CONFERENZA SULLE
NANOTECNOLOGIE
Ten.Col. co.ing. Gilmo CAVAZZA
31 maggio 2008
Conferenza sulle NANOTECNOLOGIE – Sala Consiliare Comune di Monterosi (VT), 31 maggio 2008
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STORIA
RIVOLUZIONE NEL MODO DI
CONCEPIRE, PROGETTARE E REALIZZARE
PRODOTTI E SISTEMI INNOVATIVI.
TALI NUOVE CONOSCENZE:
• SI BASANO SULLE LEGGI RELATIVE ALLA
SCIENZA DELLA MATERIA, DELLA CHIMICA E
DELLA FISICA
• SONO NECESSARIE ALLE STRUTTURE
INDUSTRIALI DEI PAESI SVILUPPATI PER
COMPETERE CON SUCCESSO E AFFERMARSI SUL
MERCATO GLOBALE.
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STORIA
STATI UNITI E IL GIAPPONE INTRODUCONO
NELLE SCUOLE DELL’OBBLIGO IL CONCETTO DI
SCIENZA DELLA MATERIA OLTRE ALLE DISCIPLINE
CLASSICHE DELLA FISICA, DELLA CHIMICA E
DELLA MATEMATICA
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STORIA
LE NANOTECNOLOGIE OFFRONO LA POSSIBILITA’
DI:
• PROGETTARE E INTRODURRE LE INNOVAZIONI
ALLE PICCOLE SCALE
• GARANTIRE RICADUTE SULLE CARATTERISTICHE
E SULLE PRESTAZIONI DEI PRODOTTI
• SVILUPPARE LE MASSIME POTENZIALITA’
FISICHE DEI MATERIALI (DUREZZA,
DISSIPAZIONE TERMICA, ANTIRIFLESSO……….)
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CONCETTO DI MULTISCALA
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UNITA’ DI MISURA METRICHE
(multipli e sottomultipli del metro)
km =103m
hm =102m
dam =10 m
dm =10-1m
cm =10-2m
mm =10-3m
mm (micron) =10-6m
nm (nano)
=10-9m
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SORGENTE DI NANOPARTICELLE A
MICROPLASMA PULSATO
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CENNI SULLE PROPRIETA’ FISICHE E CHIMICHE
DEI MINERALI
• PROPRIETA’ FISICHE:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
PESO SPECIFICO
FUSIBILITA’
DUREZZA
SFALDATURA
CONDUCIBILITA’
DILATAZIONE TERMICA
COLORE
INDICE DI RIFRAZIONE
LUCENTEZZA
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CENNI SULLE PROPRIETA’ FISICHE E CHIMICHE
DEI MINERALI
• PROPRIETA’ CHIMICHE:
– POLIMORFISMO
• UN ELEMENTO CHIMICO O UN COMPOSTO PUO’
CRISTALLIZZARE IN FORME DIVERSE. ESEMPIO: IL
CARBONIO CRISTALLIZZA IN FORMA CUBICA NEL
DIAMANTE E IN FORMA ESAGONALE NELLA GRAFITE.
– ISOMORFISMO
• QUANDO DUE O PIU’ MINERALI CON COMPOSIZIONE
CHIMICA DIVERSA CRISTALLIZZANO NELLO STESSO
SISTEMA CRISTALLINO (ISOMORFO).
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ESEMPI DI UTILIZZO DELLE NANOTECNOLOGIE
•
•
•
•
NANOSENSORI
NANOELETTRONICA
NANOMATERIALI SELETTIVI
NANOMATERIALI STRUTTURATI
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NANOSENSORI
VENGONO IMPIEGATI PER LA DETEZIONE DEI
SEGUENTI AGENTI:
• CHIMICI (ES. MONOSSIDO DI CARBONIO)
• BIOLOGICI
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ESEMPI DI APPLICAZIONI DI SENSORI
SINGOLI O SISTEMI DI SENSORI DI GAS
Trasporti
•Controllo della ventilazione
•Controllo dei filtri
•Controllo delle emissioni
Indoor
•Purificatori d’aria
•Controllo della ventilazione
Sicurezza
•Rilevazione d’incendi
•Rilevazione di fughe di gas
Agro-alimentare
•Controllo di processo
•Controllo della qualità dei cibi
Ambiente
•Stazioni meteorologiche
•Monitoraggio ambientale
Industria
•Controllo di processo
•Controllo delle emissioni
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ESEMPIO DI NANOSENSORI CHIMICI
Sensori di CO si possono
anche realizzare adottando un
approccio più semplice ed
ispirato alla interazione del gas
con i tessuti biologici.
Esempio
Il sangue arterioso ha un tipico
colore rosso mentre il sangue
venoso ha una nuance bluastra
perché nelle arterie l’emoglobina è
legata con O2 mentre nelle vene
trasporta CO2.
Il legame con una differente molecola cambia quindi il colore, cioè l’assorbimento
spettrale della molecola.
Con lo stesso principio può essere realizzato un sensore ottico per la
rivelazione del CO.
L’impiego di sensori basati su molecole sintetiche, grazie alla somiglianza del
meccanismo sensibile con il meccanismo naturale di tossicità del CO, può
consentire la realizzazione di sensori che consentono una valutazione diretta del
danno biologico dovuto alla esposizione al CO.
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NANOELETTRONICA
• NANOVALVOLE (MODELLI CON CARBON NANO
TUBES CNTs)
• NANOVALVOLE PER SODDISFARE I REQUISITI DI
LAVORO NEL CAMPO DELLE ALTISSIME
FREQUENZE TERAHERTZ (THZ)
• THERMAL MANAGEMENT (DISSIPAZIONE TERMICA
NEI DISPOSITIVI ELETTRONICI)
• PROCESSI DI CRESCITA DEI CNTs
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