Fotovoltaico dallo Spazio: Energia Elettrica in Wireless

Lo studio dell'impiego del fotovoltaico ha fatto un balzo da gigante. In un prossimo futuro potremo avere energia solare dallo spazio, che potrà essere trasmessa, con un sistema wirwless, da un impianto fotovoltaico orbitante attorno al nostro pianeta.

Gli scienziati della Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA, l'Agenzia spaziale del Giappone) sono riusciti ad inviare a distanza di 55 metri un quantitativo di energia pari a 1,8 kilowatt, sufficiente ad alimentare un bollitore elettrico. Sembra un piccolo passo rispetto al progetto dello studio: trasmettere energia elettrica dallo spazio, ma è il primo passo importante che prova ai ricercatori che è possibile.

Un portavoce della'agenzia spaziale nipponica spiega: "Questa è stata la prima volta che qualcuno è riuscito ad inviare un output di quasi 2 kilowatt di energia elettrica verso un piccolo obiettivo, utilizzando un delicato dispositivo di controllo della direzione"

Il fine ultimo di questo tipo di ricerca è ovviare alle limitazioni che ci sono per catturare energia solare sulla terra, che come dice il nome stesso, serve il sole per immagazzinare energia. Non è facile catturare energi solare sulla terra l'assenza di sole è frequesnte, come per esempio i giorni di pioggia, di nuvolo e di notte e tutte le notti, l'attività dell'impianto fotovoltaico è praticamente a zero.

Se e quando questa tecnologia sarà perfezionata, si potrebbe costruire un impianto fotovoltaico orbitante, che permetterebbe un approvvigionamento energetico costante in grado di fornire energia 24 ore al giorno per 365 giorni all'anno.

L'Agenzia spaziale giapponese lavora da tempo a questo progetto, denominato Space Solar Power Systems (gli Stati Uniti ci avevano pensato negli anni '60, ma non andarono ma oltre la teoria): l'idea sarebbe quella di piazzare in orbita queste stazioni fotovoltaiche orbitanti ad una quota di 36.000 km dalla Terra. Ad ogni modo, gli scienziati avvertono del fatto che lo sviluppo di questa tecnologia richiederà molti anni.

"Potrebbero volerci decenni. Forse dopo il 2040, o anche più tardi", ha spiegato un portavoce di JAXA. "Ci sono molti ostacoli da superare. Ad esempio: come mandare enormi strutture nello spazio, come costruirle e come effettuare la manutenzione".VIDEO

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Intelligenza Artificiale negli Smartphone: presto Realta'

Un prototipo di un programma basato dul deep learning ( apprendimento approfondito) capace di sfruttare l'intelligenza artificiale tanto da capire le emozioni, movimenti e di assistere l'uomo nell'era digitale, riesce a funzionare anche su una versione modificata di Android.

Due ricercatori, Lane e Georgiev, hanno costruito il prototipo con sensori migliori, capaci di capire emozioni e movimenti, riordinare un'enorme mole di dati che compongono la rete digitale. Potrebbero presto diventare realtà, grazie all'Intelligenza artificiale che sarebbe infatti pronta a svincolarsi dagli enormi computatori e a rimpicciolire, fino a diventare formato pocket, tanto piccoli da rendersi invisibili o almeno, questo è ciò che sostengono due ricercatori in un lavoro appena presentato alla HotMobile conference, a Santa Fe, nel Nuovo Messico. Obiettivo: "Fenomenali poteri cosmici in un minuscolo spazio vitale".

E così un'altro passo sugli sviluppi di quelle tecnologie che nel futuro potrebbero sostituirsi all'uomo anche nel ragionamento. Un settore dai grandi potenziali tale da preoccupare persino i big dell'high tech. Da Elon Musk, il primo a lanciare l'allarme, a Stephen Hawking, passando per Bill Gates.

Per capirci: l'impiego nel mobile è quello del deep learning, cioè l'insieme di tecniche sviluppate a partire dagli anni Ottanta, e già usate per automatizzare la nostra vita online. Imitando il comportamento dei neuroni umani. Per esempio Facebook è in grado di selezionare i contenuti più adatti per la nostra newsfeed, e potrà presto dirci quali foto pubblicare sul social network e quali no per evitare brutte figure digitali. Mentre Microsoft le usa per tradurre le chiamate su Skype da un linguaggio a un altro.

Inoltre permettono al sistema operativo Android di capire il dialogo fra due che si parlano ad un telefono.  Ingegnosità che si perfezionano sempre di più, anche grazie alla mole di dati messi a disposizione dalla rete. Tutti i colossi della Silicon Valley, dal motore di ricerca targato Google a Baidu, sono impegnati ad accaparrarsi i migliori studiosi in piazza, a colpi di giganteschi investimenti. "Una nuova frenesia", l'ha definita il giornalista Richard Waters sul Financial Times. fonte Repubblica.it

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Una batteria che si ricarica in 2 minuti | Rivoluzionerà la mobilità elettrica

Potrebbe essere la risposta ai sogni di ogni proprietario di smartphone - una batteria che può essere caricata in soli 120 secondi.

I ricercatori di Singapore, scienziati all' Università di tecnologia di Nanyang (NTU) hanno realizzato una batteria con una ricarica ultra-veloce, fino al 70% in solo 2 minuti. Durano anche dieci volte di più rispetto alle batterie attuali, che invecchiando faticano a mantenere la carica.. La loro batteria, inoltre ha un impatto ad ampio raggio su tutti i settori, soprattutto per i veicoli elettrici, dove gli utenti sono messi in difficoltà per i tempi lunghi di ricarica e la durata della batteria limitata.

Chen XiaodongProf Chen, che ha condotto lo studio dice:"Non essendo più necessario il ricambio delle batterie i costi di mantenimento di una car elettrica, si potrebbero ridurre notevolmente e risolvere con pochi minuti di ricarica, stesso tempo per il rifornimento di un pieno di carburante".
 «Altrettanto importante, è l'abbattimento di rifiuti tossici generati da batterie eliminate, poiché le nostre batterie durano dieci volte di più rispetto alle attuali generazioni di batterie agli ioni di litio.» Comunemente utilizzati nei telefoni cellulari, tablet e in veicoli elettrici, batterie ricaricabili agli ioni di litio di solito durano circa ricarica 500 cicli.

Chen XiaodongProf Chen e il suo team

Nella nuova batteria NTU, la grafite tradizionale utilizzata per l'anodo (polo negativo) in batterie di litio-ione è sostituita con un nuovo materiale gel composto da biossido di titanio. Biossido di titanio è un materiale abbondante, a buon mercato e facile da trovare nel sottosuolo. È comunemente usato come conservante o in creme per assorbire i raggi ultravioletti nocivi. Naturalmente presenti in forma sferica, il team NTU ha trovato un modo per trasformare il biossido di titanio in nanotubi molto piccoli, mille volte più sottile del diametro di un capello umano. Ciò accelera le reazioni chimiche che si svolgono nella batteria, permettendo la ricarica superveloce.

Il Prof Chen si aspetta che la nuova generazione di batterie a ricarica veloce possa essere commercializzata nei prossimi due anni. Ha anche il potenziale per essere una soluzione chiave nel superare i problemi di alimentazione da tempo legate alla mobilità-elettrica.

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Hitchbot ha attraversato il Canada in autostop

Hitchbot, un robot che può muovere solo un braccio, oltre a postare sui social le foto che scatta, confidando negli automobilisti ha fatto l'autostop ed è giunto a destinazione attraversando il Canada.

Gli utomobilisti, negli ultimi anni si fidano poco di chi fa l'autostop, ma in Canada gli automobilisti hanno fatto un'eccezione, trasportando Hitchbot, un robot che ha attraversato il Canada da costa a costa in autostop. Grande più o meno come un bambino di sei anni, Hitchbot è dotato di GPS, connettività 3G, telecamere e fotocamere, e di un braccio mobile con cui può fare il segno dell’autostop.  A chi gli offre un passaggio, regala una conversazione grazie ad un sistema di riconoscimento vocale e un sintetizzatore di voce che gli permette di chiacchierare.

Il robot e l'idea dell'autostp è più una via di mezzop tra arte e scienza, un esperimento che ha concretizzato David Harris Smith, assistente alla McMaster University.

|"Si è molto discusso sui robot, che stanno avendo sempre più spazio nella nostra società: possiamo fidarci di loro? Prenderanno il controllo della società? E questo esperimento inverte i termini del discorso: i robot possono fidarsi delle persone?”, spiega. "Hitchbot può muovere solo il braccio, e per tutto il resto invece doveva affidarsi a chi gli offre un passaggio. Tutto quello che poteva fare era postare le foto del suo viaggio sui social network, e chiedere come voleva essere trattato.

Hitchbot attraversa il Canada
in autostop

Alla fine il viaggio si è concluso e  Hitchbot è arrivato a destinazione dopo 21 giorni di viaggio, e vivendo diverse avventure con gli automobilisti che gli hanno offerto un passaggio: tra le altre cose, ha anche partecipato ad un matrimonio.

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Ignoranza informatica e finanziaria: dagli States al nostro Paese, si userà l'organico funzionale

In mezzo a tante innovazioni previste nelle linee guida per riformare la scuola, c'è quella che riguarda il rafforzamento del comparto informatico e l'istruzione finanziaria. I nuovi assunti nell'organico funzionale dovranno dedicarsi a progetti specifici.

NON SOLO CODE
L'obbiettivo previsto dalle riforme che riguardano la scuola è quello di mettere in moto l'istruzione del cosiddetto coding (la programmazione informatica) nella scuola italiana. A cominciare dalla prima esperienza scolastica, con l'inserimento in ogni classe, nei prossimi 3 anni, di risoluzione imprevisti complicati, adottando la logica della programmazione. Ma la rivoluzione in tal senso dovrà includere tutti gli indirizzi di studio, rafforzando le ore di Tecnologia e anche di Cittadinanza e Costituzione, dato che tra gli obiettivi è anche il potenziamento della consapevolezza digitale per l'uso positivo e critico dei social media e di altri strumenti della rete.

Le stampanti 3D

Le stampanti 3 D
Nel bel mezzo delle linee guida prendono forma, è proprio il caso di dirlo, pure le stampanti 3D, che negli States sono diventate il volano trainante della revolution culturale e scolastica, proto segnale per dare il via alla 3a rivoluzione industriale, che il Presidente USA Obama ha dato il via già qualche tempo addietro.

Le stampanti 3D consentono, per l'appunto, di rivedere totalmente il modus operandi industriale, realizzando molti dei macchinari per produrre svariati esemplari di un solo tipo di oggetto, grazie ad una possibilità di riproduzione reale di un modello in tre dimensioni che emula l'aspetto e le funzionalità dei prototipi.
Addio, quindi, all'economia di scala (tra l'altro in forte crisi nel mondo occidentale) e via alla creatività (che sarà l'unico limite alla produzione di oggetti) e alle conoscenze tecniche. Questi saranno i cardini della terza rivoluzione industriale (non più fatta da consumatori, ma da produttori-creativi), treno che i paesi occidentali non potranno permettersi di perdere.

Ma per arrivare a tali presupposti è necessario avere una scuola con relativi insegnanti, addestrati per questa nuova frontiera. A tal proposito negli Stati Uniti, il Presidente ha dato il via ad un programma di addestramento che vedrà coinvolti ben 100mila insegnanti in 10 anni, sotto l'icona dello slogn "all-hands-on-deck", ovvero sia "tutte le mani sul ponte".
La stampante 3 D fa capolino nelle linee guida del Governo per la riforma della scuola italiana, capolino, appunto, perché citata in un unico passaggio, insieme ai social media e alla Cittadinanza e costituzione. Nessuna menzione ad una possente campagna di informazione-formazione e nessuno slogan.

Oltretutto si tratta di una tecnologia che nel corso degli anni ha provveduto ad abbassare i prezzi in maniera importante, fino ad arrivare ad un costo di quasi 300.00 € per una stampante 3D con funzionalità standard, ideale per utilizzi didattici. L'investimento su questa tecnologia negli USA è tale che ne è stata prodotta una anche per i bambini dai 4 ai 7 anni ed una per i bambini dagli 8 ai 12 anni. Un sogno che diventa realtà: disegnare e progettare, con software specifici, i giocattoli desiderati.

ISTRUZIONE FINANZIARIA
Altro punto fondamentale riguardante le linee guida del Governo inerente alla didattica è l'istruzione finanziaria, per fronteggiare quell'ignoranza che oggi giorno affligge, in base ad una indagine effettuata dall'Ocse del 2012, più della metà degli studenti. Capire i meccanismi finanziari elementari bisognerà che lo si faccia avvenire tramite l'ingresso da parte degli studenti di tutte le scuole di secondo grado alle discipline economiche, ad una modifica ordinamentale per valorizzarle anche all'interno del percorso dei licei scientifico e classico, oltre ad un potenziamento di quel liceo economico che corre il rischio, dicono le linee guida, di non essere adeguatamente valorizzato.

Come raggiungere il traguardo?
Qui entreranno in scena i vari insegnanti delle varie materie, o similari, entrati in ruolo dalle GaE e che verteranno nell'organico funzionale. Il loro compito sarà quello di avviare e potenziare la progettualità sui temi economici.

Come funziona la stampante 3 D

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Il futuro prossimo sarà senza occhiali con gli schermi "optometrici"

Un software in grado di capire il vostro difetto di vista e adattando lo schermo per correggerlo, si potrà fare a meno degli occhiali.

Anni di ricerca per poter eliminare gli occhiali hanno portato alle lenti a contatto, che non sono per tutti i tipi di miopia, ma mai si sarebbe pensato di far portare gli occhiali a quello che stiamo guardando. Un gruppo di ricercatori del Mit (Massachusetts Institute of Technology) e dell’Università di Berkeley in Californiaha sviluppato un dispositivo elettronico con un display che si adatta ai difetti di vista di chi lo guarda.
Ma come funziona questo dispositivo? Intanto serve un software (programma o dati oppure entrambi) che abbia la capacità di capire il tipo di vizio visivo ha l'utente che sta guardando il display. Dopodichè il software regola la distanza corretta, che verrebbe vista sfuocata da chi ha una vista sana.
Il meccanismo sfruttato è simile a quello che permette la visione di film in 3D: sullo schermo vengono proiettate due immagini leggermente differenti e sfasate per ciascuno dei due occhi; l’uso di occhiali speciali fa sì che ciascun occhio veda solo l’immagine a lui destinata.

Ma in questo caso  occorre produrre immagini distinte e non allineate per le diverse parti della pupilla. Questa tecnica, che prevede la rappresentazione di diverse immagini sullo stesso schermo, necessita di un gran numero di pixel (unità fondamentali in cui si divide la superficie di un display) Un numero maggiore di immagini sfasate consente di adattare ancora di più lo schermo alla vista. Il fatto di dover impiegare un gruppo di pixel fisici per riprodurre un solo punto dell’immagine reale fa sì che la risoluzione dello schermo diminuisca notevolmente.

Il problema è stato risolto emulando i ricercatori che hanno sviluppato la tecnologia 3D.  In pratica, i ricerc atori del MIT hanno capito che c’è una notevole ridondanza tra le varie immagini richieste per simulare i differenti angoli di visione, per cui ogni singolo pixel fisico può partecipare contemporaneamente alla formazione delle immagini per vari angoli visuali. Con questo diversivo la perdita in risoluzione è molto più modesta.

Nel prototipo realizzato dai ricercatori lo schermo è ricoperto da una sottile maschera che presenta una finissima matrice di fori. Grazie alla quale ogni parte dell’occhio vede i pixel dell’immagine che le è destinata, mentre gli altri le sono invisibili. Nella futura versione commerciale molto probabilmente questa maschera sarà eliminata e sostituita dalla tecnologia usata per i 3D, ossia la sovrapposizione di sottili schermi a cristalli liquidi.

Questa tecnologia potrà essere applicata a telefoni cellulari, palmari, tablet e computer, nonché a dispositivi Gps da usare in auto, in modo che il guidatore possa limitarsi a usare lenti per vedere a distanza (se necessario), senza preoccuparsi dei problemi di vista da vicino.     fonte Corriere della Sera

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Materiali | Quelli che hanno dato forma al nostro passato

MARK MIODOWNIK è uno scienziato
dei materiali presso
lo University College di Londra,
conduttore della BBC 

Mark Miodownik ci racconta quali sono stati i materiali più significativi del XX secolo.

Silicio 
Negli anni Cinquanta, una volta capito il comportamento elettronico della materia, gli scienziati inventarono un materiale solido in grado di svolgere calcoli: il chip di silicio, che ha aperto la strada ai computer, a Internet e ai telefonini, che hanno tutti un pezzetto di silicio nel cuore. È quindi il silicio che ci collega tutti, ci permette di parlare da lontano alla nostra famiglia con Skype o di telefonare a un amico mentre passeggiamo.

Vetro float 
Queste sottili lastre di vetro prodotte facendo galleggiare vetro fuso su un letto di metallo fuso - una tecnica inventata negli anni Sessanta - sono state usate dagli architetti per cambiare il volto delle città moderne e l'intera architettura. Il vetro float ha cambiato anche la vita dentro questi edifici, permettendo alla luce di invadere gli interni.

Superleghe di nichel 
Questi metalli hanno reso democratica l'aviazione, mettendola a disposizione di ricchi e poveri. Contengono nichel, alluminio e titanio, nonché più di 10 altri elementi; negli anni Ottanta ne sono stati fatti robusti cristalli. Queste superleghe permettono alle turbine dei motori a reazione degli aviogetti di funzionare in modo affidabile anche alle temperature elevate necessarie perché i motori siano sicuri ed efficienti, e hanno così reso possibile viaggiare in modo economico.(science)

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Il silicene | Il materiale che rivoluzionerà la tecnologia

Fatti da parte, grafene, è questo il materiale che rivoluzionerà la tecnologia! Da quando è stato scoperto, nel 2004 il grafene si è goduto la ribalta della scienza dei materiali. Ma una sostanza dal nome simile, il silicene, riuscirà a rivoluzionare il settore dell'elettronica.

"Il silicene sta al silicio come il grafene al carbonio", spiega Yukiko Yamada-Takamura dell'Istituto Superiore di scienza e tecnologia giapponese, che è all'avanguardia nella ricerca sil silicene. Cosi come il grafene è un singolo strato di atomi di carbonio, il silicene è un singolo strato di atomi di silicio. Da molti punti di vista il silicene si comporta con il grafene: per esempio, è un ottimo conduttore elettrico che permette agli elettroni di scorrere quasi senza ostacoli. Ma ha un vantaggio cruciale sulla sua controparte di carbonio: essendo fatto di silicio è altamente compatibile con i circuiti di silicio già esistenti. Quindi il tempo necessario alla ricerca per far arrivare sul mercato prodotti a base di silicene sarà minore e i costi di produzione inferiori. Avrà anche gli stessi pregi del grafene: alta velocità computazionale e poca energia dispersa sotto forma di calore.

La struttura bidimensionale a nido d'ape
del silicene potrebbe presto essere la base
per lo sviluppo dei nuovi gadget tecnologici

Cosi, alla lunga, sarà il silicene a far fare cose meravigliose ai nostri smartphone, non il grafene. Il silicene batte il grafene anche il quanto a flessibilità strutturale. Laddove il grafene può assumere una forma sola, in cui gli atomi si dispongono in uno specifico reticolo orizzontale, il silicene è diverso.
"Il silicene può essere flessibile fino alla scala degli atomi, che quindi possono disporsi fuori da un piano", spiega Yamada-Takamura. Questi sottili spostamenti nella struttura atomica del silicene permettono di variarne le proprietà elettriche e di aumentare il numero dei possibili usi.

Il momento di gloria del silicene deve ancora arrivare: è stato creato per la prima volta appena due anni fa, da un gruppo di ricercatori in Germania. E' lontano dalla valanga di brevetti basati sul grafene che sono già stati registrati in tutto il mondo. Ma, alla fine, sarà il silicene ad avere l'impatto maggiore sulla nostra vita.(science)
APPLICAZIONI

• Circuiti elettronici
• Memorizzazione di dati
• Catalizzatore per ripulire l'inquinamento

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Idrogel al DNA | Gelatina mutaforma dotata di memoria

L'idrogel al DNA è una gelatina mutaforma fornita di memoria che si userà in ambito medico ed elettronico. 

In genere, aggiungendo acqua a varie sostanze le si rende più fluide, ma c'è un nuovo materiale che, con l'acqua, assume spontaneamente una forma diversa. Benvenuti nel bizzarro mondo degli idrogel contenenti DNA.

Gli idrogel sono reti di polimeri simili a spugne, in grado di assorbire fino a 100 volte la propria massa in acqua. Sono già usati in alcune lenti a contatto e nei cuscinetti conduttori usati per gli elettrocardiografi. Ma presso la Cornell University, in USA, Dan Luo - specialista in usi insoliti del DNA - sta incorporando filamenti sintetici di materiale genetico in questi gel. Per darne una dimostrazione, Luo e la sua squadra hanno creato degli idrogel in stampi con la forma delle lettere D, N e A. Quando hanno versato il gel dagli stampi, ne sono venuti degli ammassi amorfi. Ma aggiungendo acqua il gel ha riformato le lettere.

Il DNA è In grado di formare il proprio nome
quando viene incorporato in un idrogel
che reagisce con l'acqua; è un materiale che
 potrebbe essere perfetto per tamponare 

Il DNA è compenetrato al gel e si comporta un po' come degli elastici incollati insieme. I filamenti di DNA si legano ad altri filamenti con basi complementari. Mettendo a punto materiale genetico che si collega in modi specifici, il gruppo di ricerca spera di raffinare le proprietà del gel. L'idrogel si potrà usare in medicina: un gel contenente un farmaco combacerebbe esattamente con una ferita. Si potrebbe usare addirittura in elettronica, come interruttore attivato dall'acqua. In un test presso la Cornell, un gel contenente particelle di metallo è stato posto tra due contatti elettrici e ha condotto elettricità. Dopo l'aggiunta di acqua il gel si è accorciato e si è perso il contatto.
APPLICAZIONI 
• Impalcature per tessuti organici
• Tamponi contenenti farmaci per ferite

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Il grafene | Più forte, più flessibile, più conduttore | Presto in tutti i telefoni

Il grafene

C'è un materiale che è diventato sinonimo di "miracolo": il grafene. 

Quasi ogni settimana viene annunciato un nuovo possibile uso di questo strato bidimensionale di carbonio puro. L'anno scorso sono stati pubblicati diecimila articoli di ricerca sul grafene.

Secondo Andre Geim, professore all'Università di Manchester, che ha vinto il premio Nobel per la fisica nel 2010 per esserne stato uno degli scopritori, è il materiale più resistente mai studiato, il materiale più rigido che conosciamo e con il massimo rapporto area/peso: un grammo è in grado di coprire vari campi da calcio.

La struttura ultrasottile del grafene gli conferisce anche interessanti proprietà elettriche: per cominciare, ha un'elevata conduttività. La ricerca sul grafene, che era ignoto ancora 10 anni fa, è tanto promettente che all'inizio di quest'anno le sono stati concessi finanziamenti per un miliardo di euro. I prodotti a base di grafene stanno cominciando a entrare nel mercato: tra i primi c'è stata una racchetta da tennis prodotta dalla ditta australiana Head. Un'occhiata alle dieci società che hanno depositato più brevetti riguardanti il grafene, in cui compaiono la Samsung, la SanDisk 3D (che produce circuiti tridimensionali) e la Xerox, ci dà un'indicazione delle aree in cui ci sarà l'impatto maggiore. Fino a pochissimo tempo fa il grafene avrebbe potuto benissimo essere al vertice della nostra rassegna di materiali miracolosi, e se lo sarebbe meritato. Ma c'è un nuovo arrivato nel mondo dei materiali che gli ha soffiato il posto: il silicene.
APPLICAZIONI 

• Schermi flessibili per computer 
• Microprocessori più veloci 
• Materiali compositi più leggeri e resistenti (racchette da tennis e bici) 
• Celle fotovoltaiche più efficienti 
• Sensori

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Liquido ionico

Una sostanza chimica gran lavoratrice e più amica dell'ambiente. 

Prendiamo del sale da cucina, scaldiamolo fino a 800 °C e osserveremo qualcosa di curioso. Anziché annerirsi ed emettere fumi fastidiosi, si limiterà a fondersi e a diventare liquido senza decomporsi chimicamente, proprio come un cubetto di ghiaccio che diventa acqua.

In questa forma il sale è ottimo per sciogliere altri materiali. Adesso immaginiamo una sostanza simile, ma in grado di fondere a temperatura ambiente e avremo un'idea di che cosa sia un liquido ionico, o sale fluido. A differenza della grande maggioranza dei solventi industriali da vari milioni di euro che fanno funzionare il mondo moderno, i liquidi ionici non formano vapori. Potrebbe non sembrare una proprietà emozionante, ma vuol dire che sono molto meno pericolosi e inquinanti di molte altre sostanze chimiche usuali. Li rende utili come liquidi portatori di corrente in apparecchi come batterie e in celle fotovoltaiche a basso costo, perché la loro stabilità li fa durare più a lungo.

Ken Seddon (a sinistra) e Jim Swindall
dello Ionie Liquid Laboratory
della Queen's University,
con una bottiglia del loro liquido ionico. 

Oltre a essere in grado di dissolvere quasi tutto, dal pericoloso batterio MRSA (stafilococco aureo meticillino-resistente) al mercurio tossico che si trova nel gas naturale, i liquidi ionici potrebbero anche essere all'avanguardia di una serie di nuovi prodotti chimici grazie ai modi insoliti in cui reagiscono con altri materiali. Uno degli usi più promettenti dei liquidi ionici è l'immagazzinamento dell'idrogeno come carburante per automobili ecologiche.

Attualmente l'idrogeno è compresso ad alta pressione in opportuni serbatoi. Ma così per un viaggio lungo è necessario un grande serbatoio; invece un liquide ionico potrebbe contenere molto idrogeno in poco spazio, liberandolo via via che serve alla pila a combustibile del motore.
Le possibilità sembrano infiniti: "Dovunque si possa usare un liquido tradizionale, in linea di principio si può sostituire con un liquido ionico congegnato per funzionare meglio", asserisce Ken Seddon, codirettore dello Ionie Liquid Laboratory della Queen's University a Dublino.(science) 
APPLICAZIONI 

• Solventi ecologici 
• Pile a combustibile per automobili 
• Celle fotovoltaiche

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Cemento rigenerante

Un materiale da costruzione, "infetto" da una vita lunghissima. 

Mischiare spore batteriche e cemento sembra la ricetta per un disastro edilizio, ma in realtà potrebbe allungare la vita di ponti, edifici e strade di più del 40%.

E dato che il presidente USA Obama sta cercando 50 miliardi di dollari per riparare le autostrade, i ponti e gli aeroporti degli Stati Uniti, i benefici di materiali da costruzione più longevi sono ovvi. Presso l'Università tecnologica di Deift, nei Paesi Bassi, il microbiologo Henk Jonkers ha sviluppato un cemento pieno di microbi che dura di più grazie a un'abilità innata di ripararsi da microcrepe scompaiono spontaneamente.

Cemento composto
da spore batteriche

Anche se le crepe la resistenza complessiva, permettono l'ingresso di acqua, che può sia indebolire il cemento quando congela sia portare all'interno sostanze dannose. "Aggiungiamo un 'agente risanante' alla miscela del cemento, composto da spore batteriche (batteri inattivi) e da una sostare nutriente circondata da un rivestimento", spiega Jonkers. Quando si forma una crepa, si aprono le spore e dive disponibile il nutrimento. "L'acqua che penetra attiva spore e le trasforma in batteri, che trasformano il cib in calcare". Le specie di batteri usate, Bacillus cohnii Bacillus pasteurii, non sono nocive e sono adattate a condizioni altamente alcaline all'interno del cemento. Convertono il nutrimento a base di lattato di calci in robusto carbonato di calcio. Non sono ancora sté svolti i test all'aperto, ma se avranno successo il cemento rigenerante potrebbe entrare in produzion fra appena quattro anni.(science)
APPLICAZIONI 
• Gallerie
• Viadotti
• Strade

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Materia programmabile

UN MATERIALE IN GRADO DI ASSUMERE SPONTANEAMENTE LA FORMA DI UNA TAZZINA...O DI UN ROBOT.

Gli oggetti che compongono il mondo attuale hanno una forma predefinita e la cambiano solo perchè invecchiano o si rompono. Ma che ne direste di materiali "vivi", in grado di cambiare conformazione a richiesta?

Un cacciavite potrebbe diventare una chiave inglese, uno sciame di robot potrebbe apparire sul campo di battaglia dopo essere stato trasportato in forma bidimensionale...e un armadio in scatola di montaggio potrebbe assemblarsi sotto i nostri occhi. Sembra una fantasticheria, ma la "materia programmabile esiste già nei laboratori del Massachusetts Institute of Tecnology (MIT). Qui le leghe a memoria di forma - metalli che possono cambiare forma quando vengono esposti al calore o a un campo magnetico - vengono unite a circuiti stampati estremamente sottili.

Materia programmabile

Questi circuiti forniscono calore nei punti precisi necessari per sagomare la lega in un modo predefinito. "Ci si spalanca di fronte un mondo in cui potremo programmare non solo i calcoli, ma anche la materia", afferma Daniela Rus del MIT, che dirige la ricerca. Rus e il suo gruppo hanno programmato delle lastre piatte in modo da piegarsi in forme classiche dell'origami, come aerei e barche, nonchè in forme più complesse tra cui un robot funzionante a forma di insetto in grado di prendere oggetti e trasportarli. "Anzichè portarci dietro una cassetta di attrezzi con numerosi utensili specifici come chiavi e cacciaviti, ci basterà un blocchetto di questi fogli che useremo per creare quello che ci servirà per uno scopo preciso", dice Rus.(science)

APPLICAZIONI

• Robot autoassemblanti
• Cassette di attrezzi universali

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Metamateriali per l'invisibilità

DEVIARE LE ONDE LUMINOSE PER FAR SPARIRE GLI OGGETTI. 
Le incredibili proprietà dei metamateriali non derivano dalle numerose parti che li compongono, ma dai modi complessi in cui queste parti formano un tutto. 

È questa complicata architettura che conferisce loro proprietà che non si trovano in natura: i metamateriali sono strani per definizione. "Di solito chi si occupa di scienza dei materiali studia una sostanza, ne determina le proprietà e poi trova un modo per usarla. Ma i metamateriali funzionano all'inverso", spiega lo scienziato dei materiali Costas Soukoulis dell'lowa State University.

Uno dei principali obiettivi della scienza dei materiali è una copertura che renda invisibili, che avrebbe innumerevoli usi militari e civili. Per farne una sorta di "mantello", il metamateriale deve contenere nanostrutture che gli diano un indice di rifrazione negativo, che devierebbe in modo innaturale la luce e la farebbe passare completamente attorno a un oggetto. Se ci si riuscisse, l'oggetto, che fosse un aereo o anche un essere umano, sarebbe invisibile. Per quanto possa suonare incredibile, non è fantascienza. Gli scienziati hanno già mostrato dei prototipi.

Metamateriali  per l'invisibilità

Finora, però, hanno avuto più successo nel deviare le microonde che la luce visibile, e questa deviazione è stata ottenuta con grandi apparati in grado di far sparire solo oggetti con dimensioni specifiche. Nel novembre 2012, però, i ricercatori dell'Università Yonsei a Seul, in Corea del Sud, e della Duke University negli USA hanno annunciato di aver messo a punto una copertura di un metamateriale in grado di adattarsi alle variazioni nella forma dell'oggetto. Ciò detto, le variazioni non possono essere di più di 10 millimetri e funziona ancora solo per luce nella frequenza delle microonde.

Quindi per ora dai nostri cieli non spariranno gli aerei, ma presto potrebbe accadere...(science)

APPLICAZIONI
• Dispositivi di occultamento
• Computer ottici
• Schermature dall'infrarosso e dalle radiazioni cosmiche per veicoli spaziali
• Tecniche diagnostiche

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Poliuretano in copolimero a blocchi

Poliuretano in copolimero a blocchi

MATERIALE TRASPARENTE CHE FERMA LE PALLOTTOLE. Immaginiamo un materiale in grado di arrestare un proiettile che sfreccia a 350 metri al secondo con uno strato di poco più di 3 centimetri e che lo avviluppi senza che rimangano segni o crepe. 

Se il parabrezza della vostra limousine presidenziale o il veicolo corazzato in cui viaggiate sono fatti di questo materiale, potrebbe avervi appena salvato la vita. Il materiale in questione va sotto il nome complicato di poliuretano in copolimero a blocchi.

La sua proprietà di richiudersi nel punto di entrata si spiega, secondo Ned Thomas, professore di ingegneria presso la Rice University di Houston, con il fatto che si fonde quando entra in contatto con il proiettile ad alta velocità. A quanto pare ciò ha un ruolo nell'arresto del proiettile, dissipandone l'energia. Poi si richiude, otturando il foro che si era formato. Questa sequenza di eventi è stata decifrata solo di recente da Thomas, studiando il materiale con un microscopio elettronico. Oltre che per vetri protettivi, il poliuretano potrebbe essere usato per giubbotti antiproiettile e persino per l'esterno di veicoli spaziali e satelliti, dove assorbirebbe detriti spaziali e altri oggetti che potrebbero provocare seri danni.

"Una lastra di acciaio di dimensioni analoghe sarebbe meno efficace nel fermare proiettili veloci, nonché sette volte più pesante", spiega Thomas.

APPLICAZIONI 

• Protezione delle lame di motori a reazione 
• Protezione dei satelliti 
• Vetri antiproiettile 
• Giubbotti antiproiettile

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Nanoparticelle d'oro | Nuova età dell'oro per i test per l'HIV

Gli artigiani medievali delle vetrate colorate furono i primi nanotecnologici. Saranno stati ignari degli aspetti fisici che facevano, ma le loro tecniche avevano come effetto di intrappolare minuscole particelle d'oro in un vetro che emetteva cosi un colore rosso rubino.

Adesso le nanoparticelle d'oro, anzichè dar vita alle scene bibliche, vengono utilizzate per nuovi test relativi a patologie letali, come l'HIV, più sensibili e facili da valutare dei test attuali. Su scala piccolissima, nel regno della nanotecnologia, i materiali acquisiscono nuove proprietà. Mentre un pezzo massiccio di oro è, ovviamente, dorato, le particelle minuscole possono generare colori diversi a seconda di come si uniscono. Un gruppo di ricercatori dell'Imperial Collage di Londra ha trovato un'applicazione importante.

Nanoparticelle d'oro

La loro soluzione per l'individuazione dell'HIV contiene ioni (atomi carichi elettricamente) d'oro. Quando vi si versano gocce di siero sanguigno, quello che accade dipende dall'eventuale contenuto di virus HIV. Se il virus è presente, il livello di perossido di idrogeno nella soluzione cala e si formano ammassi nanoscopici irregolari di oro, che producono una luce azzurra. Se non è presente l'HIV, la soluzione è allagata di perossido di idrogeno e si generano nanoparticelle d'oro sferiche, che producono una luce rossa. Questo test è cosi sensibile che può rilevare pochi attogrammi, cioè miliardesimi di miliardesimo di grammo, di proteina dell'HIV in un millimetro di siero umano, meglio dei migliori standard attuali.

E' l'aspetto cruciale è che il cambiamento di colore è cosi spiccato che si può osservare a occhio nudo, mentre i test attuali richiedono macchinari costosi per determinare la fondamentale variazione di sfumatura. Molly Stevens, che ha diretto le ricerche condotte all'Imperial Collage, dichiara che gli esperimenti pratici non sono lontani:
"Finora abbiamo sviluppato un prototipo che comprendeva test con campioni positivi di HIV umano. La tecnologia adesso dev'essere ottimizzata per diventare più portatile e di facile utilizzo. Speriamo che ci vogliano meno di cinque anni".

Non basta: il test si può modificare per individuare altre malattie tra cui la malaria, il cancro alla prostata e la tubercolosi.(science)
APPLICAZIONI

• Individuazione dell'HIV
• Individuazione del cancro alla prostata
• Individuazione della tubercolosi a della malaria

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Materiali che cambieranno il mondo

Dalle apparecchiature flessibili ai dispositivi di occultamento, dal cemento vivente all'idrogel al DNA, ecco il futuro che verrà. 

Nei laboratori di tutto il mondo sta avvenendo una piccola rivoluzione. Gli scienziati trovano modi per manipolare la materia su scale sempre più ridotte e traggono ispirazione dai materiali biologici. Questa rivoluzione ci darà sostanze con proprietà che un tempo si ritenevano esclusiva dei romanzi di fantascienza. Ma non si tratta solo di curiosità scientifiche: sono materiali autenticamente utili, tanto che un giorno le loro applicazioni cambieranno radicalmente il nostro mondo. BBC Science World ha analizzato gli articoli scientifici e le richieste A di brevetto per presentarvi i dieci materiali più importanti in arrivo.

IL FERROFLUIDO MUTAFORMA CHE POTREBBE RIVOLUZIONARE LA TERAPIA DEL CANCRO.

Ferrofluido

Se dovessimo costruire nella vita vera un Terminator T-1000, il robot assassino mutaforma di Terminator 2, il primo materiale da prendere in considerazione sarebbe un ferrofluido. Proprio come il T-1000, i ferrofluidi sono metalli liquidi in grado di cambiare conformazione. Le loro proprietà sono dovute al fatto che contengono particelle microscopiche di magnetite, ematite e qualche altro composto contenente ferro, disperse in un fluido. Ciò rende il liquido magnetico, il che permette di fargli assumere le forme desiderate.
APPLICAZIONI 
• Controllo di veicoli spaziali
• Specchi per telescopi
• Terapia del cancro

I ferrofluidi sono entrati nell'uso quotidiano. Tenuti in posizione da magneti, formano un sigillo liquido attorno ai dischi fissi in rotazione dei computer, impedendo alle impurità di penetrare e di far sparire le foto delle vacanze. Si usano anche negli altoparlanti, ma hanno potenzialità molto maggiori. La NASA sta già facendo esperimenti per usarli nei sistemi di controllo dell'assetto dei veicoli spaziali, mentre secondo un gruppo di ricercatori canadesi potrebbero essere la nuova generazione di specchi per telescopi, in grado di modificare la propria forma per compensare le distorsioni dovute all'atmosfera. Una delle più importanti aree di potenziale utilizzo è la medicina. Presso il Virginia Tech, negli USA, i ricercatori stanno studiando l'uso di un ferrofluido contenente nanoparticelle di ossido di ferro per la terapia del cancro. Si userebbero magneti per dirigere il fluido verso un tumore, per poi applicare un campo magnetico oscillante.

Così il ferrofluido vibrerebbe generando calore e uccidendo le cellule cancerose. "Il trattamento ideale aumenta la temperatura delle cellule tumorali per circa 30 minuti e al contempo mantiene i tessuti sani a una temperatura normale", spiega Ishwar Puri, che dirige la ricerca. Anche se la tecnica funziona, i test clinici sono ancora lontani.(science)

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Grafene | Com'è fatto? | Luna | C'è atmosfera sulla Luna?

Struttura del grafene

Il grafene è costituito da disegni esagonali di atomi di carbonio che costituiscono uno schema simile alla classica rete metallica da pollaio. 

Si possono creare sottili fogli di grafene semplicemente applicando del nastro adesivo su scaglie di grafite e rimuovendolo. Poiché però lo spessore che si ottiene è spesso quanto un solo strato di atomi, deve essere attaccato a una speciale pellicola perchè lo si possa vedere.

Luna

LA LUNA HA UN'ATMOSFERA?
Ebbene si, la Luna ha un'atmosfera propria, solo che è molto rarefatta rispetto a quella della Terra, circa 100 miliardi di volte meno densa. Un pianeta o un satellite possono mantenere un'atmosfera propria se l'attrazione della loro gravità può vincere i movimenti naturali di atomi e molecole nelle vicinanze. Poiché la Luna ha solo un sesto della gravità terrestre, non è in grado di trattenere una quantità di atomi e di molecole che altrimenti costituirebbero un'atmosfera, la maggior parte dei quali (ma non tutti!) sfugge facilmente nello Spazio.(science)

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Materiali | Più leggero dell'aria

Aerogel al carbonio

Scienziati cinesi hanno sviluppato un nuovo materiale, cosi leggero da potere essere appoggiato su un sottile filo d'erba senza piegarlo.

Il nuovo aerogel al carbonio, con la sua densità pari a 0,16 milligrammi per centimetro cubo, è perfino più leggero dell'aria! Il materiale delle meraviglie, il cui peso è 12 volte inferiore a quello del precedente detentore del record, l'aerografite, viene ottenuto per la liofilizzazione di una soluzione di nanotubi di carbonio e grafene. L'èquipe di ricercatori che ha sviluppato l'aerogel al carbonio, guidata da Chao Gao dell'Università di Zhejiang, sta esplorandone le possibili applicazioni.

Il materiale potrebbe essere utilizzato per tamponare perdite di petrolio, in quanto i prodotti attualmente impiegati possono assorbire un volume di sostanze oleose fino a 10 volte la sua massa. Un'altra possibile applicazione è l'abbattimento acustico.(science)

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GoPlug, la batteria che è anche uno zaino

La batteria portatile più potente di tutte è incorporata in uno zaino e può caricare smartphone, tablet e computer portatili.

Avete gia comprato una batteria portatile da caricare il vostro smartphone o tablet? Beh se ancora non l'avete fatto, e in più vorreste aver la possibilità di caricare anche il vostro pc portatile, fatevi un pensierino su questo nuovissimo prodotto creato da GoPlug.

Si tratta di una batteria dalla grandezza di ben 32.000 mAh. Grande vero? Ovviamente non è una di quelle batterie che si possono portare in mano. Proprio per questo GoPlug ha ideato uno zaino apposita per portare questa immensa batteria.

Si puo anche comprare la batteria senza lo zaino ma sinceramente non la trovo una buona idea. Per viaggiare, muoversi e poter caricare tutti i propri dispositivi elettronici senza la preoccupazione di rimanere senza di uno è quasi obbligatorio avere anche a disposizione lo zaino.

Lo zaino della GoPlug in azione

GoPlug offre anche vari tipi di prese per ogni tipo di gadget che uno disponga. 

L'unico lato negativo che può avere questo interessante prodotto è la ricarica della stessa batteria. In fin dei conti definirlo un difetto è un po' esagerato (considerando che deve comunque ricaricare 32.000 mAh) ma sicuramente non si potrà sperare che in un'oretta la batteria potrà essere carica al 100%.

I prezzi, per quel che mi riguarda, non sono esagerati e abbastanza contenuti. Il modello più economico costa 129€ contro il più alto che è 429€.

A voi interesserebbe un prodotto del genere o è troppo ingombrante e costoso?

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