, ed in mezzo a questi i tre materiali elettroluminescenti (rosso, verde e blu),infine, viene deposto uno strato riflettente che funge da catodo.

Il fattore che può ostacolare lo sviluppo industriale dell’attuale tecnologia illuminotecnica sta nel fatto che la complessità della struttura del dispositivo OLED necessaria a garantire prestazioni compatibili con i requisiti di mercato ha un impatto negativo sui costi.
La nuova struttura OLET consiste di tre strati, nel primo strato scorrono lacune, con carica positiva; nel terzo strato elettroni, con carica negativa; il secondo è uno strato di ricombinazione che emette fotoni. La luce, al contrario della tecnologia OLED, viene emessa come una striscia lungo lo strato di ricombinazione, aumentando l’efficienza del 20-30%.
Per questo motivo gli OLET possono consentire applicazioni strategiche nel mercato degli illuminatori a stato solido. Le applicazioni già fattibili potrebbero avvenire in settori a elevato valore aggiunto, come il design, lo stile, l'architettura, l'arredamento, la moda.

Vetro nanotech contro lo sporco più sporco

Il video mostra il parabrezza di un automobile avente un trattamento nanotech per metà della sua superficie, le differenze tra il vetro trattato e quello originale, sono visibili a tutti, rendendo intuibile l’utilità applicativa dell’innovazione nanotecnologica proposta.



Fonte video: You tube (Kenjini)

Dal nanometro al metro

Qualche settimana fa “Dieci alla meno nove” propose un video che faceva vedere l’ipotetica discesa dal macro al nano mondo, con il contributo di questo post si immagina, attraverso una mirata animazione, il percorso del viaggio di ritorno.



Fonte video: You tube ( wtdny )

Microscopi elettronici a scansione di sonda

Si presenta, in questo articolo, un video di animazione in realtà virtuale che illustra il funzionamento dei più evoluti microscopi non ottici, quali il microscopio a scansione (SEM), il microscopio ad effetto tunell (STM) ed il microscopio a forza atomica (FAM).
Nel microscopio elettronico a scansione ( SEM ) un fascio di elettroni colpisce il campione che si vuole osservare. Dal campione vengono emesse numerose particelle fra le quali gli elettroni secondari. Questi elettroni sono rilevati da uno speciale rivelatore e convertiti in impulsi elettrici.
Nel microscopio ad effetto tunell (STM) il funzionamento si basa sul concetto di effetto tunnel. Quando una punta conduttrice è portata molto vicino alla superficie da esaminare, un bias (differenza di tensione) applicata tra i due può permettere agli elettroni di realizzare un tunnel attraverso il vuoto tra di loro. La "corrente di tunneling" che ne risulta è in funzione della posizione della punta e della tensione applicata.
Il fenomeno fisico che sta alla base del funzionamento dei microscopi con sonda di scansione è la piezoelettricità, ovvero la proprietà che hanno alcuni materiali di elettrizzarsi quando sono deformati elasticamente e, viceversa, di deformarsi se assoggettati a un campo elettrico. Questa correlazione permette attraverso un meccanismo di retroazione, di guidare la sonda monoatomica lungo i dislivelli della superficie scansionata, restituendone la topografia ad altissima risoluzione.
Il video originale è una realizzazione di Arsenal (Trieste), effettuato con la consulenza scientifica ed i testi dell’Immaginario scientifico sempre di Trieste, e la collaborazione tecnica di APE Research.
Lo stesso video, riproposto di seguito, è solitamente proiettato nel Virtual Show Room presso il campus di Area Science Park a Padriciano (Trieste).



Fonte video: You tube ( Arsenal3D )

Uno zoom nel mondo dei dieci alla meno nove

Nel video ripreso da You tube si scoprono le immagini dell’infinitamente piccolo, attraverso un itinerario visivo nel mondo della nanoscienza.
Il mondo alla scala dei nanometri è così piccolo da essere invisibile ai più potenti microscopi ottici. Il nano mondo può essere osservato solo attraverso strumenti avanzati come i microscopi elettronici e soprattutto i microscopi a sonda (SPM), nati nel 1985 con la realizzazione del primo microscopio a effetto tunnel (STM), che permettono di risolvere strutture superficiali a livello subnanometrico, superando alcuni limiti caratteristici dei microscopi elettronici.
Il video proposto invita a riflettere, gettando uno sguardo su un campo scientifico di frontiera ricco di prospettive e ricadute tecnologiche fino a pochi lustri fa impensabili.




Fonte video: You tube (PenguinMultimedia )

Le nanotecnologie combatteranno la contraffazione.

Le nanotecnologie attraverso la fluorescenza, l’elettrofilatura, il disordine molecolare tenteranno di difenderci dal mercato parallelo della contraffazione.
Il primo sistema anticontraffazione si basa su di un materiale innovativo che coniuga le proprietà dei metalli nanoscopici con quelle dei polimeri.
Alcune nanoparticelle metalliche sono inserite in una matrice di materiale plastico, queste nanoparticelle esposte a radiazione ultravioletta di opportuna frequenza emettono luce colorata per fluorescenza, una proprietà osservata in composti molecolari e nei semiconduttori, e resa possibile anche per metalli ridotti a dimensioni nanometriche.
La fluorescenza, infatti, è la proprietà di alcune sostanze di emettere a frequenza più bassa le radiazioni ricevute, in particolare di assorbire luce ultravioletta ed emetterla visibile. In parole povere gli ultravioletti eccitano gli atomi della sostanza fluorescente, facendo saltare gli elettroni in un'orbita più esterna. Subito dopo gli elettroni tornano al livello precedente emettendo luce visibile, a lunghezza d'onda più lunga rispetto alla radiazione incidente.
Questo processo lo possiamo osservare, con l’utilizzo di apposite lampade, in tutti i materiali che contengono pigmenti fluorescenti, inoltre la tonalità cromatica della luce può essere controllata cambiando semplicemente la composizione delle nanoparticelle. Quindi la lunghezza d’onda ovvero il colore della luce emessa è l’indicatore dell’originalità del prodotto aziendale.
Un altro sistema tecnologico per bloccare i mercati di merce contraffatta è l'elettrofilatura, detta anche filatura elettrostatica o electrospinning, questo è un processo produttivo che consente, nell'industria dei polimeri, di ottenere filamenti continui di materiale sintetico dal diametro molto piccolo, sicuramente inferiore al micron
Per produrre filamenti continui con diametri nanometrici occorre utilizzare metodi di produzione diversi, in cui il filamento in formazione possa essere stirato con forze di elongazione più omogenee e costanti possibili, onde evitarne la rottura. La tecnica più promettente in questo senso è l'elettrofilatura, in cui un getto polimerico viene stirato all’interno di un elevato campo elettrico.
L'elettrofilatura è applicabile ai materiali polimerici che possono essere portati ad uno stato fluido di elevata viscosità attraverso la fusione, ottenuta col calore, o attraverso la dissoluzione in opportuni solventi.
Un impianto di elettrofilatura consiste principalmente in una siringa dosatrice regolata da una pompa volumetrica che spinge il polimero fuso o in soluzione all’interno di un capillare, ed in uno schermo di raccolta posto di fronte al capillare. Il capillare e lo schermo collettore sono caricati elettrostaticamente ad un diverso potenziale elettrico.
I filamenti così prodotti raggiungono finezze dell’ordine di 100 nm e possono essere inseriti all’interno delle trame dei tessuti, che una volta esposti alla luce cambiano colore, secondo una precisa logica che corrisponde al codice identificativo della azienda produttrice.
Se la variazione di colore non avviene in modo corretto, siamo di fronte ad un palese caso di imitazione.
Un terzo metodo per rivelare le contraffazioni si basa sul disordine molecolare della materia.
Il disordine molecolare è accentuato attraverso un trattamento magnetico rendendo ciascun pezzo del nuovo materiale prodotto, unico ed irripetibile.
Questo particolare trattamento magnetico determina un materiale avente un disordine molecolare unico e distinto da ogni altro materiale esistente, simile ad un’impronta digitale nanometrica.
L’unicità di ogni singolo pezzo viene codificata da un adeguato sistema di lettura digitale e l’informazione ricavata dalla lettura è immagazzinata su un apposito database.
In questo modo, qualunque prodotto può venire associato ad un’impronta nanotecnologica e quindi successivamente riconosciuto dalla selezione di informazioni conservate nel database.
Concludendo l’uso delle nanotecnologie ha ideato etichette intelligenti e fili ultrasottili fabbricati con tecnologia nanometrica e basata su materiali organici e polimerici, che opportunamente guidati sono in grado di produrre e rendere disponibili specifiche informazioni.
Questi nuovi elementi nanometrici possono essere applicati ad un qualsiasi prodotto merceologico, compresi quelli di tipo agroalimentare, per consentirne la tracciabilità, oppure possono essere integrati, oltre i tessuti, in contenitori per bevande ed alimenti contenendo informazioni leggibili da un sistema ottico, elettromeccanico o magnetico, per garantire l’originalità del manufatto.

SIAMO DIVENTATI UN PO’ EXTRATERRESTRI

Il 3 marzo 1972 decollava dalla piattaforma Atlas-Centaur la sonda Pioneer 10 con inserita sul lato una placca recante un messaggio dell’umanità verso ipotetiche civiltà extraterrestri, tecnologicamente evolute.
Questo messaggio, ideato dallo scienziato Carl Sagan, mette in evidenza la transizione dell’idrogeno ritenuto a ragione l’elemento chimico maggiormente presente nell’universo, la rappresentazione simbolica della sonda, una mappa stellare con l’indicazione di 14 pulsar, il tragitto che la sonda deve compiere, un uomo con la mano alzata in segno di buona volontà e una donna stranamente priva d’organi genitali.
Approfondiamo ora questo ultimo aspetto, lo scrittore Mark Wolverton racconta che per ottenere l’approvazione dei decisori della NASA, Sagan dovette cancellare la breve linea indicante la vulva della donna.
Anche i giornali Los Angeles Times e Chicago Sun Times ricevettero missive dai loro lettori che protestavano contro l’utilizzo del denaro dei contribuenti per spedire oscenità nello spazio, determinando il disegno così come si vede sopra in figura.
Come sono cambiati i tempi!
Oggi, dopo 37 anni, analizzando il messaggio di Carl Sagan vengono alla mente tutte le innovazioni tecnologiche che hanno caratterizzato l’ultimo quarto del secolo scorso e i primi anni del nuovo millennio.
Questa evoluzione tecnologica si è fondata prima sullo sviluppo della microelettronica, con la progettazione di microprocessori sempre più potenti e veloci, e dopo sulla crescita della nanoelettronica che applicando tutte le teorie della meccanica quantistica e dell’ingegneria delle bande ha dato un nuovo impulso alla miniaturizzazione dei sistemi elettronici.
Pochi mesi prima dal lancio del Pioneer 10, l’italiano Federico Faggin creò per l’INTEL il microprocessore 4004, basato su un circuito integrato con circa 2300 transistor.
Questi microprocessori di prima generazione erano progettati con tecnologia PMOS, in pratica con MOS di tipo P, quindi erano a basso costo e poco rapidi.
Nel 1973 era lanciata nel mercato dell’elettronica la seconda generazione di microprocessori con tecnologia NMOS, in pratica MOS di tipo N, quindi più veloci dei PMOS e con un livello d’integrazione maggiore.
Tra questi microprocessori faceva vanto di se lo Z80 della ZILOG.
Nel 1978, a sei anni dalla partenza del Pioneer 10, sono apparsi i microprocessori a 16 bit, terza generazione di questi circuiti integrati come il famoso 8086 della INTEL.
Agli inizi degli anni 80 cominciavano ad essere commercializzati microprocessori con architettura a bus dati a 32 bit e dal 1985, a 13 anni dal lancio del Pioneer 10, l’INTEL con i microprocessori 80386 e 80486 parla di quarta generazione.
Tali circuiti sono realizzati con tecnologia CMOS, vale a dire MOS complementare, e consentono di lavorare a frequenze superiori a 50 MHz con un limitato consumo di energia.
Nel 1993, ventuno anni dopo il lancio del Pioneer 10, nascono i microprocessori Pentium che sono 5 volte più potenti del 80486 a 25 MHz e che incorporano una tecnologia innovativa per inserire ben 3 milioni di transistor in un solo chip.
Nel 1997 con il Pentium II si mette in evidenza la tecnologia a 0,35 micron (ovvero 350 nanometri), che per gli ultimi modelli passa alla dimensione minima di un singolo transistor a 250 nanometri. Ancora non siamo entrati nel mondo della nanoelettronica perché questa inizierà quando si progetteranno componenti elettronici di dimensioni inferiori a 100 nanometri. Infatti la definizione americana di nanotecnologie data nel 2000 nell’ambito della National Nanotechnology Initiative (NNI) USA è:
“Nanotechnology is the understanding and control of matter at dimensions of roughly 1 to 100 nanometres, where unique phenomena enable novel applications... At this level, the physical, chemical, and biological properties of materials differ in fundamental and valuable ways from the properties of individual atoms and molecules or bulk matter”.
L’evoluzione in ogni modo continua, come continua lo scaling del singolo componente transistor e la crescita della densità d’integrazione nel microprocessore.
Nel 2000 nasce il Pentium IV, nel 2003 l’Opteron, nel 2004 l’Itanium con dimensioni del singolo componente di 90 nanometri confermando lo standard di produzione per i chip di silicio in termini di lunghezza illustrato nella International Technology Roadmap for Semiconductors, si entra finalmente in termini dimensionali nella nanoelettronica, e sono passati 32 anni dalla partenza del Pioneer 10.
Nel 2006 fa il suo debutto commerciale il microprocessore Core 2 Quad costruito con tecnologia a 65 nanometri ed infine nel 2008 è la volta di Itanium Quad Core fabbricato sempre con tecnologia a 65 nanometri, con una riduzione a 45 nanometri per i chip Silverthorne.
Le architetture dei microprocessori nei 37 anni che vanno dal lancio del Pioneer 10 ad oggi hanno avuto continui sviluppi, passando dall’INTEL 4004 di Faggin all’ Itanium Quad Core che ha una densità d’integrazione pari a 2000 milioni di transistor, ovvero quasi un milione di volte la capacità del primo microprocessore 4004.
Quando veniva creato il microprocessore 80286 il Pioneer 10 diventava il primo oggetto fabbricato dall’uomo a lasciare il sistema solare dopo aver superato l’orbita di Plutone.
Nel 1997 anno di fabbricazione del Pentium II gli astronomi avevano dato per perso, fuori dal sistema solare, il Pioneer 10 anche se dopo qualche tempo si riattivarono le comunicazioni con il satellite artificiale.
La sonda continuerà a dirigersi verso la stella rossa Aldebaran, l’occhio della costellazione del toro e per raggiungerla impiegherà ancora 2 milioni di anni, il suo destino è quello di sopravvivere a tutte le innovazioni tecnologiche dell’uomo, dalla nanoelettronica a tutte quelle future che si susseguiranno nel tempo.
Rifletto sulla Pioneer plaque e sui primi 37 anni di questo lungo viaggio fuori dal sistema solare, pensando che forse anche noi, rispetto alla tecnologia del Pioneer 10, siamo diventati un po’ extraterrestri.

ESPERIENZA DI NANOTECNOLOGIA NELLA SCUOLA SECONDARIA

Ormai le nanotecnologie sono in mezzo a noi, e tra qualche anno ci sarà un esplosione innovativa che cambierà radicalmente la nostra esistenza.
Dietro questa rivoluzione tecnologica c’è il sacrificio e l’abnegazione di numerosi professionisti che nei laboratori di ricerca, nelle università, nelle industrie ed ora anche nelle scuole si prodigano nel raggiungimento di obiettivi sempre più ambiziosi.
Le nanoscienze rappresentano l’emblema dell’interdisciplinarità, coinvolgendo competenze spesso diverse, che devono condividere l’obiettivo dell’innovazione tecnologica.
Questa interdisciplinarità è un fattore fondamentale nella didattica della nuova scuola dell’autonomia, rappresentando, di fatto, una delle azioni di ricerca nell’impostazione di nuovi e più aggiornati curricula.
Tra i nuovi curricula cominciano a svilupparsi quelli sulle nanotecnologie con iniziative rivolte agli studenti degli ultimi anni delle scuole superiori che per profitto nello studio o per interesse personale verso l’innovazione tecnologica abbiano dimostrato particolari attitudini verso le materie scientifiche nei licei e verso le discipline professionalizzanti negli istituti tecnici industriali.
I principali progetti di integrazione tra la scuola superiore di secondo grado ed il mondo della ricerca nel settore delle nanotecnologie sono: il progetto “ Le nanotecnologie” nato dalla collaborazione della rete scolastica ”Nanotech- Duesicilie” con il NNL (National Nanotecnology Laboratory) di Lecce, il progetto “ Nanotech@school “ ideato e realizzato da Veneto Nanotech, il progetto “ Nanotech for students “ realizzato dal dipartimento di scienze dei materiali dell’Università degli studi di Milano-Bicocca con la collaborazione del NEMAS (NanoEngineered Materials and Surface Center) e del CIMaINA (Centro Interdisciplinare Materiali e Interfacce Nanostrutturati).
Vediamo di analizzare, per quanto possibile, le peculiarità di queste esperienze che evidenziano nuovi approcci metodologici per riuscire ad avvicinare l’innovazione nanotech ai programmi ministeriali ed ai contenuti dell’editoria scolastica non sempre al passo con i tempi.
La rete scolastica Nanotech- Duesicilie coordinata da chi scrive raggiunge un accordo di collaborazione didattica con NNL rappresentato dal suo direttore il Prof Roberto Cingolani nel febbraio del 2005, organizzando 5 seminari tematici sulle nanotecnologie riguardanti: nanoelettronica, oled, manipolazione e caratterizzazione di materiali nanostrutturati, mems, lab-on-chip.
Il progetto è destinato a studenti del IV e V anno selezionati tramite problemi di matematizzazione (problemi di non facile soluzione che presuppongono la conoscenza delle sole quattro operazioni aritmetiche) che più d’ogni altro permettono di riconoscere il talento scientifico sia verso il problem solving tecnologico sia verso le capacità di interdisciplinarità.
La rete Nanotech-Duesicilie affronta tematiche concernenti la divulgazione delle nanotecnologie attraverso l’elaborazione di brevi saggi destinati alle scuole, l’organizzazione di incontri tecnici con aziende del settore, il coordinamento di corsi post qualifica e post diploma quale ad esempio quello dal titolo “ Elaborazione di modelli didattici per nanotech”.
L’idea progettuale Nanotech@school nasce dalla collaborazione di Veneto Nanotech con il CIVEN (Coordinamento Interuniversitario Veneto per le Nanotecnologie) per mettere in evidenza la mission per le attività education che Veneto Nanotech ha cominciato ad organizzare dal 2004.
Questa iniziativa di formazione non accademica ha coinvolto una rete scolastica denominata ENIS ed in particolar modo le sue associate del Veneto.
L’obiettivo principale di Nanotech@school è quello di facilitare l’introduzione dell’insegnamento delle nanotecnologie nelle scuole secondarie superiori, fornendo agli insegnanti di materie tecnico scientifiche competenze e conoscenze nanotech da inserire all’interno dei vari insegnamenti.
Questa esperienza è stata affiancata dal “Nanoweek” ovvero la settimana delle nanotecnologie, dove gli studenti hanno potuto apprendere su: nanomateriali per l’imaging e le medicine rigenerative, le nanotecnologie per il settore agroalimentaree il packaging, le nanotecnologie per l’edilizia, le nanotecnologie per i settori del riscaldamento e del condizionamento.
Il terzo progetto “Nanotech for students" si inserisce per continuità dal progetto “Micro e nano nuove sfide tecnologiche", avvicinando i docenti di scuola e i loro studenti alla ricerca scientifica.
La selezione, al contrario di quella di Nanotech-Duesicilie, prevede lo svolgimento di un test scritto a risposta chiusa per valutare le conoscenze di base nelle discipline di fisica, chimica, biologia ed inglese.
La tempistica del progetto prevede le seguenti fasi: il test di selezione, la preparazione sperimentale del materiale nanostrutturato, l’introduzione alle attrezzature sperimentali, la caratterizzazione del materiale, la preparazione in classe della visita aziendale, la visita aziendale, la rielaborazione dell’esperienza (azione riflessiva), la presentazione dell’esperienza (azione sul percepito).
Altre progettazioni per l’introduzione delle nanotecnologie nelle scuole si riferiscono alla SPAIS 2006 (Scuola Permanente per l’Aggiornamento degli Insegnanti di Scienze) dove sono stati svolti seminari su “Le nanotecnologie e i nanomateriali “.
Un’iniziativa sviluppata nell’ambito di un protocollo d’intesa tra l’ufficio scolastico regionale per la Sicilia e le associazioni disciplinari degli insegnanti quali: AIC (Associazione Insegnanti Chimici ), AIF ( Associazione Insegnanti per la Fisica), ANISN (Associazione Nazionale Insegnanti di Scienze Naturali ), DDSCI (Divisione Didattica della Società Chimica Italiana).
Gli incontri della SPAIS 2006 si sono posti come obiettivo principale l’individuazione e l’approfondimento delle conoscenze di base della fisica, biologia e chimica per una migliore interpretazione dei contenuti fondamentali delle nanoscienze.
Nel 2008/09 un’altra iniziativa gestita dal progetto lauree scientifiche intitolata “Nanoscienze e nanotecnologie" è organizzata dal dipartimento di fisica dell’Università di Milano.
Particolare interessante di questo ultimo progetto è l’incontro di debriefing in cui gli insegnanti esplicano le loro percezioni riferite alla partecipazione al seminario tecnico sulle nanotecnologie.
Spesso con le azioni di debriefing si possono aprire nuove prospettive che richiedono di avviare un nuovo processo di comunicazione rendendo l’apprendimento dei fondamentali delle nanotecnologie ancora più accessibile.
L’auspicio è quello che tutte le esperienze didattiche descritte si possano confrontare ove determinare gli aspetti critici per migliorarli, le azioni corrette per evidenziarle come esempio da seguire in organizzazioni future.
Così come è stato fatto per la ricerca scientifica, anche per quella didattica è necessaria una mappatura degli eventi archiviando le esperienze compiute, i nomi delle persone coinvolte, le collaborazioni instaurate; questo per creare sinergie utili al miglioramento della azione-ricerca nel settore specifico e alla ricaduta didattica, fondamentale per definire i numeri di una ricerca scientifica sempre più innovativa e concreta.

Di Aldo Ficara
pubblicato su: AgoraVox Italia

NASCE IL BLOG “ DIECI ALLA MENO NOVE “

Il blog “ dieci alla meno nove “ si inserisce per continuità dal progetto Nanotech- Duesicilie, al suo interno saranno proposti articoli di divulgazione scientifica e tecnologica con particolare riguardo alle nanoscienze e nanotecnologie.
Attraverso i commenti il lettore potrà scambiare alcuni pensieri sul mondo della innovazione tecnologica e sulle prospettive di una nuova scienza interdisciplinare: la nanoscienza.
Si farà luce su nuove iniziative di imprenditoria industriale, mettendo in risalto gli sforzi per tradurre le idee delle nanoscienze nelle applicazioni nanotech.
Il blog è collegato con il sito di giornalismo partecipativo Agoravox Italia ed ha come obiettivo la divulgazione dei propri articoli su siti di consorzi di ricerca o d’aziende che operano nel settore tecnologico.
Ad esempio l’articolo “ COME LE NANOTECNOLOGIE CAMBIERANNO IL NOSTRO VIVERE QUOTIDIANO “ è stato riportato sulle news del sito di VENETO NANOTECH, mentre l’articolo “ LA NUOVA ERA DELL’IDROGENO “ è stato riportato sulle news dei siti di VENETO NANOTECH e della BNR Energia.
La redazione del blog accetterà articoli scientifici di terzi con il solo vincolo del taglio divulgativo del lavoro proposto e di una breve presentazione professionale dell’autore.
L’auspicio è quello di creare un luogo virtuale dove scambiare idee e news sul mondo delle nanotecnologie con il coinvolgimento di scuole, centri di ricerca, riviste e quotidiani scientifici, professionisti del settore, ripetendo lo stesso spirito culturale che negli anni scorsi ha dato vita a Nanotech- Duesicilie.
In questo periodo, la redazione del blog si sta occupando della stesura di un articolo di nanoelettronica, che sarà di prossima pubblicazione.

ALDO FICARA
pubblicato su: AgoraVox Italia

COME LE NANOTECNOLOGIE CAMBIERANNO IL NOSTRO VIVERE QUOTIDIANO

Cominciamo a fare un distinguo tra nanoscienze e nanotecnologie, le prime che risiedono nei laboratori di ricerca, rappresentano l’incontro interdisciplinare tra la biologia molecolare, la meccanica quantistica, la chimica supramolecolare e l’ingegneria dei materiali; le seconde, che stanno entrando prepotentemente nel settore produttivo, attraverso tecniche e processi industriali innovativi consentono la creazione ed utilizzazione di sistemi nanometrici ovvero di dispositivi delle dimensioni di un milionesimo di millimetro.
La materia a queste dimensioni assume caratteristiche fisico chimiche che possono essere radicalmente cambiate attraverso l’opportuna manipolazione degli atomi che la compongono.
Si vengono così a creare nuove strutture con proprietà meccaniche, elettriche, termiche, notevolmente migliorate rispetto agli stessi oggetti primitivi privi di manipolazione nanotecnologica.
Le tecniche d’intervento nanotech sono 2: quella “ top down” dall’alto verso il basso, in altre parole la riduzione del dispositivo fino a livelli nanometrici, e quella “bottom up” dal basso verso l’alto, ovvero l’assemblaggio di molecole o aggregati di molecole per realizzare opportune nanostrutture.
Facendo un semplice esempio, immaginiamo di costruire un modellino di casa, con le tecniche “ top down” si ricava la casa a colpi di scalpello da un ipotetico grande ed unico mattone, mentre la tecnica “bottom up” è assimilabile all’unione di singoli mattoncini (le molecole) che opportunamente aggregati originano l’oggetto voluto, in questo caso il modellino di casa.
Vediamo, ora, le ricadute pratiche delle nanotecnologie sulla nostra vita di tutti i giorni.
Nel settore medico si cominciano a produrre protesi ultraleggere e strutture al carbonio per guidare la rigenerazione di ossa e di tessuti. Importanti sono i cosiddetti “nanocluster” involucri di molecole vuoti all’interno, che potrebbero essere riempiti da principi attivi ed essere utilizzati come farmaci intelligenti che operano rilasciando il farmaco solo nel tessuto malato.
Infatti, nanoparticelle disciolte in un’opportuna soluzione possono penetrare all’interno delle cellule malate, e in seguito eccitate con particolari frequenze elettromagnetiche per distruggere il tumore senza bisogno d’operazioni invasive. Sono quasi in fase di lancio nuovi chip per verificare, attraverso test nanotech, se una persona è predisposta o no a contrarre malattie di tipo ereditario.
Nel settore dell’elettronica si studiano tecniche per ridurre le dimensioni dei circuiti integrati ( al di sotto dei 100 nm) per rendere i computer estremamente veloci e leggeri, con memorie sempre più grandi e potenti.
Interessanti sono le soluzioni nanotech sui tessuti, questi fra pochi anni, saranno autopulenti, infatti, si deposita sul tessuto uno strato di biossido di titanio di dimensioni nanometriche, ottenendo risultati sorprendenti.
La tecnica descritta è atossica, non costa molto ed elimina completamente ogni tipo di macchia quando il tessuto è colpito dai raggi solari. La luce solare provoca la scissione delle molecole che costituiscono “lo sporco” in anidride carbonica e acqua.
Altro settore che sarà rivoluzionato dalle nanotecnologie è quello dell’automobile, molti centri di ricerca stanno preparando film sottili ( pellicole) di materiale nanostrutturato che trasformano l’energia solare in energia elettrica.
Questi materiali potranno essere stesi sui vetri e sulle superfici della carrozzeria di un’autovettura garantendo una discreta quantità d’energia elettrica sfruttabile sia nei servizi ausiliari che in quelli di trazione.

Anche il fenomeno della contraffazione dei marchi potrebbe avere le ore contate, tecniche di nanoincisione il cosiddetto “hetching” in grado di scolpire segni di riconoscimento di poche decine di nanometri potrà scoraggiare ogni azione d’imitazione contro legge.
Altre innovazioni riguardano le lavatrici che contenendo al loro interno particelle di argento possono sterilizzare il bucato, le batterie che contenendo biossido di titanio nanostrutturato permettono, rispetto alle batterie tradizionali, più cicli di ricarica, calzature antiodore grazie a nanoparticelle antibatteriche, abiti idrorepellenti che respingono l’umidità, creme solari che permettono un’alta protezione contro i raggi UV, vernici antigraffio per auto, cementi autopulenti ed infine vestiti capaci di cambiare colore con il variare dell’intensità della luce o di diventare impermeabili quando comincia a piovere.
Terminando, forse, il fatto più indicativo dell’entrata nella nostra vita delle nanotecnologie lo evidenzia un fattore economico finanziario. Infatti, secondo alcune banche d’affari le aziende nanotech dovrebbero crescere al ritmo del 30% l’anno, e pertanto stanno lanciando sul mercato finanziario dei prodotti agganciati ad un paniere che segue l’andamento di borsa delle principali società nanotech quotate nel mondo.
Il futuro è già iniziato, speriamo sia roseo.

di Aldo Ficara
pubblicato su: AgoraVox Italia