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Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) seconda edizione 2008/2009.

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1 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) seconda edizione 2008/2009

2 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Presso i laboratori del Liceo G.Bruno, Mestre Presso luniversità Cà Foscari, sede della facoltà di scienze dei materiali, Mestre

3 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Introduzione Sintesi delle nanofibre Preparazione ed osservazione del campione al SEM Approfondimenti

4 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Dal punto di vista concettuale questo termine rimanda ad un nuovo tipo di tecnologia, come in passato ad esempio la microelettronica si è sviluppata come settore diversificato dellelettronica classica. I problemi affrontati consistono in una sfida nel campo della miniaturizzazione e integrazione in aree sempre più piccole.

5 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Un reale cambio di sistema concettuale: superare i limiti della fisica classica per entrare nel mondo della meccanica quantistica studiando caratteristiche dimensionali paragonabili a quelle atomiche

6 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Contrariamente alletimologia greca, in campo scientifico e tecnologico il prefisso nano indica un sottomultiplo dellunità pari a 10 -9, ossia un miliardesimo di unità. Parlando di dimensioni un nanometro (1 nm) equivale quindi ad un miliardesimo di metro.

7 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Si instaura un circolo virtuoso tra il lavoro e la progettazione, volti a creare i presupposti applicativi ed i metodi di indagine e studio dei comportamenti dei materiali a livelli sempre più profondi

8 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Un sorprendente esempio di sintesi dei materiali nanostrutturali ci è fornito dalle conchiglie: i gusci iridescenti che vengono costruiti da alcuni molluschi (come labalone) sono fatti di nano blocchi di carbonato di calcio a formare un materiale nanostrutturato con grande resistenza alla frattura. ABALONE

9 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Un altro notevolissimo esempio è rappresentato dal Vaso di Licurgo, manufatto del IV secolo d.C. esso presenta colore verde se visto in riflessione e rosso se illuminato in trasmissione Vaso di Licurgo, particolare

10 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali La spiegazione del fenomeno è legata alla presenza di particelle sferiche (nanocluster) di argento ed oro con una banda di assorbimento del visibile in grado di cambiare colore del materiale Vaso di Licurgo, particolare

11 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Un altro formidabile esempio di nanotecnologia si può trovare nelle decorazioni a lustro delle ceramiche rinascimentali

12 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali La preparazione delle tinture si otteneva deponendo ossidi e sali di argento e rame in soluzione con aceto, riscaldando a 600°C in forno con fascine di ginestra. Si creava unatmosfera riducente per la preparazione dei nanoaggregati metallici

13 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Una fondamentale applicazione è stata la fotografia dove unemulsione gelatinosa di bromuro dargento veniva impressionata separando largento tramite precipitazione come particelle micrometriche

14 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Le Pietre miliari dellera nanotecnologica sono: Relazione There is a plenty of room at the Bottom di R.Feyrman, Formazione di silicio poroso, Ferrofluidi, anni 60. Quantum wells, anna 70. Microscopie a stilo e tecniche litografiche, anni 80. Nanotransistor IBM da 8 nm, 2003.

15 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali

16 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Scopo: intrappolare delle microfibre di Nichel in una membrana microporosa di policarbonato con pori di diametro di 100 nanometri Durata: 2 ore circa Metallizzare una faccia della membrana in modo da renderla conduttiva Elettrodeposizione del nichel sulla membrana

17 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali 3 cilindri graduati 2 beute 2 vetrini da orologio 1 imbuto parafilm 2 cristallizzatori carta stagnola 1 supporto Una scatola contenente il materiale per lelettrodeposizione 1 spruzzetta dacqua distillata 3 pipette 1 aspirapipette 1 molletta di legno 1 spatola 1 cotton-fioc 1 capsula Petri 1 bilancia

18 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Metallizzazione di una faccia della membrana Fermare il Parafilm sul vetrino di plexiglass con lo scotch, senza creare pieghe

19 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Metallizzazione di una faccia della membrana Prendere la membrana di policarbonato con le pinze e adagiarla sul vetrino con la parte lucida sotto, cercando di non formare bolle aiutandosi con un cotton-fioc Bloccare la membrana sul vetrino con dello schotch, lasciando libera la parte centrale …

20 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Metallizzazione di una faccia della membrana …Preparazione della soluzione di sensibilizzazione -Preparare 100ml di soluzione di SnCl 2. 2H 2 O 3milliMolare da una soluzione 0,3M -Versare questa soluzione nel cristallizzatore -Immergere la membrana fissata al vetrino per 45minuti In questo modo trattiamo la membrana per largentatura…

21 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Metallizzazione di una faccia della membrana …Preparazione del reattivo di Tollens formato da : - AgNO3 1,25g in 25 ml - NaOH 1,25g in 12,5 ml - NH4OH 12,5 ml al 10% Preparando i vari componenti ricordiamo di coprire con della carta stagnola il nitrato dargento perché è fotosensibile…

22 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Metallizzazione di una faccia della membrana …Finiti i 45 minuti di sensibilizzazione: -risciacquare la membrana con acqua distillata -versare i componenti del reattivo di Tollens (nellordine descritto) nel cristallizzatore… (Questo procedimento viene fatto vicino ad una finestra aperta, data la presenza dellammoniaca) Inizialmente il reattivo di Tollens è una sospensione limpida Mescolando per un paio di minuti si formano dei granuli

23 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Metallizzazione di una faccia della membrana -immergere la membrana nel reattivo di Tollens -dopo 10 minuti aggiungere 75mL di soluzione di glucosio precedentemente preparata sciogliendo 1,8g di glucosio in 100ml dacqua -continuare a mescolare finchè non si forma uno specchio argentato sulle pareti del cristallizzatore

24 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Metallizzazione di una faccia della membrana -togliere la membrana dal reattivo -risciacquare la membrana togliendo i residui in eccesso di argentatura -rimuovere la membrana dal vetrino di plexiglass In questo modo avremo la membrana con una sola parte argentata

25 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Preparazione della cella elettrochimica -una spirale di Nichel funge da anodo (+) -una lamina di ottone funge da catodo (-) La costruzione della cella elettrochimica viene fatta usando il supporto e isolando il tutto con un pezzo di legno Elettrodeposizione del nichel sulla membrana

26 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Elettrodeposizione del nichel sulla membrana -appoggiare la membrana allinterno del tubo di plastica con la faccia argentata rivolta verso il basso -riempire il tubo con una soluzione di nichel -immergere la spirale nella soluzione senza che tocchi le pareti o la membrana -testare con lausilio di un tester la giusta funzionalità della pila -collegare la batteria da 1,5 volt ai cavi

27 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Elettrodeposizione del nichel sulla membrana Lelettrodeposizione inizia per poi procedere per 10 minuti circa Il catodo (-) fa partire un flusso di elettroni verso la lamina dottone, in questo modo lottone si carica negativamente; il Nichel, invece, essendo in soluzione è sottoforma di ioni positivi e viene attratto dallottone che è negativo depositandosi sulla membrana adagiata sullottone; nel frattempo la soluzione viene rifornita dalla spirale di Nichel perché un flusso di elettroni sale verso lanodo per poi essere rimesso in circolo.

28 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali al termine del processo di elettrodeposizione: -svuotare la soluzione di nichel che verrà riciclata -riprendere con delle pinzette la membrana -risciacquare la membrana con acqua distillata -adagiare la membrana sul vetrino di plexiglass -bloccare la membrana con dello scotch -procedere con il processo di pilling su entrambi i lati -togliere lo scotch attentamente -adagiare la membrana in una capsula Petri

29 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali

30 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali -lastra di plexiglas -lametta -taglierino -pinzetta -pipetta di Pasteur -becher -ancoretta magnetica -gabbia ad ultrasuoni -filtratore con pompa per il vuoto idrica -forbice -cilindro metallico con tondino adesivo -membrana in policarbonato -diclorometano

31 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Laboratorio di chimica preparazione del campione per la successiva doratura -la membrana in policarbonato viene estratta dalla capsula per il trasporto, e deposta su un supporto di plexiglass -con una lama si esporta la parte di membrana in eccesso

32 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali preparazione del campione per la successiva doratura lavorando sotto cappa aspirante -la membrana viene poi deposta in un becher, con lausilio di una pinzetta -nel becher viene versato con una pipetta di Pasteur un solvente organico, Diclorometano -il solvente scioglie la membrana, laciano allinterno del becher un liquido con una colorazione marrone, contenete le nanofibre in sospensione.

33 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali per raggruppare le nanofibre si utilizza unancoretta magnetica, aggiungendo poi diclorometano fino a sommergerla totalmente preparazione del campione per la successiva doratura lavorando sotto cappa aspirante

34 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali preparazione del campione per la successiva doratura -per separare le nanofibre e consentire una corretta visualizzazione al SEM si bombarda il campione nella gabbia ad ultrasuoni per 5 minuti -le nanofibre si trovano ora separate in dispersione nella soluzione di diclorometano

35 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali - si filtra il composto con un filtratore collegato ad una pompa per il vuoto idrica - le nanofibre si depositeranno così su di una nuova membrana in policarbonato precedentemente posizionata preparazione del campione per la successiva doratura

36 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali la membrana, che si presenta ora con un colorito grigio sulla parte centrale, viene adagiata su di una lastra di plexiglas con lausilio delle pinzette. preparazione del campione per la successiva doratura

37 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali preparazione del campione per la successiva doratura si effettua un nuovo taglio della membrana con una lametta o taglierino isolando la parte centrale lungo una striscia larga circa 1.2 cm

38 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali preparazione del campione per la successiva doratura - tramite un adesivo di colore nero la striscia viene fatta aderire ad un cilindro di metallo, senza creare depositi daria - il cilindro fungerà da base per losservazione al microscopio elettronico a scansione

39 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali preparazione del campione per la successiva doratura con lausilio di una forbice eliminare la parte di membrana in eccesso, in modo tale che il tondino sia pronto per le successive fasi preparatorie

40 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali -La doratura viene effettuata nello spettoratore, strumento munito di pompa per il vuoto e barometro -Allinterno viene creata unatmosfera simile a quella di vuoto ma con pressione pari a 7x10 -2 Pascal - Si inserisce Argon, gas nobile con ottetto completo e disposizione elettronica stabile

41 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali -Si crea una differenza di potenziale mediante lerogazione di una corrente elettrica di 18 milliampere per trenta secondi. Viene trasformata in elettrodo negativo, o catodo, una superficie doro posta sulla parte superiore dello strumento. - LArgon viene erogato vicino allanodo, il quale attrae gli elettroni creando ioni caricati positivamente. Questi sono attratti dal catodo e bombardano la superficie dorata inducendo gli atomi a precipitare sul campione

42 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali - Limportanza della doratura è fondamentale per losservazione al SEM (scanning electron microscope) il quale si avvale di un fascio di elettroni. Questi devono essere condotti e scaricati a terra onde evitare accumuli di cariche elettrostatiche che compromettono la riflessione

43 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali -La sorgente primaria del fascio è un filamento di Tungsteno -Il fascio percorre il cannone e viene direzionato mediante lenti magnetiche. Il comparto in cui è inserito il campione deve essere sottovuoto dato che la presenza daria provoca uninterferenza di molecole di gas

44 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali - Il fascio scannerizza un campione attraverso un segnale interlacciato e la visione è possibile mediante tre tipi di analisi:

45 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Analisi morfologiche: grazie agli elettroni secondari riflessi -Analisi topografiche: grazie agli elettroni retro diffusi che si accumulano, creando aree di diversa luminosità a seconda del peso atomico degli atomi del campione -Analisi qualitative: grazie alla microsonda elettronica in dispersione di energia, costantemente raffreddata da azoto liquido a -200°C, la quale capta i raggi X e riesce a determinare il tipo di atomi presenti attraverso un grafico a spettro studiato da un software specifico

46 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Y X ingrandimento R Laterale dx

47 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali -X e Y per spostare verticalmente ed orizzontalmente la visuale del campione -R per ruotare il supporto e selezionare il campione - Laterale dx per langolo dincidenza del fascio -Ingrandimento per la messa a fuoco grezza

48 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Magnification per effettuare lo zoom Focus per la messa a fuoco fine

49 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Losservazione è veicolata da un software con molte funzionalità. La fondamentale è lopzione di scan organizzata in tre livelli: 1- Individuare il campione desiderato 2- Spostarsi per la ricerca della sezione ottimale 3- Mettere a fuoco i dettagli per permettere le misurazioni

50 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Intensità del fascio Ingrandimenti Unità di misura

51 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali

52 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Mediante utilizzo del mouse si è potuto ottenere la misurazione dello spessore delle fibre

53 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Il grafico a spettro è relativo allanalisi qualitativa degli elementi che viene fatta con la microsonda elettronica; in questo modo ad ogni picco viene associato un elemento che il programma ha selezionato come possibile. Cliccando sul picco del grafico, infatti, il programma individua alcuni possibili elementi caratteristici dellenergia corrispondente liberata attraverso i raggi x, che poi verranno da noi selezionati tenendo conto dellesperienza precedentemente eseguita.

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55 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali In questo grafico a spettro possiamo già trovare gli elementi da noi individuati mediante utilizzo di un software. Il primo picco non corrisponde a nessun elemento perché è caratteristico dello strumento. Andando avanti con la lettura del grafico troviamo i picchi relativi a: carbonio: derivante dalluso di solventi organici e dal supporto della membrana in policarbonato nichel: che è lelemento che ci aspettiamo di trovare e che afferma la buona riuscita dellesperienza oro: che deriva dalla doratura del campione argento: derivante dallargentatura della membrana nella prima parte dellesperienza

56 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Approcci alle nanotecnologie. Nel campo della scienza dei materiali e in genere nella realizzazione di materiali nano strutturati per ogni campo applicativo lapproccio consiste in un sistema per riscalare strutture massive a livello micrometrico detto anche top down. Un ulteriore sistema permette di assemblare dal livello dimensionalmente più basso, pari a quello atomico, costruendo un metodo di studio dal basso verso lalto, o bottom up. In tal senso il secondo approccio è concettualmente attiguo a discipline di tipo chimico.

57 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Campi di interesse per le nanotecnologie. Le nano scienze sono spesso designate come scienze orizzontali o trasversali per la loro interdisciplinarità. Le loro applicazioni investono quindi ambiti diversi. Tecnologia dellinformazione: immagazzinamento di dati, supporti ad alta densità di registrazione, nuovi dispositivi nano elettrici molecolari, sistemi di riconoscimento individuale, nano marcatura per accrescere la protezione delle banconote. Energia: nuovi materiali nano strutturati per consentire un facile ed efficiente immagazzinamento di idrogeno, materiali mesoporosi per celle fotovoltaiche.

58 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Medicina: protesi o rivestimenti ad alta biocompatibilità per migliorare la tecnologia dei trapianti, sintesi di tessuti o materiali biomimetici, sistemi innovativi nano strutturati per il rilascio controllato dei farmaci. Trasporti: nuovi materiali leggeri per migliorare le prestazioni per lindustria dellautomobile, migliorie dei materiali in condizioni estreme a vantaggio dellindustria aereonautica e spaziale. Ambiente: produzione di sensori nano strutturati in grado di rilevare agenti inquinanti o tossici, sistemi miniaturizzati di nano etichettatura per determinare lorigine dei cibi importati, sistemi meno inquinanti e a minore rilascio di sottoprodotti.

59 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Applicazione medica dei nanorods doro. Ricercatori hanno indicato come i nanorods molto piccoli di oro possono essere innescati da un fascio laser ai fori di scoppio nelle membrane delle cellule tumorali, regolando nel movimento un meccanismo biochimico complesso che conduce allautodistruzione delle cellule del tumore. Le membrane hanno anormalmente un numero alto di sedi del ricevitore per le molecole di acido folico, o di folato, una forma di vitamina B di cui molte cellule del tumore hanno bisogno. I ricercatori hanno attaccato il folato ai nanorods dell'oro, permettendo loro di designare i ricevitori e l'attaccatura come bersaglio alle membrane delle cellule del tumore. Queste allora sono illuminate attraverso una luce nella gamma vicina all'infrarosso la quale può passare facilmente attraverso il tessuto ma è assorbita dai nanorods ed è convertita velocemente in calore, conducendo alle micro esplosioni sulla superficie delle cellule.

60 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali I coni retinici dell'oro presentano una lunghezza di meno di 15 nanometri e una larghezza di 50 nanometri, o approssimativamente 200 volte più piccoli di un globulo rosso. La questione della dimensione è critica per le applicazioni mediche potenziali della tecnologia: il sistema immunitario umano rimuove rapidamente le particelle più grandi di 100 nanometri, mentre i più piccoli nanoparticles possono rimanere ben più lungamente nella circolazione sanguigna.

61 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Ingegneria tissutale. la nano ingegneria tissutale si propone di costruire in vitro tessuti biologici destinati alla sostituzione di parti del corpo umano danneggiate o affette da patologie. Le ossa ad esempio sono dei materiali nano compositi ante litteram in quanto composti da cristalliti di idrossidi-apatite immersi in una matrice organica fatta principalmente di collagene. Sistemi sintetici che mimano il comportamento strutturale delle ossa sono stati ottenuti tramite materiali nano compositi ibridi in cui nano particelle ceramiche sono state immerse in un copolimero di poli-metil-metacrilato. Tale materiale ha dimostrato un comportamento viscoelastico simile al tessuto osseo. Si potr à cos ì sintetizzare materiale per riparare fratture, migliorare gli impianti e le sostituzioni di articolazioni o trattare pazienti affetti da cancro alle ossa.

62 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali -Mazzoldi P., Mattei G. Introduzione alle Nanotecnologie e ai Nanosistemi Pacchioni G. scienziato dei materiali http://www.iconocast.com/Italian/A7EL3/News4.htm -http://www.iconocast.com/Italian/A7EL3/News2.htm -http://nanotec.it -http://www.nanotec.org -http://www.molecularlab.it/news

63 Favaro Jacopo 4^B, Gambato Marco 4^B, Toniolo Alberto 4^B Liceo scientifico E.Majorana – Mirano (VE) settimana della scienza dei materiali Ringraziamo per la disponibilità e lattenzione le Professoressa Rita Billio, per il continuo appoggio e sostegno la Professoressa Monica Francesca Veronese, e lo studente delluniversità Ca Foscari Marin Riccardo per laiuto in laboratorio. Inoltre, un ringraziamento speciale a Pasinato Francesco e Gnan Francesca, che si sono adoperati per garantire la riuscita di questo progetto.


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