Innovazione e progresso: lo studio dei materiali rivoluziona le nostre vite - Elena Cannuccia Inaugurazione a.a. 2017/2018 - Macroarea di Scienze

Innovazione e progresso:
lo studio dei materiali rivoluziona le
              nostre vite

         Elena Cannuccia
  Inaugurazione a.a. 2017/2018

Materiali in Evoluzione

età della pietra                   età del bronzo

                   età del ferro

Materiali in Evoluzione

                      elastico, resistente e leggero

Epoca Vittoriana:
'età dell'acciaio'.
                                  età del silicio

Materiali e stili di vita
 Acciaio + vetro =           Le plastiche
                                            Teon
      grattacieli

                          Brevettato nel
                              1976

Hearst Tower, Manhattan

                                               Mobili anni ‘60

Materiali e stili di vita
Polimeri nelle arti visive

                             Leghe di Alluminio e
                             Nickel nei motori a
                                   reazione

    Brevettato nel 1869

Materiali nella medicina
              protesi umane
             (titanio e ceramica)

           Lenti a contatto
          (polimeri)

           Stent coronarico
           (metallo)

Materiali per produrre energia

                                    pannelli solari

                            e nel rispetto dell’ambiente

Sacchetti in bioplastica:
farina o amido di mais,
grano o altri cereali
                                           Piatti in #bra di bamboo

In Stuff Matters M. explores the materials he encounters in a typical morning, from the steel in
his razor to the foam in his sneakers. Full of enthralling tales of the miracles of engineering that
         permeates our lives, Stuff Matters will make you see stuff in a whole new way.

I metalli possono cambiare forma, perché?

dalla malachite   3300-2300 a.c.
                    Età del rame

Le leghe metalliche invece sono più dure, perché?
      dall’età del Rame al Bronzo (lega di Rame + Stagno + Arsenico)

                                          “Alloy design is the art
                                          to prevent dislocations”

                                      Leghe di Oro con Ni, Pd, Cu, Ag, Mn, Zn.

     età del ferro            Fe + Carbone = Acciaio

Ancora sulle leghe (Cr+Fe+C) ma per altri scopi

         Ossido di Cromo         Acciaio inossidabile

                                    Insapore!!!

Le proprietà dei materiali dipendono dalla loro
            struttura microscopica

    Km    m         cm            mm                µm                    nm

              Leggi della Meccanica Quantistica per capire :

                    Perché alcuni materiali durano di più o alcuni ingialliscono

                     Perché alcuni si sbriciolano

                    Perché alcuni vetri sono antiproiettile e perché un bicchiere
                    si frantuma

                    Perché il vetro è trasparente

                   ……

5th Solvay International Conference on Electrons and Photons

     1927
                    W.L. Bragg   P.A.M. Dirac   L. de Broglie

Paul Dirac (1933)
                                 Equazione relativistica delle onde, che
                        [...]    tiene conto della relatività ristretta nel
                                 contesto della Meccanica Quantistica.

        Colore giallo dell’oro

                                           Stato liquido del mercurio

William Lawrence Bragg (1915)
                                      Leggi della
                                cristallografia raggi X

                                 Proteina
          Cristallo 3D

Louis de Broglie (1929)
                             […] my essential idea was to
                             extend to all particles the
                             coexistence of waves and
                             particles discovered by Einstein in
                             1905 in the case of light and
                             photons

  Fascio di elettroni che scansiona la
  super#cie

                                                            2D STM image of Si(111)
                                                            7×7 Reconstruction

Crescita epitassiale da fasci molecolari (MBE)

Controllo dello spessore dei materiali dell'ordine del singolo strato atomico

Esempio di deposizione, migrazione e crescita di strati di materiali
diversi

                                 Nature 499, 419–425 (25 July 2013)

Gli scienziati diventano artisti, grazie a 'NanoArt'
                                    Louise Hughes, who works as
                                    biological electron microscopist
                                    at Oxford, added colors and
                                    lighting effects digitally to this
                                    image of a dehydrated “true bug
                                    specimen.”Courtesy of Louise
                                    Hughes

       Each image from Hart’s
       "Nanobama" pattern is
       comprised of 150 million
       carbon nanotubes. He
       released the images
       before the 2008 election
       with the tagline “Vote for
       Science.”

       Credit: Courtesy of John
       Hart

Microscopio STM
(scanning tunneling microscopy)
Premio Nobel per la Fisica nel 1986 a Binning Roherer IBM Zurigo

                                    -

                                           AFM

Da Solvay a Trento: un remake al femminile

Buon lavoro a tutti!!!