Lavoro di gruppo per la classe 2AEE: Energy Saltwater

Bacheca di Padlet per il progetto Scienza Attiva: brainstorming della classe 2Amm

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Bacheca di Padlet per il progetto Scienza Attiva: brainstorming della classe 2AEE

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Bacheca di Padlet per il progetto Scienza Attiva: brainstorming della classe 2AIT

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Scienza Attiva: strumenti per il brainstorming

Questa immagine rappresenta una bacheca di Padlet. Si tratta di una lavoro di gruppo in cui il docente imposta il file scegliendo formato e titolo, successivamente gli studenti potranno collegarsi tramite i loro indirizzi e-mail ed inserire dei "postit" con i loro interventi. Padlet è un semplice ed utile strumento per il brainstorming, ovvero per la raccolta di idee che si fa in classe prima di affrontare nei dettagli un  nuovo argomento. Padlet è all'indirizzo https://padlet.com/

Progetto Scienza Attiva: poster con Canva

Canva è un sito che consente di produrre poster in modo molto facile ed immediato.
Il menu' consente prima di tutto di impostare un layout per il proprio lavoro. Successivamente si può scegliere tra moltissimi sfondi e font di testo. Infine, tramite l'upload, è possibile inserire immagini personali. E' disponibile anche l'applicazione da scaricare sui tablet e sugli smartphone.
https://www.canva.com/

ScienzAttiva: inaugurazione del progetto

Martedì 4 novembre, dalle ore 9:00, dall′Aula Magna del nuovo Campus Luigi Einaudi di Torino, è stata trasmessa in diretta streaming la prima parte dell′incontro di presentazione del progetto ′Scienza Attiva′ - edizione speciale EXPO 2015.

I temi scientifici e culturali per l′edizione 2014/2015, scelti perché centrali nel dibattito contemporaneo e perché associati all′esposizione universale di EXPO2015, sono i vari aspetti della tematica principale ′AGRICOLTURA E ALIMENTAZIONE′:

- Scienza e tecnologia per la sicurezza e la qualità alimentare
- Scienza e tecnologia per l′agricoltura e la biodiversità
- Innovazione della filiera agroalimentare
- Educazione alimentare
- Alimentazione e stili di vita
- Cibo e cultura
- Cooperazione e Sviluppo nell′alimentazione

Si consiglia la visione di 34 minuti di video. Dal minuto 79 parla la professoressa Cristiana Peano con un'introduzione agli alimenti. Dal minuto 91 parla la dottoressa Laura Bersani, che tratta della sicurezza alimentare (fino al minuto 113).

LINK

Progetto ScienzAttiva 2014-15: primo video

La professoressa Cristiana Peano, docente del Dipartimento di Scienza Agrarie, Forestali e Alimentari dell'Università di Torino, è stata intervistata dal team di ScienzAttiva per introdurre gli studenti al tema dell'alimentazione.
Gli argomenti toccati nel video sono:

• la sostenibilità alimentare
• lo spreco alimentare
• la logistica nelle filiere alimentari
• il mercato globalizzato della frutta
• il packaging (l'imballaggio) dei prodotti alimentari
• la responsabilizzazione dei cittadini.

Coca Cola and milk experiment

Cliccando sull'immagine qui sopra ci si collega ad una lezione in TED-Ed sulla reazione chimica che avviene tra la Coca Cola e il latte. Studieremo il fenomeno parlando della composizione dei due "reagenti". Sicuramente il video ci fa immaginare ciò che di non molto piacevole accadrebbe nel nostro stomaco e nel nostro intestino bevendo i due alimenti insieme!

Le forze intermolecolari: sottotitoli in italiano

Per le classi seconde: le forze intermolecolari.

La Khan Academy è una famosa organizzazione educativa senza scopo di lucro creata nel 2006 da Salman Khan, ingegnere statunitense. L'Academy ha lo scopo di offrire servizi, materiali e tutorial gratuiti per l'istruzione e l'apprendimento a distanza. In un'analisi statistica effettuata nel mese di dicembre 2010, i corsi della Khan Academy hanno registrato una media di oltre 35.000 visite quotidiane.
Tra le varie discipline trattate, sono stati creati innumerevoli video di chimica che consentono di rivedere tutti i principali argomenti della chimica generale.
In questo video vengono illustrate molto bene le FORZE INTERMOLECOLARI che si possono instaurare nelle sostanze e che ne condizionano le proprietà fisiche, in particolare il punto di ebollizione.
Gli argomenti trattati nel video sono:
1) le molecole di acetone: CH3-CO-CH3 (interazione dipolo-dipolo);
2) le molecole di acqua: H2O (legame idrogeno);
3) le molecole di metano: CH4 (forze di dispersione di London).

Per le classi prime: misure di volume

In questi giorni il nostro programma di laboratorio prevede di imparare ad eseguire misure di volume utilizzando i cilindri graduati. Tramite una differenza di volume è possibile ricavare il volume di un oggetto immergendolo in acqua. I cilindri utilizzati sono di varie portate e sensibilità. Questo semplicissimo esperimento è un classico esempio di misura indiretta.

Vetreria e strumenti di laboratorio: per le classi prime.

Avamposto 42

Il sito www.avamposto42.it racconterà i dettagli della spedizione nello spazio di Samantha Cristoforetti, astronauta italiana. Il programma prevede la partenza alla fine di novembre e la permanenza nella stazione spaziale in orbita attorno alla terra per sei mesi. Samantha condurrà moltissimi esperimenti scientifici nel laboratorio spaziale, ecco le sue parole per spiegare come mai ha voluto il sito:


"La risposta alla “Domanda fondamentale sulla Vita, l’Universo e tutto quanto” è 42, rivela il super computer Pensiero Profondo, dopo averci pensato per sette milioni e mezzo di anni. Certo, come sanno tutti i fan della “Guida Galattica per gli Autostoppisti”, il romanzo di fantascienza umoristica di Douglas Adams, non è ben chiaro quale sia la domanda.
Ma poco importa: quando seppi che avrei fatto parte della Spedizione 42 sulla Stazione Spaziale Internazionale, alla gioia dell’assegnazione si unì un compiacimento divertito per questa coincidenza. Nei mesi successivi, come spesso fanno gli astronauti europei, scelsi un tema a me caro da approfondire nelle attività di comunicazione della missione: la nutrizione. Volevo parlarne, perché nella mia storia personale l’acquisizione di poche, semplici conoscenze sull’interazione tra il cibo e il nostro corpo ha avuto un effetto molto positivo in termini di salute e benessere. Vorrei che sempre più persone posseggano le semplici conoscenze necessarie per fare scelte alimentari consapevoli, che permettano di godere della vita pienamente e a lungo. Allo stesso tempo vorrei che sempre più persone conoscessero la sfida dell’esplorazione spaziale, un affascinante viaggio collettivo dell’umanità per allargare le possibilità della nostra specie. Questi due mondi si incontrano su Avamposto 42. Vogliamo informare, con rigore, certamente, ma sempre con umorismo e uno sguardo divertito. È tutto più semplice di quanto sembri. Come dice la Guida Galattica: Niente Panico!"

Samantha Cristoforetti

Per le classi seconde: lavori di gruppo sui video di TED-Ed

In questo post è scaricabile il primo modello da utilizzare per la presentazione cartacea dei lavori di gruppo richiesti per la valutazione PRATICA. Si tratta del video HOW ATOMS BOND,  elaborato ed approfondito nei punti:
1) Watch;
2) Think;
3) Dig Deeper;
4) Discuss.
I lavori conclusivi, da consegnare alla docente improrogabilmente entro MERCOLEDI' 15 OTTOBRE, potranno essere svolti:
1) iscrivendosi alla piattaforma TED-Ed ed inviando le risposte online;
2) utilizzando i modelli scaricabili qui sotto e lavorando su computer, consegnando alla fine un file in formato .doc o .pdf;
3) utilizzando i modelli scaricabili qui sotto, stampandoli e consegnando il cartaceo.

Modello stampabile in formato .doc

Modello stampabile in formato .pdf

Modello compilabile su computer in formato .doc

Per le classi prime: costruire tabelle e grafici.

Osservando il comportamento di un gas al variare di volume e pressione possiamo costruire la tabella delle misure raccolte in un Foglio di Calcolo di Excel e successivamente ricavare il relativo grafico. Le misure vengono essere effettuate in merito alla LEGGE DI BOYLE con la simulazione reperibile al seguente indirizzo:

Simulazioni sulle leggi dei gas

Le classi dei composti inorganici

A questo link è possibile vedere uno schema, digitato utilizzando la piattaforma on line Text2MindMap, delle principali categorie dei composti inorganici, suddivisi tra binari e ternari:

Vai alla Mappa

Progetto Scienza Attiva edizione 2014-15

Anche quest'anno è giunto alla nostra scuola l'invito a partecipare al progetto ScienzAttiva di Torino, attraverso il sito www.scienzattiva.eu.

ScienzAttiva è un progetto innovativo di cittadinanza scientifica via web, uno spazio di dialogo tra i giovani e il mondo della ricerca.

Gli obiettivi del progetto sono quelli di stimolare la creatività ed il senso critico degli studenti e di formare e aggiornare gli insegnanti. ScienzAttiva crea una comunità dove si condividono conoscenze, si discutono punti di vista e si suggeriscono soluzioni.

Studenti, insegnanti e ricercatori di tutta Italia passano attraverso i passi di: analisi delle conoscenze pregresse e formazione, informazione e dialogo con gli esperti, elaborazione e condivisione delle proposte per il futuro.

Il progetto è un'occasione per gli insegnanti di applicare la didattica dei metodi di democrazia partecipativa, con discussioni ed approfondimenti degli aspetti scientifici e culturali dei temi affrontati.

Il progetto si svolge dal vivo, in streaming e on demand.

Il tema proposto per l'anno scolastico 2014-15 è l'alimentazione, questo permetterà di collegarsi all'EXPO 2015 di Milano.

La combustione in assenza di gravità

DAL SITO DELLA NASA

Astronauts onboard the International Space Station report seeing flames that behave like jellyfish. Today's story features must-see video of the microgravity phenomenon. 

Gli astronauti a bordo della Stazione Spaziale Internazionale dicono di aver visto fiamme che si comportano come delle meduse.
Queste sono le caratteristiche del video che oggi merita di essere visto.

TED-Ed per le classi seconde : il legame chimico

In questa lezione, presente in Ted-Ed all'indirizzo:
http://ed.ted.com/on/gjqR9VEt#watch
gli autori spiegano che cos'è e perchè si forma il legame chimico.
Sostanzialmente vi sono due tipi di legame, uno in cui un atomo cede elettroni ad un altro ed uno in cui gli elettroni vengono condivisi. Nel primo caso è come se si trattasse di un tiro alla fune, uno dei due atomi è più forte dell'altro e quindi vince, trattenendo gli elettroni. Nel secondo caso la situazione è paragonabile ad una cena in cui ciascuno porta una pietanza e poi tutte vengono condivise. 

I diversi esempi discussi ci fanno capire comunque che ciò che determina l'unione fra due o più atomi è sempre una questione energetica.
La trascrizione, sia in italiano che in inglese, è scaricabile a questo link:
Transcription: How atoms bond. 

La scuola secondo Ken Robinson

Per attivare i sottotitoli in italiano, cliccare l'opzione in basso a destra.

Sir Kenneth Robinson, inglese di Liverpool (4 marzo 1950), attualmente residente a Los Angeles, è un educatore e scrittore britannico. Oltre che come autore di numerose pubblicazioni, è noto anche come conferenziere e consigliere internazionale sull'educazione per i governi e le istituzioni no-profit. È stato Direttore artistico nello Schools Project (1985–89), Professore di Educazione all'Arte nell'Università di Warwick (1989–2001); nel 2003 è stato insignito del titolo di Cavaliere per i servizi resi all'educazione.
In questo interessantissimo talk di TED il professor Robinson espone una divertente e toccante argomentazione a favore della creazione di un sistema educativo che nutra la creatività degli studenti.

Programma del corso di recupero estivo per le classi prime

PRIMA LEZIONE

venerdì 19 giugno - dalle 10:45 alle 12:45

1) Introduzione: che cosa sono le reazioni chimiche?

2) Reazione di sintesi dell'acqua, altri esempi e  bilanciamenti.

3) Gli atomi: numero atomico, numero di massa e isotopi, massa atomica.

4) Teoria atomica di Thomson e tubi a raggi catodici. 

5) Esperimento della lamina d'oro di Rutherford.

6) Principio di Heisenberg e differenza tra orbita di Bohr e orbitale.

Compito per casa n°1: 

fare degli schemi riassuntivi sul quaderno di quanto ripetuto nella prima lezione.

Compito per casa n°2, da consegnare alla terza lezione: 

scrivere la relazione di laboratorio sull'esperimento dell'analisi alla fiamma.

TUBO A RAGGI CATODICI

SECONDA  LEZIONE

martedì 24 giugno - dalle 8:30 alle 10:30

 1) Spettro elettromagnetico e radiazioni visibili: lunghezza d'onda e frequenza.

2) Gli spettri visibili. Prisma e fenomeno della rifrazione.

3) Spettro dell'idrogeno e teoria di Bohr.

4) Max Plank e il rapporto tra frequenza ed energia. Luis de Broglie e l'elettrone come onda.

5) Teoria atomica quanto-meccanica: gli orbitali, grandezze e forme.

6) La configurazione elettronica dei primi 18 elementi.

7) Relazioni tra le configurazioni elettroniche, la reattività degli elementi e la tavola periodica.

8) L'energia di ionizzazione.

TERZA  LEZIONE

venerdì 27 giugno - dalle 8:30 alle 10:30

 1) Come si compila una relazione di laboratorio

2) Proporzionalità diretta e inversa nei grafici

3) Relazione sull'analisi alla fiamma

4) La legge di Boyle: relazione 

5) Il principio di Avogadro e il volume molare

Brochure del progetto IAQ

Per scaricare il file originale in formato pdf della brochure cliccare sulle immagini

Brochure del progetto eTwinning

Per scaricare il file originale in formato pdf della brochure cliccare sulle immagini

Brochure del progetto ScienzAttiva.eu

Per scaricare il file originale in formato pdf della brochure cliccare sulle immagini

Chiusura del progetto Scienzattiva

Carissimi docenti e studenti,

ieri si è conclusa l'edizione 2013/2014 del progetto!
Vi ringraziamo vivamente per la bella partecipazione; nei prossimi giorni pubblicheremo sul sito i risultati (risoluzioni con le proposte); inoltre li invieremo a tutti voi via mail e li consegneremo a tutte le istituzioni coinvolte dai temi trattati.

A questi due link potete visionare i video relativi alle giornate di conclusive svoltesi il 15 e 16 aprile, i video sono pubblici e quindi visionabili da TUTTI.


Evento conclusivo sul tema delle Cellule Staminali - 15 aprile 2014 

http://www.unito.it/media/?content=6623

Evento conclusivo sul tema dell'Energia e Nanoscienze - 16 aprile 2014

http://www.unito.it/media/?content=6624

Inoltre nella sezione Forum - Altro del sito, abbiamo inserito un intervento dal nome " SUGGERIMENTI SU SCIENZA ATTIVA", vi chiediamo di commentare tale post per chiedervi quali siano secondo voi i punti deboli del progetto da due punti di vista: organizzazione generale (timetable, fasi, etc..) e piattaforma web.

Un saluto da tutto lo staff, cogliamo l'occasione per augurarvi buona Pasqua.

Scienza Attiva Team

L'importanza per la salute della qualità dell'aria interna

Articolo scritto dagli studenti Bozzini L,, Furlan F., Gentile M., Lombardi G., Penasa M. e Sezairi H. della classe 2AIT dell'ISIS Galilei di Gorizia

Il problema della qualità dell'aria all'interno degli edifici, in inglese Indoor Air Quality, è al momento poco discusso anche se molto diffuso, visto che coinvolge tutte le persone che trascorrono gran parte della giornata in luoghi chiusi. Oggi si osserva che molte malattie scaturiscono o peggiorano a causa della presenza di inquinanti indoor.

La qualità dell'aria all'interno degli edifici dipende da molti fattori come: la temperatura, la ventilazione e l'umidità. Gli inquinanti possono provenire dall'esterno oppure prodursi all'interno dell'edificio. Fonti di inquinanti indoor possono essere: i prodotti di pulizia della casa, i prodotti di trattamento dei mobili, i materiali da costruzione, gli elettrodomestrici, le combustioni delle caldaie, il fumo di sigaretta e infine il sottosuolo, da cui deriva il radon, gas cancerogeno.

Se l'aria all'interno di un edificio è inquinata esistono dei significativi rischi per la salute. Gli inquinanti indoor possono causare allergie, asma, problemi generali di respirazione e cardiovascolari e perfino tumori. I soggetti più vulnerabili in caso di inquinamento indoor sono i bambini, le donne incinte, gli anziani e le persone che soffrono di problemi respiratori e cardiovascolari. Il fumo passivo di sigaretta, per esempio, causa allergie, tosse o problemi ai polmoni e al sistema nervoso, soprattutto nei bambini.

Gli effetti degli inquinanti indoor sono alquanto difficili da misurare, questo perchè la composizione dell'aria interna può essere caratterizzata da centinaia di gas, particolati e materiali biologici diversi e quindi è difficile capire se e come interagiscono tra loro. Inoltre si tratta di valutazioni molto lunghe e laboriose da fare perchè gli effetti sulla salute non si manifestano subito ma bensì con il tempo.

Le sostanze chimiche che sono considerate le più pericolose come inquinanti indoor sono: il monossido di carbonio, il biossido di azoto, il biossido di zolfo, il radon, i componenti del fumo di sigaretta e i VOC. Questi ultimi sono i cosiddetti composti organici volatili (Volatile Organic Compounds), ovvero sostanze organiche che a temperatura ambientale hanno pressioni di vapore superiori a 0,01 KiloPascal. I VOC sono presenti per esempio nei diluenti per le vernici, negli adesivi, nei prodotti per la pulizia, nei liquidi refrigeranti dei frigoriferi, nelle benzine, nei solventi dei lavaggi a secco. Tra i VOC più diffusi citiamo in particolare la formaldeide, il benzene, l'acetone, il cloruro di metilene e il percloroetilene. Si tratta di sostanze molto pericolose in quanto cancerogene.

Un altro problema molto diffuso nelle abitazioni, che a prima vista può sembrare meno grave ma che invece porta a delle importanti conseguenze, è quello relativo all'umidità. L'alto tasso di umidità è un potenziale rischio per la salute perchè favorisce la formazione di muffe e batteri molto dannosi per la salute. Per scongiurare questo problema bisognerebbe mantenere sempre gli ambienti ben aereati. Anche un tasso troppo basso di umidità porta a dei problemi perchè l'aria troppo secca favorisce l'irritazione delle mucose e della pelle.

Il Comitato Scientifico dei rischi sulla salute e sull'ambiente dell'Unione Europea (SCHER) ha fatto presente già nel 2011 (Meeting of the Experts Group on IAQ, 14 June 2011) che in merito all'inquinamento indoor sono sicuramente necessarie maggiori ricerche e che bisognerebbe raccogliere dati più numerosi sui maggiori inquinanti, sui livelli di esposizione della popolazione ed i relativi effetti sulla salute. La SCHER sostiene anche che dovrebbero essere definiti dei valori guida basati sulla salute per gli inquinanti chiave e che infine dovrebbero essere attentamente valutate tutte le fonti conosciute che possono contribuire all'inquinamento indoor. 

Nell'immagine: esperimento di laboratorio con produzione e verifica 

delle proprietà acide del biossido di zolfo. 

La foto è stata scattata dagli studenti della classe 2AIT 

nel laboratorio di chimica dell'ISIS Galilei di Gorizia. 

 

Articolo sulla nanotecnologia

Articolo sulla nanotecnologia dello studente Marko Cirkovic, classe 2AEE dell'ISIS Galilei di Gorizia.

Nanotecnologia: applicazioni e sviluppi.

La nanoscienza, introdotta per la prima volta dallo scienziato Richard Feynman nel 1959, studia le particelle al miliardesimo di metro ed è una materia interdisciplinare, infatti comprende biologia, chimica e fisica. La nanotecnologia, invece, applica all'industria ed alla tecnologia le scoperte della nanoscienza, sintetizzando materiali innovativi e inserendoli in opportuni dispositivi e apparecchiature. Le nanoparticelle hanno dimensioni che vanno da uno a cento nanometri. A questa scala andiamo da pochi atomi fino ad aggregati di decine di atomi. Siamo in una dimensione quasi impensabile, che è stato possibile sondare solo grazie ad uno speciale microscopio, detto STM (Microscopio a Scansione ad effetto Tunnel) per l'invenzione del quale due ricercatori tedeschi hanno ricevuto il premio Nobel nel 1986. Le caratteristiche delle nanoparticelle non sono le stesse delle particelle normali, ci “avventuriamo” infatti nel nanomondo dove le forze che intervengono tra le particelle sono essenzialmente quelle quantistiche ed elettromagnetiche. L'interazione con l'ambiente esterno cambia e quindi alcune proprietà cambiano, un esempio è l'oro, le cui nanoparticelle hanno colori ben diversi dal classico giallo lucente, bensì appaiono blu, verdi o viola.

Le nanoscienze trovano importanti applicazioni in molti campi: elettronico, farmaceutico, tessile, aeronautico e molti altri. In campo medico è importantissimo il fatto che, grazie alle nanotecnologie, si prevede che presto potremo curare i tumori con grande efficacia tramite nanofarmaci capaci di essere estremamente selettivi, ovvero di individuare le singole cellule malate e colpirle.

In campo tessile è da segnalare un prodotto, già commercializzato con vari marchi, che consente di rendere totalmente idrorepellenti gli abiti. E' molto interessante notare come tute, scarpe o guanti da lavoro vengano così resi impermebili non solo all'acqua ma anche al fango e alla sporcizia. Anche le visiere dei caschi per le moto e i parabrezza delle auto possono essere facilmente trattati con queste particolari nanoparticelle super-idrorepellenti, con un conseguente vantaggio di visibilità in caso di pioggia. Abbiamo testato con un semplice esperimento il comportamento dell'acqua su una superficie di vetro trattata con questo prodotto super-idrorepellente e abbiamo notato (vedi foto) come essa si allontani dalle zone trattate, ovvero dai bordi, e si concentri al centro della superficie. 

L'uomo in realtà sta copiando la natura. Le foglie del loto, pianta diffusa sia in America centro-meridionale che in Asia e in Australia, sono state infatti lo spunto per la sintesi di questi prodotti. E' dall'attenta osservazione di oggetti naturali alle nanoscale che i ricercatori hanno pensato a molte possibili applicazioni tecnologiche. Colpisce molto l'esempio delle piante carnivore che si nutrono di formiche. Osservando al microscopio STM la “bocca” delle piante carnivore, ci si è accorti che questa è ricoperta da nanoscopiche scanalature nelle quali, se è asciutta, le formiche possono aggrapparsi e sfuggire alla pianta, ma quando questa è bagnata l'acqua penetra nelle scanalature, gli insetti scivolano e vengono così ingoiati. La nanostruttura delle superfici quindi può fare la differenza. Un altro dispositivo nanotecnologico che presto vedremo in produzione su larga scala è sicuramente la cella solare al succo di mirtillo. Si tratta di qualcosa di veramente innovativo che potrà consentirci di sostituire il silicio delle attuali celle solari con materiali naturali organici. Il succo di mirtillo cattura facilmente l'energia solare e, grazie ad una matrice solida di nanocristalli di biossido di titanio, il fotone solare viene facilmente convertito in corrente elettrica. Le applicazioni di questo tipo di scoperta sono davvero variegate, si va dalle vetrate che forniscono direttamente corrente, alle lampade che di giorno catturano la luce e di notte illuminano le nostre case. 

Altro dispositivo clamoroso, inventato tra l'altro da un docente universitario italiano residente negli Stati Uniti, è la foglia artificiale. Il sistema copia in qualche modo il primo step della fotosintesi clorofilliana, nel quale l'acqua e la luce producono ossigeno ed idrogeno. Grazie ad un sottile strato di nanotubi i due gas prodotti possono essere facilmente separati e convogliati in serbatoi distinti. Questo dispositivo potrebbe consentirci di produrre in modo sostenibile un vettore energetico sostenibile (l'idrogeno), la ripetizione della parola “sostenibile” ci dà l'idea della potenza del dispositivo: si tratterebbe di un traguardo incredibile per la scienza.

Secondo me la nanotecnologia è una grandissima conquista da parte dell'uomo perchè in futuro potrà aiutarci in molteplici campi. Si tratta solo di approfondire ancora l'eventuale pericolosità delle nanoparticelle, della quale non si sa molto al momento. Ci auguriamo che l'analisi della potenziale nocività vada avanti di pari passo con la messa in commercio di questi nuovi incredibili prodotti. 

 

Nell'immagine: l'acqua si concentra al centro della superficie di vetro in quanto i bordi di questa sono stati trattati con un prodotto super-idrorepellente di formulazione nanotecnologica (foto scattata dagli studenti della classe 2AMM dell'ISIS Galilei di Gorizia nel corso della manifestazione Tecnosoft 2014).

eTwinning: report n°2

etwinning: heat transfers

Heat transfers from cakeladooth

What's IAQ?

Applicazioni delle nanotecnologie

 PROGETTO SCIENZATTIVA

APPLICAZIONI DELLE NANOTECNOLOGIE

dalla presentazione della prof.ssa Elena Tresso

(Università di Torino)

Cosa possono fare le nanotecnologie in relazione al problema energetico? Non potranno certamente risolvere subito tutti i problemi, prima di tutto dobbiamo cercare di ridurre il consumo energetico, poi sicuramente la nanotecnologia potrà darci una mano ad ottimizzare l'uso delle fonti rinnovabili, in particolare il sole.

Nel sito "Nanoforum" c'è la rappresentazione di un albero i cui rami sono le possibili applicazioni della nanotecnologia. In particolare possiamo citare:

1) l'isolamento;

2) la termoelettricità;

3) l'energia portatile;

4) il solare;

5)la produzione di idrogeno.

Vediamo adesso 3 esempi di come le nanotecnologie possono essere applicate.

Esempio 1: parleremo di celle solari al succo di mirtillo.

Esempio 2: vedremo come ottenere idrogeno a partire dall'acqua simulando una fase della fotosintesi.

Esempio 3: vedremo come sia possibile ottenere energia elettrica dai rifiuti organici.

ESEMPIO N°1: CELLE FOTOVOLTAICHE SENSIBILIZZATE CON I COLORANTI.

La cella solare in questo caso viene sensibilizzata con un colorante, che in inglese si dice "dye". E' composta da materiali nanostrutturati. Vengono utilizzate nanoparticelle di biossido di titanio, TiO2. Questa è una sostanza molto usata: per la produzione di vernici, di dentifrici, di creme. Si tratta di un materiale non inquinante, non dannoso e poco costoso. Le sue nanoparticelle vengono rivestite da un colorante, che può essere sia naturale che artificiale, per esempio succo di mirtillo. Nella cella vi è poi un elettrolita liquido, a base di iodio. Il tutto è inserito tra due vetri rivestiti da ossidi trasparenti conduttori e da un catalizzatore al platino. Si ottiene così una specie di "panino" fatto di materiali non inquinanti e poco costosi. La luce colpisce il colorante che assorbe il fotone, questo provoca il trasferimento di un elettrone all'ossido di titanio, l'elettrone passa poi attraverso le nanoparticelle , arriva allo strato conduttore e viene fatto uscire dal sistema per alimentare il nostro dispositivo (l'apparecchio da far funzionare). L'elettrone torna poi in ciclo in quanto l'elettrolita ridà l'elettrone al colorante. L'elettrolita è a base di molecole I3-, le quali si convertono in 3I- liberando un elettrone. In questo sistema è molto importante l'impacchettamento, che viene detto packaging, perchè non deve perdere liquido nel tempo. Questo sistema è stato introdotto molti anni fa da un ricercatore svizzero e da allora è stato studiato ed ottimizzato. Le molecole adatte ad essere utilizzate come coloranti possono essere: il succo d'uva, le antocianine estratte dai pigmenti dei fiori, i pigmenti del vino e infine anche coloranti sintetici a nanoparticelle come i cosiddetti "quantum dots". Le celle che così si producono non sono legate ad un solo tipo di colorante o di colore, ma possono avere vari colori, pertanto trovano interessanti applicazioni in campo architettonico. I nanocristalli migliorano il fenomeno di cattura dei fotoni in base alla loro organizzazione strutturale. La luce rimane praticamente intrappolata ed ha maggiore probabilità di essere assorbita dal sistema e trasformata in corrente elettrica. Per migliorare l'efficienza di raccolta dei fotoni si possono utilizzare anche i nanotubi, si tratta di strutture ben allineate attraverso le quali viene facilitato il passaggio degli elettroni, tuttavia vi è uno svantaggio legato alla superficie del nanotubo, che è molto piccola, pertanto si deve utilizzare meno colorante per ricoprirlo. Attualmente si stanno studiando morfologie intermedie basare sull'uso dell'ossido di zinco, ZnO, grazie al quale si possono sintetizzare nanostrutture con delle ramificazioni, tipo i coralli. Un altro suggerimento per migliorare l'efficienza di questi dispositivi è quello di migliorare la stabilità nel tempo tramite l'uso di materiali plastici nei quali viene inserito l'elettrolita, praticamente si tratta di membrane flessibili, che sigillano il liquido a base di iodio ed evitano così la sua perdita nel tempo. On line possiamo vedere molte immagini di applicazioni architettoniche di questi pannelli solari, con soluzioni molto innovative (vedi slides della presentazione). Le celle solari risultano così integrate nell'edificio, possiamo utilizzare colori diversi, sfruttare la loro flessibilità, si possono realizzare dei disegni. La Apple pensava di dotare i suoi computer di questi dispositivi ma purtroppo la loro effiecenza è ancora alquanto bassa. Altre idee possono essere quella di utilizzarli come pannelli di separazione tra gli ambienti di una casa o come quadri da appendere alle pareti. Questi pannelli possono così alimentare lampade oppure alimentare un tavolo sul quale possiamo ricaricare tutte le nostre apparecchiature elettriche portatili. Viene sfruttata anche la luce diffusa, non solo quella diretta. La Sony ha già commercializzato delle lampade che catturano la luce solare di giorno e di notte questa alimenta dei led. 

Vediamo due video che spiegano la composizione e l'uso di questi dispositivi.

ESEMPIO N°2: UN COMBUSTIBILE PULITO DALL'ACQUA

Altro esempio di applicazione dei materiali nanotecnologici è la messa a punto di celle solari per produrre idrogeno a partire dall'acqua. Sappiamo che l'idrogeno è un combustibile pulito e sarebbe una grande vantaggio ottenerlo dall'acqua non tramite l'elettrolisi, per la quale serve comunque energia elettrica, ma sfruttando il sole. I dispositivi attualmente in fase di studio imitano la prima fase della fotosintesi clorofilliana nella quale avviene questo primo step:

acqua + energia solare ---> idrogeno + ossigeno

Potendo imitare questo passaggio, avremo un combustibile pulito con una fonte di energia pulita. Il nostro dispositivo raccoglie la luce solare su un fotosistema che scatena la dissociazione dell'acqua formando da un parte ossigeno e dall'altra la coppia costituita da ione idrogeno H+ e un elettrone. La cosa essenziale è quella di separare immediatamente l'ossigeno dagli ioni idrogeno, per impedire che, venendo in contatto, tornino di nuovo a dare acqua. Per estarre subito gli ioni H+ prodotti si utilizza una membrana selettiva nanotecnologica. L'idrogeno viene fatto passare attraverso questa membrana e viene convogliato in una zona in cui H+ ed elettrone si ricombinano per dare il gas idrogeno, H2. La membrana è costituita da nanotubi al carbonio e un polimero chiamato Nafion. La membrana viene attraversata dagli ioni H+ e dagli elettroni che, lontani dall'ossigeno, rigenerano il gas. In pratica nel sistema entra acqua ed esce gas, tanto è vero che si notano le bolle di gas. Anche in questo caso si stanno studiando vari accorgimenti per migliorare l'efficienza del sistema. Per esempio si cerca di ridrre la distanza fra gli elettrodi allo scopo di minimizzare la resistenza elettrica della cella. La luce fa funzionare il fotocatalizzatore presente nel sistema. Il MIT sta studiando a fondo questo dispositivo, tanto è vero che possiamo vedere qui sotto un video relativo a questi studi. Si tratta praticamente della sintesi di foglie artificiali.

ESEMPIO N°3: ENERGIA ELETTRICA DAI RIFIUTI ORGANICI

Terzo ed ultimo esempio di applicazioni della nanotecnologia è il dispositivo che permette di ottenere energia elettrica dai rifiuti organici. Si tratta di celle a combustibile microbiologiche. Il sistema è molto innovativo e risponde a due problematiche: la produzione di energia elettrica e il riutilizzo di materiali di scarto. Nelle acque di scarico sono presenti sostanze organiche che possono essere impiegate come produttori di energia. Vengono sfruttati dei batteri che hanno la caratteristica di rilasciare elettroni nel loro metabolismo. La loro attività metabolica in generale è molto complessa, tuttavia ciò che interessa è che prevede il passaggio di elettroni, i quali vengono intercettati e prelevati facendoli passare attraverso un circuito esterno.
Per finire, ecco un'interessante puntata della trasmissione Geo Scienza, in cui gli esperti dell'IIT illustrano alcune interessanti applicazioni delle nanotecnologie. 

GEO SCIENZA: APPLICAZIONI DELLE NANOTECNOLOGIE

ScienzAttiva: fase deliberativa

LINEE GUIDA PER LA COSTRUZIONE DI UNA PROPOSTA DELIBERATIVA PER SCIENZATTIVA

Entro la fine di marzo le classi devono inviare una loro proposta di lavoro per il prossimo anno scolastico. La proposta può essere inviata sia dagli stduenti che dai docenti.

Perché una proposta sia ben strutturata dovrebbe prevedere:

Un ambito di intervento, definito dai seguenti 2 criteri:

A) Dimensione territoriale (domestico, scolastico, comunale, provinciale, regionale, nazionale,

internazionale,...)

B) Dimensione temporale (periodo preso in considerazione; es. “nei prossimi 5 anni...”)

I provvedimenti, per ognuno dei quali dovranno essere evidenziati i seguenti aspetti:

1. Cosa – oggetto e obiettivi dell’intervento

2. Chi - attuatori del provvedimento (singoli cittadini, famiglie, scuole, associazioni, Enti pubblici,...)

3. Destinatari del provvedimento

4. Come – strumenti e risorse (anche finanziarie) necessari all’attuazione del provvedimento.

Per facilitare il lavoro delle classi, per quanto riguarda il 'Cosa', suggeriamo di seguito alcune tipologie di provvedimento:

- Progetti di ricerca di base

- Progetti applicativi di tecnologie/terapie

- Proposte legislative

- Proposte per la ricerca fondi destinati a ricerca/innovazione/istruzione/comunicazione...

- Azioni di comunicazione/informazione

- Innovazione dei metodi didattici

PROPOSTA DELL'INSEGNANTE:

AMBITO D'INTERVENTO: scolastico

DIMENSIONE TEMPORALE: un anno scolastico

COSA: costruzione di un'unità di apprendimento sulla nanotecnologia

CHI: consiglio di classe di una classe seconda

DESTINATARI: studenti di una classe seconda

COME: incontri di programmazione tra i docenti, incontro con un esperto esterno, svolgimento delle lezioni con l'utilizzo della didattica web 2.0; adeguate risorse finanziarie. 

Semiconduttori

La tecnologia fotovoltaica 

Progetto ScienzAttiva: domande agli esperti.

Ecco una serie di interessanti domande che sono scaturite in classe dalla discussione sulle applicazioni delle nanotecnologie e che  intediamo porre agli esperti dell'Università di Torino nell'ambito del progetto ScienzAttiva.eu. Le domande andranno spedite agli interessati attraverso la mail-box del sito www.scienzattiva.eu.

GIACOMO

In classe, riguardo alle applicazioni delle nanotecnologie, abbiamo parlato di un particolare materiale spugnoso che sarebbe capace di assorbire solo gli olii e non l'acqua. Penso che sarebbe fondamentale per risolvere tanti casi di inquinamento. Quando sarà possibile produrlo su larga scala? I costi sarebbero sostenibili? L'uso di questi materiali comporterebbe qualche effetto secondario non gradito?

DANIEL

Perchè i materiali nanotecnologici spugnosi che assorbono selettivamente gli idrocarburi non sono già in produzione ma esistono solo in forma di prototipi dell'IIT? Quali sono i problemi che possono esserci sulla diffusione su larga scala, in campo tecnico ed economico?

MASSIMILIANO

In che modo la nanotecnologia può aiutare la vita dell'uomo in campo medico?

Qual è il principale utilizzo nel settore della nanoingegneria?

MICHELE

A scuola, oltre che di nanotecnologia, abbiamo parlato anche della fusione fredda e di un reattore, detto e-cat, attualmente in studio, capace di produrre energia pulita grazie alla fusione nucleare a basse temperature. C'è qualche attinenza con la nanotecnologia? Visto che nel dispositivo l'uso del catalizzatore è fondamentale, possono le nanotecnologie dare una mano all'implementazione del reattore? E' prevista questa applicazione?

RICCARDO

In classe abbiamo visto come funziona il miscroscopio a scansione ad effetto tunnel. In esso avviene una sorta di “teletrasporto” a livello elettronico, il cosiddetto effetto tunnel appunto. Con la fantasia non si può non andare al teletrasporto, tanto citato nei romanzi e nei film di fantascienza, ma viene da chiedersi: un domani, sarà possibile attuare veramente il teletrasporto a livello macroscopico? C'è qualche nesso con la nanotecnologia?

ALESSANDRO

Personalmente sono molto interessato alla meccanica nei motori. Quali sono le applicazioni nanotecnologiche che possono migliorare le produzioni e le prestazioni in questo campo?

MATILDE

Credo e spero che in un immediato futuro la nanotecnologia potrà dare una mano a trovare e a diffondere l'uso delle fonti rinnovabili di energia. Attualmente ci sono delle applicazioni nanotecnologiche, in questo campo, in fase di studio? Quali sono?

FABIO

Personalmente sono interessato ai possibili aspetti negativi dell'uso delle nanoparticelle. Possono essere nocive o tossiche e dare dei problemi all'ambiente ed alle persone? Visto ciò che è accaduto per le materie plastiche, di cui attuamente esistono enormi isole che inquinano gli oceani, possiamo essere del tutto certi che lo sviluppo della nanotecnologia poterà più benefici che problemi?

GIANLUCA

E' vero che in un futuro non troppo lontano l'uomo potrà utilizzare delle “nanomacchine” o “nanorobot” all'interno del corpo umano? Se sì, quando sarà possibile?

MATTEO

Quali possono essere le applicazioni delle nanotecnologie nella nanoelettronica, soprattutto nel settore della telefonia?

DANIELE

Mi interesserebbe sapere se. sfruttando le sintesi nanotecnologiche, sarebbe possibile produrre materiali che non diano dilatazione termica all'aumentare della temperatura.

MARCO

Vorrei sapere quali potranno essere gli sviluppi futuri più significativi delle nanotecnologie in ambito medico.

SIMONE

Mi piacerbbe sapere se in futuro potranno esserci delle applicazioni della nanotecnologia nell'ambito delle costruzioni antisismiche. Nella nostra regione, il Friuli Venezia Giulia, ci sono delle aree ad alto rischio sismico, pertanto questo ambito di studio potrebbe essere molto importante.

Inoltre vorrei sapere se in futuro sarà possibile produrre veri e propri arti (protesi) artificiali, molto simili alla natura, da applicare alle persone che hanno subito amputazioni.

OMAR

In classe abbiamo parlato delle applicazioni della nanotecnologia in medicina e della possibile cura dei tumori. Oltre a questo, quali sono le più importanti applicazioni in nanomedicina?

Abbiamo visto anche che la nanotecnologia è in grado di cambiare le proprietà meccaniche dei materiali, quali potrebbero essere esempi in questo campo?

Infine vorrei sapere se, grazie alla nanotecnologia, in un futuro potremo pensare di sinettizzare combustibili liquidi alternativi agli idrocarburi, che magari possano fornirci energia senza dare problemi di inquinamento.

GIACOMO

Quali sono i costi delle nanotecnologie in campo medico? Per esempio, nella cura dei tumori?

In un futuro prossimo, si potranno usare dei nanofiltri per la depurazione delle acque?

GIOVANNI

Sono importanti i materiali tecnologici per costruire telescopi e per creare CCD che permettono di ottenere immagini sempre più nitide e precise, nonostante la distorsione causata dall'atmosfera?

GIANLUCA

Per le applicazioni delle nanotecnologie nei materiali, ad esempio in campo nanochirurgico, i nanorobot, o i “sommergibili” miniaturizzati, sono difficili da costruire? Quanto tempo ci vuole per costruirne uno?

EMANUELE

Qual è l'elemento più utilizzato, attualmente, in campo nanotecnologico?

MARKO

Si possono modificare i materiali utilizzando la nanotecnologia o ci sono alcuni che non presentano effetti dopo la modifica?

MARZIO

Quanto tempo è necessario per produrre su larga scala i telefoni flessibili? Con che materiali? E quanto costerebbero?

GABRIELE

Quando potrà essere distribuito un computer a livello microscopico con le prestazioni ancora migliori di quelle che esistono tutt'oggi?

Si riuscirà mai a costruire dei cellulari trasparenti e flessibili grazie alla nanotecnologia?

GABRIELE

Poco tempo fa mi è giunta voce che stanno mettendo in commercio una scheda SD da un terabyte, per produrre questa scheda si usano le nanotecnologie?

ALEX

Si potrebbero produrre dei filtri nanotecnologici in modo da desalinizzare l'acqua di mare a basse temperature?

Si potrebbe produrre un “guanto nanotecnologico” con un piccolo schermo LCD, impiegato sia come cellulare che come fotocamera per l'acquisizione delle immagini?

ALBERTO

In futuro i “nanomotori” per cosa potranno essere utilizzati?

Ho visto in un video su YouTube che si parlava di una nuova generazione di batterie che sfruttano le cariche elettriche capacitive che si creano fra due lastre di metallo o altre materiali conduttori, in grado di ricaricarsi in pochi secondi perchè non vengono coinvolte nel processo reazioni chimiche. Quando entreranno in commercio queste batterie di nuova generazione?

DIEGO

Eè possibile produrre dei nanochip da innestare nel corpo umano?

MATTIA

Le nanotecnologie hanno applicazioni in natura, in particolare per la protezione delle specie animali in via di estinzione?

DANIELE

Le nanotecnologie ci aiuteranno ad esplorare lo spazio e a popolare altri pianeti?

Esistono già dei modelli di tute spaziali innovative prodotte sfruttando le nanotecnologie?

Esistono già dei materiali isolanti termici in grado di isolare completamente un ambiente dall'esterno?

Una "linea del tempo" sui modelli atomici

Una linea del tempo sulla storia dei modelli atomici

Quanto è piccolo un atomo?

Esperimenti sul fumo

FILMATI CON ESPERIMENTI SUL FUMO DI SIGARETTA

 https://www.youtube.com/watch?v=-DbFBu_I_lA&list=PL3AC0FB0C9A2CC608

https://www.youtube.com/watch?v=ufsvQlhaleA

https://www.youtube.com/watch?v=6r2vgxnC3D4

https://www.youtube.com/watch?v=lWAmPGLC1tM

LA DIFFUSIONE DEI GAS

https://www.youtube.com/watch?v=Tj0VugcUQHo

TED: Justin Hall parla degli sviluppi futuri della nanotecnologia

Photo cube

Photo Cube

Le foto sulle facce di questo cubo sono relative al primo esperimento eseguito dagli studenti greci nell'ambito del progetto eTwinning, a cui partecipa la classe 1AIT dell'SIs di Gorizia. Il progetto consiste nella condivisione di una serie di esperimenti sulla materia e l'energia. Partecipano al progetto 4 nazioni: Belgio, Grecia, Spagna e Italia. L'esperimento riprodotto sul cubo ha lo scopo di tarare e graduare un termometro, secondo la scala Celsius.

Mano in flexinol

Una mano capace di muoversi grazie ad alcuni fili di una particolare lega: il flexinol. Questo materiale è una lega di Nichel e Titanio che quando viene attraversato da corrente o semplicemente riscaldato, riduce la sua lunghezza ed è in grado di spostare o sollevare un oggetto in modo completamente silenzioso. Le applicazioni spaziano dalla robotica alla chirurgia, dalla automazione industriale agli impieghi militari. Questi fili di piccolo diametro si contraggono come i muscoli quando ricevono un impulso elettrico.

La qualità dell'aria negli ambienti confinati

Con il presente elaborato mi sono proposta di ripercorrere i progressi fatti dalla scienza, negli ultimi trenta - quarant’anni, nel campo del monitoraggio degli inquinanti degli ambienti confinati e delle patologie da essi causate. Tali progressi sono sottolineati dalle norme tecniche, dalle linee guida e dalle normative dei differenti paesi, dagli Stati Uniti all’Europa, che hanno seguito le varie ricerche e continuano a testimoniare una sempre maggiore presa di coscienza sui fattori di rischio, chimico, fisico e biologico, per la salute umana.

Ho dedicato una particolare attenzione agli inquinanti chimici negli ambienti lavorativi, in quanto causa di numerose malattie, anche mortali: proprio per le scoperte scientifiche fatte in questo campo, i vari governi sono potuti intervenire con un’apposita e sempre più mirata legislazione per la tutela della salute dei cittadini.

Eugenia Accusani

Link al documento

Wurth: nanotrattamento idrorepellente per parabrezza

Rain off: prodotto super idrorepellente

La legge di Lavoisier

Ultra ever dry: nanotechnology applications

Nanotechnology applications

Ultra-Ever Dry is a superhydrophobic (water) and oleophobic (hydrocarbons) coating that will completely repel almost any liquid. Ultra-Ever Dry uses proprietary nanotechnology to coat an object and create a barrier of air on its surface. This barrier repels water, oil and other liquids unlike any coating seen before. The other breakthrough associated with Ultra-Ever Dry is the superior coating adherence and abrasion resistance allowing it to be used in all kinds of applications!

Ultra-Ever Dry è un rivestimento superidrofobico (anti acqua) e oleofobico (anti idrocarburi) che può respingere completamente quasi ogni liquido. Ultra-Ever Dry utilizza delle proprietà nanotecnologiche per coprire un oggetto e crea una barriera all'aria sulla sua superficie. Questa barriera respinge l'acqua, l'olio e altri liquidi come nessun altro rivestimento precedente. Un altro passo in avanti associato all'Ultra-Ever Dry è il livello superiore di aderenza e la resistenza all'abrasione che permettono di utilizzarlo in tutti i tipi di applicazioni!


Ultra-Ever Dry site