mercoledì 3 aprile 2013

L' ABC della nanotecnologia

A come ANDROIDE :l'automa meccanico che sta prendendo sempre più piede nel panorama mondiale. I primi prototipi di armatura umana risalgono ai tempi di Leonardo da Vinci; al giorno d'oggi, principalmente in Giappone, si sta cercando di portare avanti numerosi progetti che prevedano la costruzione di macchine dalle capacità umane.


B come BIOTECNOLOGIA :negli ultimi anni è stato sperimentato che un sensore nanotech potrebbe essere in grado di identificare i marcatori biologici di una malattia, come il cancro, anche in poche cellule o in un piccolo tessuto. Grazie, infatti, alle piccolissime dimensioni, sarà possibile mettere a punto nuovi strumenti diagnostici, in quanto riusciremmo ad agire laddove serve all'interno della cellula. Tuttavia sono ancora da verificare le conseguenze dell'interazione tra nanoparticelle e sistemi biologici.


C come CHIMICA :le nanotecnologie operano,come la chimica, a livello supramolecolare, in quanto i materiali e i dispositivi sono realizzati partendo da componenti molecolari che si assemblano tramite legami chimici.


D come DIODI :componenti elettronici bipoli che regolano il flusso di corrente elettrica nei due versi. I diodi emettitori di luce (LED) possono emettere anche luce bianca e sostituire la tecnologia tradizionale, garantendo, inoltre, un risparmio energetico del 50%. Oggigiorno la tendenza dei ricercatori è di spostarsi verso i diodi emettitori di luce a base organica (OLED) che permettono la creazione di display molto più sottili.


E come ELETTRONICA :l'utilizzo dei microdispositivi ha fornito un eccellente aiuto allo sviluppo sia dell'ingegneria elettronica analogica che quella digitale; i nuovi transistor 3D, i MOSFET, i JFET e i nuovi CMUT hanno permesso di ampliare notevolmente il raggio d'azione dei nuovi circuiti integrati, non solo nell'ambito informatico o delle telecomunicazioni, ma anche in quello biomedico e energetico.



F come FOTOVOLTAICO :dall'America stanno arrivando sostanziali novità nell'ambito dell'efficienza delle celle solari. Le nuove strutture solari saranno composte da nanoconi tipo-n, ovvero microparticelle costituite da ossido di zinco che serve come quadro di derivazione e conduttore di elettroni. Con questo nuovo approcio si è migliorata la capacità di conversione luce-potenza di oltre il 3%.


G come GRAFENE :nuovo materiale costruttivo, dotato di un'eccezionale resistenza, sottilissimo e ottimo termo-conduttore, eccelente per circuiti elettronici ad altissime prestazioni e a basso consumo, destinato nel futuro prossimo a rivoluzionare l'intero settore dell'elettronica di consumo.


H come HIGH-TECH :L''high-tech' è sovente associata alla microelettronica, ovvero alla tecnologia di alta precisione. I settori principali in cui operano le tecnologie ad alta definizione spaziano dalla fotonica alla robotica, dalla fisica nucleare all'ingegneria aerospaziale.


I come INGEGNERE :letteralmente 'costruttore di macchine'; tuttavia il lavoro degli ingegneri ha permesso un notevole ampliamento degli orizzonti delle nanotecnologie soprattutto all'interno delle apparecchiature elettroniche e meccaniche. A tal proposito è nata, non molto tempo fa, una nuova figura professionale, l'ingegnere meccatronico.


L come LOS ANGELES :la University of California, che ha sede a Los Angeles, da anni si impegna, mediante un approcio multidisciplinare verso la ricerca, a portare avanti il lavoro sulle nanotecnologie segnalandosi come una delle università più all'avanguardia in questo campo. Questo porterà ad usare a nostro vantaggio i risultati della ricerca nell'ambito dell'economia globale, della società e dell'ambiente.


M come MECCANICA :la rivoluzione del mondo della meccanica porterà non solo alla riduzione dello spazio occupato dalle macchine, ma consentirà di controllare le proprietà dei materiali, come la temperatura, o proprietà magnetiche, elettriche, meccaniche e ottiche, senza alterarne la composizione chimica. Inoltre, è già in fase di progettazione, al centro studi 'Ibm' di Zurigo la prima nanomacchina che si muoverà grazie al dna.


N come NANOMETRO :unità di misura che corrisponde a 10^(-9) metri, cioè un milionesimo di millimetro.


O come OTTICA :l'ottica moderna costruisce occhiali con film coating antiriflesso, che hanno lo scopo di ridurre la percentuale di luce riflessa. Questi film hanno uno spessore pari a un quarto di lunghezza d'onda della luce incidente.


P come PIXEL :ciascun elemento puntiforme che compone un'immagine raster digitale; il numero di pixel detrmina la 'risoluzione' dell'immagine, mediamente molto alta nelle nuove nanoapparecchiature e in continua fase di sviluppo, come nei nuovissimi display OLED e a cristalli liquidi.


Q come QUANTO:un 'quanto' è la più piccola quantità che sta alla base di ogni entità fisica durante un'interazione. La meccanica quantistica è alla base dei fenomeni fisici che si verificano su scala microscopica, ovvero nell'ordine della costante di Plank. Nella fomazione di micromateriali, la riduzione a una scalainfinitamente piccola di lavoro fa si che si registrino 'quantum size effect', come l'alterazione delle proprietà elettroniche di certi solidi dovute alle microdimensioni.


R come ROBOTICA :negli ultimi anni l'industria, soprattutto all'estero, sta tornando a ineressarsi della robotica umanoide, basti pensare al 'Robonaut 2', il primo prototipo umanoide astronauta, messo a punto dalla NASA, ma anche la Honda sta investendo molto nella progettazioni di nuovi esemplari umanoidi. La cibernetica ha visto svilupparsi i nuovi colossi giapponesi, mentre all'Italia rimane il primato di aver progettato e costruito il robot-laser.


S come STEVE JOBS : il celebre co-fondatore della Apple che, dopo aver abbandonato precocemente gli studi, dedicò la sua vita alla progettazione di apparecchiature elettroniche sempre più all'avanguardia, dal primo microcomputer 'Apple I' alle nuove frontiere degli anni 2000, l'I-phone prima e l'I-pad poi.


T come TRANSISTOR :microdispositivi e principali costituenti dei chip in grado di erogare quantità sempre maggiori di energia concentrati in dimensioni via via piu ridotte. Recentemente è stato prodotto il transistor più piccolo al mondo costituito solo da un unico atomo proveniente dalla manipolazione atomica sul diamante di silicio. Si prevede che, entro il 2020, si giungerà alla massima miniaturizzazione dei transistor, che miglioreranno le prestazioni dei nuovi computer quantistici.



U come UTILITY FOG :una possibile applicazione delle nanotecnologie, nella quale una nuvola di microscopici robot connessi cambierebbe la propria forma e le sue proprietà per formare oggetti o strumenti macroscopici diversi, rispondendo ai comandi di un software. La utility fog sostituirebbe la maggior parte degli oggetti fisici.


V come VIRUS :i virus sono nanomacchine in grado di recare danni, talvolta irreparabili, alle varie apparechhiature elettroniche, che colpiscono i più reconditi microdispositivi danneggiandone il funzionamento.


Z come ZURIGO :l'ETH di Zurigo, ovvero la prestigiosa università europea che opera nell'ambito scientifico, ha stipulato un accordo con l'IBM per portare avanti la ricerca nell'ambito delle nanotecnologie. Il centro di ricerca della citta svizzera è da sempre considerato il luogo di nascita della nanotecnologia, a partire dalla creazione del microscopio a scansione a effetto tunnel (STM) presso l’IBM Zurich Research Lab. Questo strumento ha consentito di guardare per la prima volta il mondo degli atomi. Poco dopo, fu proprio un ricercatore IBM a sfruttare questa invenzione diventando la prima persona a manipolare i singoli atomi.

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