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Raffaele Sinibaldi, biofisico Il laboratorio di elettronica e l'informatica: settori maschili o maschilisti?

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Presentazione sul tema: "Raffaele Sinibaldi, biofisico Il laboratorio di elettronica e l'informatica: settori maschili o maschilisti?"— Transcript della presentazione:

1 Raffaele Sinibaldi, biofisico Il laboratorio di elettronica e l'informatica: settori maschili o maschilisti?

2 Maxwell: lelettromagnetismo 1873 Ohm: il resistore 1827 Galvani: le rane 1790 Volta: la pila 1800 Tesla: il motore a corrente alternata 1888 Fleming: Diodi valvole e amplificatori 1904, NASCE LELETTRONICA Marconi: la radio 1895 Bell Labs: Transistor 1947 Olivetti: personal computer 1965 Stibitz: calcolatore 1939 World Wide Web 1991 Prodotti OEM: Original Equipment Manufacturer

3 Un esempio: lampia varietà di motori elettrici

4 Corrente alternata: Motore asincrono Motore sincrono Motore monofase Motore trifase Dinamo Trasformatore Convertitore rotante Alternatore / Raddrizzatore Tipologie di motori elettrici Corrente continua : Motore lineare Motore brushless Motore passo-passo Componenti di un motore elettrico Il motore elettrico è considerato una tecnologia semplice Provate ad immaginare un motore a reazione e lelettronica ad esso associata

5 Gli Stati Uniti dAmerica e il Giappone sono allavanguardia per la realizzazione di indumenti polifunzionali. Il giaccone da snowboard incorpora un lettore mp3 Un corpetto sanitario in grado di monitorare le funzioni vitali di pazienti a rischio Giacca fotoluminoscente sviluppata con tesi di dottorato Esempi meno noti

6 Tessuti che emettono luce basati su LED LED: LIGHT EMITTING DIODES OLED: ORGANIC LED (risparmio energetico)

7 Sviluppi futuri sono legati allutilizzo di batterie tessili e tessuti fotovoltaici. Lenergia necessaria per far funzionare i dispositivi sarà quella solare, poi immagazzinata in questo tipo di tessuto. Forse per le mode più eccentriche bisognerà aspettare ancora qualche anno: esistono già tessuti in grado di cambiare colore. La figura a lato mostra sedici diversi schemi di colorazione ottenuti tramite irraggiamento UV di un plaid. Esistono tessuti che cambiano colore elettricamente, ma al momento sono una tecnologia militare USA.

8 1959: R. Feyman prevede la nascita della nanotecnologia 1974: Primo dispositivo elettronico molecolare brevettato (IBM) 1985: Scoperta dei fullereni 1986: Invenzione del microscopia ad effetto tunnel (IBM-Zurigo) 1988: La Dupont progetta la prima proteina artificiale 1989: D.M. Eigler (IBM) scrive il nome dellazienda con 35 atomi di Xenon 1991: S. Iijima scopre i nanotubi di carbonio 1993: Nasce alla Rice University (USA) il primo laboratorio di Nanotecnologie 2001: IBM e Università di Delft (NL) creano il primo circuito logico a base di nanotubi 2002: LUE stanzia 700 ML di EURO in 4 anni per la ricerca sulle nanotecnologie 1 nm = 1 milionesimo di millimetro 35 atomi di xenon Fisica della Materia elettronica e Nanotecnologie

9 Linserimento di nanoparticelle in un materiale permette di modificarne le sue proprietà intrinseche come: resistenza meccanica, resistenza elettrica, peso ed elasticità assorbimento ed emissione di radiazione elettromagnetica fibre di carbonio in colle, nanocatalizzatori, ecc. Integrazione dei dispositivi nanometrici su circuiti elettronici migliori prestazioni, maggiore velocità e minori costi di produzione uso di effetti quantistici strutture con lequivalente ottico dellenergy gap nei semiconduttori potrebbero portare a computer più veloci e comunicazioni ottiche Cristalli fotonici Punti quantici Possibilità delle Nanotecnologie Fili quantici

10 AMD sfida Intel con la nuova CPU Phenom II AM3 (10 febbraio 2009) AMD ha lanciato i nuovi processori Phenom II che utilizzano il socket AM3, diventando pienamente compatibili con le memorie DDR3. I modelli in vendita sono cinque, due con tre nuclei e tre con quattro nuclei, realizzati con tecnologia a 45 nanometri e compatibili con le schede madri con socket AM2+; il TDP è di 95 W, 30 W in meno dei chip presentati a gennaio. Nota: il virus dell'HIV ha un raggio di circa 120 nm, un globulo rosso umano circa nm e un capello è spesso poco meno di nm.

11 Lutilizzo del microchip permette allutente di poter scegliere tra tante opzioni come nelle moderne lavatrici o nellIPhone Il microchip permette di avere uninterfaccia grafica Il microchip permette a dispositivi diversi di comunicare tra loro ad esempio via USB, BlueTooth o WiFi Il programmatore è spesso chiamato a programamre dei microchip che controllano apparecchiature elettroniche Allingegnere elettronico viene richiesto di realizzare dei dispositivi collegati ai microchip. Informatica ed elettronica sono oggi fuse insieme

12 Per disegnare i processori e le schede elettroniche si usano sofisticati programmi di grafica Interno CPU

13 Difficoltà nellapproccio allelettronica Concetti fisico matematici Terminologia dei componenti elettronici e meccanici Ogni tipo di componente può avere a sua volta decine o centinaia di specifiche diverse che lo rendono più o meno adatto alle diverse applicazioni Utilizzo di software Capacità di programmare (C++, Java e altri linguaggi) Per entrare in questo ambiente è utile avere una forte passione ma non è sufficiente …… …. la disponibilità di un maestro più anziano ed esperto può essere fondamentale, ho avuto la fortuna di averne alcuni che mi hanno sia dato delle istruzioni, sia permesso di fare da solo, mi hanno corretto e bacchettato. Mia moglie anche con amore e bacchetta mi ha spinto a ricercare qualità ed efficienza.

14 Difficoltà aggiuntive per le donne Lesperto di riferimento in questo ambiente è al 99% uomo Lesperto potrebbe fare battutine, essere contento della presenza della presenza della donna La donna potrebbe anche approfittarne e far fare parte del suo lavoro allesperto più anziano, in questo modo però impara poco Il detto Impara larte …. è la regola doro sia per uno scienziato che per un tecnico A volte le donne portano dei dolci fatti in casa in laboratorio Le donne si mettono luna contro laltra Spesso si mettono in tre quattro donne contro la migliore Non so perché ma i maschi cercano di collaborare con il migliore del gruppo, le donne spesso cercano di isolare la migliore tra loro

15 1: Video camera sugli occhiali vede limmagine 2: Il segnale è mandato su di un dispositivo portatile 3: Linformazione rielaborata è spedita indietro sugli occhiali e trasmessa senza fili ad un ricevitore dietro alla pupilla 4: Il ricevitore informazione allelettrodo impiantato nella retina 5: Lelettrodo stimola la retina che manda le informazioni al cervello Un paio di applicazioni delle nanotecnologie: Locchio bionico Il costo dellapparecchio esclusa loperazione è di circa $.

16 retina artificiale Allinterno dellocchio bionico cè una fotocellula della NASA estremamente sensibile Il recettore artificiale è un film sottile di ceramica, cresciuto atomo per atomo ed uno strato per volta con una tecnica detta epitassi molecolare. E costituito da detector ciascuno delle dimensioni di 30 micron. I coni della retina naturale hanno dimensioni di 5-10 micron.

17 I nanotubi di carbonio sono strutture basate sui fullereni. Il diametro di un nanotubo è compreso tra un minimo di 0,7 nm e un massimo di 10nm. Lelevatissimo rapporto tra lunghezza e diametro (nellordine di 10000) consente di considerarli come delle nanostrutture virtualmente monodimensionali, e conferisce a queste molecole unelevatissima resistenza alla trazione. Sono utilizzati semiconduttori per costruire chip sempre più piccoli Molecola di Fullerene (C 60 ) Nanotubo di carbonio Nanotubi di carbonio

18 Nano bio elettronica: Bio-nanorobot immaginato dal team di Constantinos Mavroidis assomiglia ad una cellula vivente. Mavroidis propone una sorta di tela del ragno formata da nanotubi e bio-nanosensori per mappare dettagliatamente l'ambiente di pianeti alieni. Oppure, una seconda pelle per gli astronauti da indossare sotto le spacesuits per monitorare l'atmosfera circostante e l'eventuale pericolo di radiazioni.


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