Al Museo la ricerca dal vivo sulle nanotecnologie
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Il progetto NanoToTouch – Nanotecnologie dal vivo, finanziato dalla Comunità Europea nell’ambito del settimo programma quadro, affronta il nodo della comunicazione delle nanoscienze e nanotecnologie con un approccio molto diverso dalla consueta semplificazione, o dall'effetto "camera delle meraviglie". L’idea di fondo è portare la ricerca scientifica fuori dai luoghi dove normalmente viene svolta, come le università ed i centri di ricerca, e di renderla visibile nei suoi termini reali in alcuni fra i più importanti musei scientifico-tecnologici d’Europa. All’interno di ambienti innovativi il vasto pubblico avrà la possibilità di conoscere come si svolge la ricerca in ambito nanotecnologico e discuterne, anche attraverso il coinvolgimento diretto dei ricercatori attivi nei laboratori, i quali seguono uno specifico percorso di formazione alla comunicazione scientifica.
Nell’ambito del progetto NanoToTouch, è stato allestito nei locali del Museo della Scienza e della Tecnologia “Leonardo da Vinci” di Milano un laboratorio di ricerca universitario per svolgere studi sulle proprietà di materiali nanostrutturati. Il laboratorio è il frutto della collaborazione tra il Centro Interdisciplinare Materiali ed Interfacce Nanostrutturati (CIMaINa) dell’Università degli Studi di Milano ed il Museo. Pur conservando le caratteristiche e l’aspetto di un normale laboratorio di ricerca, gli spazi sono stati disegnati in modo da rendere visibili, sotto diverse angolazioni, tutte le fasi del lavoro sperimentale. Uno spazio separato dal laboratorio da un’ampia finestra vetrata permette ai visitatori di intrattenersi a discutere con i ricercatori e permette lo svolgimento di attività guidate condotte dagli animatori del museo.
Nato nel 2004, in seguito al bando del MIUR per il sostegno di centri di eccellenza scientifica, il CIMaINa è dal Luglio 2007 Centro Interdisciplinare di Ateneo per il coordinamento della ricerca nel campo delle nanotecnologie; esso non riceve finanziamenti istituzionali ed opera con risorse provenienti dai propri progetti finanziati su bandi pubblici, oltre che dai compensi ricevuti per consulenze, misure, o ricerche commissionate da terzi.
Il CIMaINa promuove la cooperazione tra ricercatori dell’Università degli Studi di Milano con diverse competenze (fisica, chimica, biologia, farmacologia, medicina), distinguendosi per un approccio pienamente interdisciplinare.
Figura | Apparato per la deposizione
di film sottili nanostrutturati
Le nanoparticelle vengono prodotte
nella sorgente (a sinistra), accelerate
fino
a velocità supersoniche e collimate (6)
e successivamente depositate
su un substrato
opportuno, eventualmente mascherato
in modo da produrre
pattern regolari
come quello a forma di stella mostrato
nel riquadro di
destra
(dimensioni 5micron x 5micron).
Nel riquadro di sinistra è
mostrata
la tipica morfologia di un film sottile
nanostrutturato
(dimensioni 500nm x 500nm),
caratterizzata da granularità
e porosità su
scala nanometrica.
Nei laboratori universitari del CIMaINa sono state sviluppate tecniche innovative per la sintesi di materiali nanostrutturati, basate sulla deposizione di nanoparticelle prodotte in fase gassosa. Tra le caratteristiche più evidenti dei materiali composti di grani di dimensioni nanometriche, vi è senz’altro l’elevatissima estensione della superficie di contatto tra il materiale di cui essi sono costituiti e il fluido in cui sono immersi. E’ dunque chiaro come lo studio dei processi chimici e fisici che possono avvenire su questa superficie sia rilevante e come questi materiali possano risultare promettenti in numerose applicazioni.
Il laboratorio allestito presso il Museo “Leonardo da Vinci” di Milano è attrezzato per effettuare in maniera controllata un ampio spettro di misure elettrochimiche e foto-elettrochimiche su nanomateriali, e di fornire dunque informazioni dettagliate riguardo alla chimica di superficie, alla struttura elettronica ed alle caratteristiche morfologiche di questi materiali. Tra le applicazioni direttamente collegate alle misure realizzabili presso il laboratorio si possono citare accumulatori di energia elettrica ad altissima densità di potenza e di energia, o anche elettrodi per conversione energetica attraverso processi foto-catalitici, quali ad esempio le nanostrutture basate su biossido di titanio per la produzione di idrogeno o di energia elettrica attraverso lo sfruttamento dell’energia solare.
Nanosciences live in science centres and museums (NANOTOTOUCH)
Paolo Piseri
Fisica, dipartimento di fisica dell'università degli studi di Milano
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#1 Un promettente pannello solare nanostrutturato
Sono un geometra venuto a conoscenza dell’evento grazie alla Newsletter “Le 12 Stelle” edita dalla Rappresentanza a Milano della Commissione Europea, in data 6 marzo vi ho partecipato constatando nei ricercatori preposti disponibilità e chiarezza, doti indispensabili per open day rivolti a pubblico non specialistico.
Mi auguro che simili iniziative assumano carattere periodico almeno annuale, e che siano adeguatamente pubblicizzate.
Nel corso dell’evento è stato presentato un campione di innovativo pannello solare fotovoltaico nanostrutturato al biossido di titanio che ritengo possa avere ottimi sviluppi commerciali. Caratteristiche salienti del nuovo materiale appaiono la trasparenza e la reattività a una banda di spettro luminoso differente da quella preferenziale dei pannelli al silicio mono o policristallini.
Potrebbe essere utilizzato per produrre un vetro stratificato High Tech che risulti:
La realizzazione di un edificio utilizzando vetri di tale tipo quali facciata continua e pannelli solari fotovoltaici al silicio per la copertura, oppure con alternanza di elementi vetrati di tale tipo e di elementi opachi in pannelli solari fotovoltaici al silicio, garantirebbe una significativa produzione di elettricità da implementare per perseguire l’autosufficienza dell’edificio stesso e la cessione in rete dell’energia elettrica eccedente.
A livello di singolo componente edilizio il rendimento elettrico di un vetro stratificato siffatto potrebbe alimentarne altre funzioni volte al risparmio energetico per raffrescamento estivo e alla riduzione del viraggio dei colori (sbiadimento di tendaggi, tappezzerie e parquet): funzioni sostanzialmente riassumibili nell’elettrocromia e nell’opacizzazione comandata a cristalli liquidi, quest’ultima utilizzabile anche a fini pubblicitari.
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