Negli ultimi anni una piccola parola con un grande potenziale si è insinuata nella nostra vita. Questa parola è “nano”. Il prefisso nano- indica una grandezza matematica pari a 10-9, circa 1/80.000 del diametro di un capello umano. La dimensione nano viene considerata una dimensione “magica” poiché è il punto di incontro tra le dimensioni degli atomi isolati e dei materiali bulk. Accade quindi spesso che nei materiali nanometrici vengano sconvolte le leggi normalmente valide nella materia macrometrica. A questa scala le proprietà fisico-chimiche esibite dai materiali possono quindi risultare sorprendentemente diverse da quelle possedute a scala più grande. Le proprietà elettroniche, magnetiche, ottiche, chimiche e termiche dei materiali cambiano nel momento in cui si passa dalla scala macroscopica alla scala atomica o molecolare. Un esempio è fornito dall’oro che, in forma massiva, appare di colore giallo mentre nel momento in cui si sintetizza sotto forma di aggregati di nanoparticelle e viene posto in soluzione, cambia colore a seconda della loro dimensione e forma. Ma cosa determina il cambiamento di colore nell’oro? Con il termine nanotecnologia si fa riferimento ad un insieme di tecnologie, tecniche e processi che richiedono un approccio multidisciplinare, piuttosto che ad una specifica area scientifica o dell’ingegneria. I campi di applicazione sono potenzialmente illimitati e tutti i settori produttivi più importanti ne saranno influenzati in maniera significativa. Le nanotecnologie oggi rappresentano un campo in fortissima espansione sul quale stanno lavorando i migliori gruppi di ricercatori di tutto il pianeta. Finanziamenti pubblici e privati per ricerche nell’ambito delle nanotecnologie sono infatti in continua crescita e si prospetta che la loro ricaduta sul mercato mondiale possa portare i prodotti nanostrutturati a raggiungere un giro d’affari stimato intorno ai 600 miliardi di Euro entro il 2015 e alla creazione di oltre due milioni di nuovi posti di lavoro. Le nanotecnologie rappresentano un salto innovativo radicale che, a detta di molti analisti, produrrà una nuova rivoluzione industriale paragonabile, se non di portata superiore, a quella generata dall’introduzione nel mercato dei semiconduttori nei primi anni ‘80. Ad oggi sono già stati commercializzati vari prodotti basati sulle nanotecnologie, di cui poi vedremo qualche esempio e si stima che questi prodotti rappresentino attualmente un mercato di circa 2.5 miliardi di euro.

NANOSCIENZE E NANOTECNOLOGIE

CASSANI, MARIA CRISTINA
2011

Abstract

Negli ultimi anni una piccola parola con un grande potenziale si è insinuata nella nostra vita. Questa parola è “nano”. Il prefisso nano- indica una grandezza matematica pari a 10-9, circa 1/80.000 del diametro di un capello umano. La dimensione nano viene considerata una dimensione “magica” poiché è il punto di incontro tra le dimensioni degli atomi isolati e dei materiali bulk. Accade quindi spesso che nei materiali nanometrici vengano sconvolte le leggi normalmente valide nella materia macrometrica. A questa scala le proprietà fisico-chimiche esibite dai materiali possono quindi risultare sorprendentemente diverse da quelle possedute a scala più grande. Le proprietà elettroniche, magnetiche, ottiche, chimiche e termiche dei materiali cambiano nel momento in cui si passa dalla scala macroscopica alla scala atomica o molecolare. Un esempio è fornito dall’oro che, in forma massiva, appare di colore giallo mentre nel momento in cui si sintetizza sotto forma di aggregati di nanoparticelle e viene posto in soluzione, cambia colore a seconda della loro dimensione e forma. Ma cosa determina il cambiamento di colore nell’oro? Con il termine nanotecnologia si fa riferimento ad un insieme di tecnologie, tecniche e processi che richiedono un approccio multidisciplinare, piuttosto che ad una specifica area scientifica o dell’ingegneria. I campi di applicazione sono potenzialmente illimitati e tutti i settori produttivi più importanti ne saranno influenzati in maniera significativa. Le nanotecnologie oggi rappresentano un campo in fortissima espansione sul quale stanno lavorando i migliori gruppi di ricercatori di tutto il pianeta. Finanziamenti pubblici e privati per ricerche nell’ambito delle nanotecnologie sono infatti in continua crescita e si prospetta che la loro ricaduta sul mercato mondiale possa portare i prodotti nanostrutturati a raggiungere un giro d’affari stimato intorno ai 600 miliardi di Euro entro il 2015 e alla creazione di oltre due milioni di nuovi posti di lavoro. Le nanotecnologie rappresentano un salto innovativo radicale che, a detta di molti analisti, produrrà una nuova rivoluzione industriale paragonabile, se non di portata superiore, a quella generata dall’introduzione nel mercato dei semiconduttori nei primi anni ‘80. Ad oggi sono già stati commercializzati vari prodotti basati sulle nanotecnologie, di cui poi vedremo qualche esempio e si stima che questi prodotti rappresentino attualmente un mercato di circa 2.5 miliardi di euro.
Nanoforum 2011, micro and nanotechnologies: where research meets business
40
40
M.C. Cassani
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