Arduino Due offre prestazioni più elevate, tanto da poter controllare quadricotteri, laser e stampanti 3D.

Fonte: ANSA.it

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Arriva la nuova versione di Arduino, la scheda italiana che ha aperto il mondo della robotica domestica e motore della cosiddetta ''terza rivoluzione industriale''. Rispetto alle versioni precedenti, Arduino Due offre prestazioni più elevate, tanto da poter controllare quadricotteri, laser e stampanti 3D.
"Arduino Due è un passo molto importante per lo sviluppo dell'hardware open-source in Italia – ha spiegato uno degli ideatori della scheda, Massimo Banzi - perchè ci permette di spingere la prototipazione elettronica verso nuove frontiere: mi aspetto di vedere in giro macchine al taglio laser più economiche, stampanti 3D più veloci e strumenti musicali auto-costruiti più performanti con dentro la piccola grande Due”.

Nata nel 2005 all'interno di un istituto di interaction design di Ivrea (Torino), Arduino è stato uno dei primi oggetti fisici (hardware) rilasciato con licenza open source, cioè liberamente modificabile da altri utenti. La sua rapida diffusione ha dato luogo alla nascita di una vasta comunità di utilizzatori, professionisti e non, diffusa in tutto il mondo. Secondo alcuni analisti, la nascita di numerose applicazioni di uso pratico a basso costo, come nel caso delle stampanti 3D fatte 'in casa' o per il sequenziamento 'low cost' del Dna, sta rapidamente modificando le catene di produzione, tanto da immaginare l'arrivo di una terza rivoluzione industriale.

In questo cambiamento in atto, l'italianissima Arduino ha rappresentato un elemento fondamentale e, a poco più di sei anni dalla nascita della prima scheda, gli sviluppatori si sono dichiarati pronti al rilascio della nuova Arduino. Molto piùpotente e veloce delle precedenti, “ora - ha spiegato Banzi - è la comunità che deve spiegarci come può essere utilizzata".

Dal veleno di serpente, una speranza per la ricerca.

Fonte: Euronews

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Il veleno dei serpenti è molto utile sia per la produzione di antidoti che per la ricerca scientifica. Può generare un largo spettro di molecole importanti per il loro impatto su una grande varietà di obbiettivi farmacologici nella cura del sistema nervoso, dei muscoli, dei reni, del cuore e della circolazione sanguigna.
In un'azienda nel sud-est della Francia si usano le teconologie hi-tech per produrre veleno.

Particelle colloidali che si autoassemblano in molecole.

Fonte: LeScienze.it

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Una nuova tecnica permette di costruire strutture complesse che simulano il comportamento di atomi e molecole a partire da particelle colloidali con dimensioni di alcune centinaia di nanometri. Oltre ad aprire le porte alla sintesi di materiali con proprietà sconosciute, questa tecnica rende possibile l'impiego delle particelle come modello per lo studio del comportamento dinamico della materia a scale molto più piccole.
Nuovi tipi di particelle che si autoassemblano in strutture complesse secondo gli stessi schemi con cui gli atomi si uniscono per formare molecole, ma di dimensioni molto maggiori, circa un millesimo dello spessore di un capello umano, sono state ottenute a partire da sospensioni colloidali da un gruppo di ricercatori della New York University, della Harvard University e della Dow Chemical Company, che ne riferiscono in un articolo pubblicato su “Nature”.

I colloidi sono sospensioni omogenee di particelle alle microscale o alle nanoscale in un liquido. Sono di grande interesse scientifico, ma il loro potenziale per la creazione di nuovi materiali è rimasto ampiamente inutilizzato.

In passato infatti gli scienziati sono riusciti a costruire solo strutture rudimentali a partire dai colloidi. Questo perché le particelle colloidali hanno in generale una struttura sferica e aderiscono tra loro in modo uniforme lungo tutte le rispettive superfici, inoltre interagiscono in base a forze non specifiche. Per ovviare a questo inconveniente si è pensato di attaccare molecole di DNA a singolo filamento alle particelle, in modo che interagiscano solo con altre particelle portatrici di filamenti di DNA complementari. Tuttavia il trucco di dotare le particelle di simili “cerotti” (patch) adesivi non ha risolto il problema della direzionalità dei legami, che è necessaria per il controllo dell’auto-assemblaggio delle particelle, così da rendere possibile un aumento della complessità della struttura.

La nuova tecnica consente la creazione di particelle micrometriche che simulano la struttura di molecole. (Cortesia Yufeng Wang e Yu Wang / Nature)

Dato che in chimica la direzionalità delle strutture è legata anche alla valenza degli atomi coinvolti, gli autori dell'articolo hanno pensato di imitare questa proprietà dotando le particelle di un numero maggiore di cerotti secondo diverse simmetrie. "Questo

ci dà una grande flessibilità nella progettazione di strutture tridimensionali", ha spiegato David Pine, uno degli autori dello studio.

Le particelle complesse ottenute con questa tecnica sono piuttosto grandi, da 500 a 900 nanometri di diametro, una caratteristica che permette di osservarle con la microscopia ottica, opportunità non praticabile con gli atomi, e di usarle come modello per il comportamento dinamico della materia a scale molto piccole. Inoltre, dato che la procedura può essere eseguita a partire da colloidi di dimensioni originariamente differenti, è possibile combinare particelle di dimensioni diverse in una molteplicità di configurazioni, lunghezze, spaziature e simmetrie che non si trovano in un sistema naturale. Tutto questo potrà consentire di assemblare materiali dotati di proprietà finora sconosciute.

Un nuovo approccio per conciliare meccanica quantistica e gravità.

Fonte: LeScienze.it

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In un articolo postato su ArXiV, il premio Nobel per la fisica Frank Wilczek propone un nuovo approccio teorico per comprendere il comportamento di una particella quantistica nel campo gravitazionale estremamente intenso di un buco nero. Il modello, sorprendetemente, utilizza un formalismo matematico da corso universitario.

Spesso gli ostacoli difficili da scavalcare possono essere aggirati, anche nella scienza. Pare un po' questo l'approccio adottato dal premio nobel per la fisica Frank Wilczek, del Massachusetts Institute of Technology (MIT), che ha proposto, con un articolo postato su ArXiV, una via per riconciliare meccanica quantistica e teoria della relatività utilizzando strumenti matematici da corso universitario.

Uno dei grandi propositi rimasti incompiuti in fisica è unire meccanica quantistica e teoria della relatività generale di Einstein in un unico quadro coerente. La prima include le leggi che dominano nel mondo subatomico e riguardano molecole, atomi e particelle subatomiche che interagiscono tra loro con la forza elettro-debole e quella forte. La seconda descrive invece come si comportano le masse estremamente grandi sotto l'effetto della gravitazione, quindi a scale dimensionali molto maggiori rispetto a quelle della meccanica quantistica. Quindi i due contesti rimangono separati, nella maggior parte dei casi, ma non in tutti. In vicinanza dei buchi neri, previsti dalla relatività generale, la forza gravitazionale raggiunge valori estremi, tali da rendere estremamente densa la materia.

Come è possibile fornire unna descrizione dei fenomeni microscopici in questa situazione? Una prima via è la gravità quantistica, formalmente molto complessa, e secondo Wilczek non necessaria per capire il comportamento di una particella quantistica nel campo gravitazionale di un buco nero.
Per aggirare le difficoltà, si è pensato di affrontare il problema dal punto di vista topologico, considerando cioè le caratteristiche generali della geometria dello spazio-tempo, che viene, come noto, deformato dall'enorme massa del buco nero. Il cambiamento di geometria che si verifica in vicinanza delle grandi masse è modellizzato in un sistema monodimensionale, in cui una singola particella quantistica si trova a muoversi lungo un cavo, che a un certo punto si biforca. Alla funzione d'onda quantistica della particella vengono poi imposte le condizioni al contorno ai due estremi del cavo.

Questo nuovo modello – ha sottolineato Wilczek, commentando l'articolo su «Nature» - ha in sostanza due grandi pregi: usare una matematica da corsi universitari e riprodurre in modo naturale il passaggio a una topologia diversa. Dove possa portare questo nuovo apparato teorico, ammette lo stesso Wilczek, è presto per dirlo.

Nanomattoni per i materiali del futuro, ottenuti da nano particelle assemblate con il Dna.

Fonte: ANSA.it

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Arrivano i ‘’nanomattoni’’ per i materiali del futuro: sono stati ottenuti trasformando nanoparticelle in veri e propri 'mattoncini' per costruzioni, tenuti uniti fa filamenti di Dna. Il risultato, al quale la rivista Nature dedica la copertina, si deve al gruppo dell’Università di New York coordinato da David Pine. Grazie a questa tecnica è possibile realizzare composti che non esistono in natura e con applicazioni in numerosi campi, dall'ottica alla biologia.

Utilizzando filamenti di Dna i ricercatori sono riusciti a far interagire tra loro nanoparticelle disperse in un liquido, orientandole e controllandone la direzione. In questo modo si è riusciti a controllare i meccanismi per legare piccole particelle come fossero atomi.

La distribuzione delle cariche elettriche permette agli atomi di avere dei ben definiti siti dove legarsi agli altri atomi, mentre nelle nanoparticelle, costituite da più atomi, questo processo avviene in maniera disordinata. Per superare il problema, i ricercatori statunitensi sono riusciti a creare sulle nanoparticelle delle piccole sporgenze 'adesive' grazie all'inserimento di filamenti di Dna. Determinando la combinazione di basi del filamento è infatti possibile far aderire perfettamente due tratti complementari di Dna, facendoli combaciare come i mattoncini per costruzioni.

Lo studio permette così di realizzare e manipolare precise composizioni di particelle in forme che non esistono in natura. In questo modo potrebbe essere possibile realizzare materiali con proprietà ancora sconosciute e con applicazioni in moltissimi campi. I movimenti di queste nanoparticelle risultano inoltre ben visibili al microscopio e possono quindi fornire molte informazioni su quanto avviene normalmente nell'invisibile scala atomica, osserva Chad Mirkin, della Northwestern University, commentando la ricerca nello stesso numero di Nature. La nuova tecnica, aggiunge, è lo strumento che potrebbe permettere un giorno di costruire molecole complesse con la stessa facilità con cui si assembla un semplice oggetto.

Costruita la prima cella solare tutta in carbonio.

Fonte: Gaianews.it

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Il carbonio ha il potenziale per offrire alte prestazioni a basso costo e per questo, i ricercatori americani hanno creato la prima cella solare tutta carbonica come una promettente alternativa per i dispositivi fotovoltaici attuali.
Un team di scienziati dell’Università di Stanford ha costruito la prima cella solare realizzata completamente in carbonio, una promettente alternativa ai materiali costosi utilizzati nei dispositivi fotovoltaici attuali. I risultati sono pubblicati nell’edizione online del 31 ottobre della rivista ACS Nano.
“Il carbonio ha il potenziale per offrire alte prestazioni a basso costo”, ha dichiarato il primo autore Zhenan Bao, professore di ingegneria chimica a Stanford. “Sulla base della nostra migliore conoscenza, questa è la prima dimostrazione di una cella solare funzionante che ha tutti i componenti in carbonio.”
A differenza dei pannelli solari in silicio rigido che adornano molti tetti, il prototipo di pellicola sottile di Stanford è stato costruito dai materiali carbonici che possono essere rivestiti da una soluzione. “Forse in futuro si potrebbe guardare ai mercati alternativi in cui le celle solari flessibili di carbonio coprirebbero la superficie degli edifici, le finestre o i veicoli per generare elettricità”, ha continuato Bao.
“La tecnica di rivestimento ha anche il potenziale per ridurre i costi di produzione”, ha spiegato lo studente laureato di Stanford Michael Vosgueritchian, co-autore dello studio con il ricercatore Marc Ramuz. “Lo sviluppo delle celle solari in base di silicio richiede molti passaggi. Ma il nostro intero dispositivo potrebbe essere costruito utilizzando semplici metodi di rivestimento che non richiedono strumenti costosi e diverse macchine.”
La cella solare sperimentale del gruppo di Bao consiste di uno strato fotoattivo che assorbe la luce solare, inserito tra due elettrodi. In una tipica cella solare a pellicola sottile, gli elettrodi sono costruiti dai metalli conduttivi e dall’ossido misto di indio e stagno (ITO). “I materiali come l’indio sono rari e sempre più costosi a causa della domanda di celle solari, pannelli tattili e di altri dispositivi elettronici nel mercato,” ha affermanto Bao. “Il carbonio, invece, è a basso costo e molto abbondante sulla Terra.”
Per raggiungere i risultati dello studio, Bao e i suoi colleghi hanno sostituito l’argento e l’ITO utilizzando degli elettrodi convenzionali con grafene – i fogli di carbonio che sono un atomo sottile di nanotubi di carbonio che sono 10.000 volte più stretti di un capello umano. “I nanotubi di carbonio hanno una straordinaria conducibilità elettrica e la proprietà dell’assorbimento di luce”, ha dichiarato Bao.
Per lo strato attivo, gli scienziati hanno utilizzato il materiale creato dai nanotubi di carbonio e dai buckminsterfullereni” – gli atomi di carbonio che si dispongono ai vertici di un particolare poliedro semiregolare. Il team di ricerca ha recentemente registrato un brevetto per il dispositivo completo.
Uno svantaggio del prototipo tutto carbonico è che assorbe principalmente nella lunghezza d’onda del vicino infrarosso, contribuendo ad una efficienza di laboratorio di meno dell’1 percento – molto più bassa di quella delle celle solari disponibili in commercio.
Il team di Stanford sta esaminando una varietà di metodi per migliorare l’efficienza. “Dobbiamo capire come rendere ogni strato molto liscio impilando i nanomateriali al meglio,” ha affermato il ricercatore.
I ricercatori stanno anche sperimentando nanomateriali di carbonio in grado di assorbire una maggiore luce in un range più vasto di lunghezze d’onda compreso lo spettro visibile. “I materiali in carbonio sono molto robusti,” ha aggiunto Bao.
“Tali materiali rimangono stabili alle temperature dell’aria di quasi 1.100 gradi Fahrenheit. Siamo convinti che tutte le celle solari di carbonio potrebbero essere utilizzati negli ambienti estremi, ad esempio ad alta temperatura o ad alto stress fisico. Ma ovviamente noi vogliamo la massima efficienza possibile e stiamo lavorando su come migliorare il nostro dispositivo,” ha concluso Vosgueritchian.

Progettato nuovo impianto per produrre carburante dai rifiuti dei mercati di frutta e verdura.

Fonte: Sci-X

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I rifiuti dei mercati all'ingrosso possono essere utilizzati per l'energia: i ricercatori del Fraunhofer Institut, in collaborazione con partner industriali, hanno realizzato, all’interno del progetto congiunto EtaMax, un impianto dimostrativo, con cui verdura e frutta di scarto vengono fatte fermentare. Il biogas viene purificato e la quota di metano cresce. E’ vero e proprio carburante per le auto.

Dalla fermentazione di questi rifiuti organici si forma del biogas, una miscela costituita principalmente da metano e biossido di carbonio. L'impianto pilota è stato posizionato direttamente vicino al mercato all'ingrosso di frutta e verdura di Stoccarda, sul terreno della centrale termoelettrica EnBW.

Fino ad ora, il biogas è in gran parte trasformato per lo più mediante la produzione combinata di calore ed energia in un impianto di cogenerazione. Lì, oltre all’energia elettrica, si genera calore, ma questo, spesso, va in gran parte sprecato. "Il nostro approccio è quello di generare la massima quantità possibile di biogas dai rifiuti e poi di prepararlo per diventare combustibile per autotrazione”, spiega la dr.ssa. -Ing. Ursula Schließmann, direttore di Dipartimento del Fraunhofer IGB. I ricercatori si stanno concentrando sui rifiuti acquosi con poco contenuto legnoso. "Questi rifiuti possono essere fermentati in modo ottimale, in modo da conseguire un rendimento elevato", afferma ancora Schließmann.

Una sfida nel progetto: i rifiuti dei mercati all'ingrosso hanno ogni giorno un mix diverso: talvolta ci sono più vegetali, talvolta più frutta, non tutti i vegetali, né tutti i frutti sono uguali. Gli agrumi, per esempio, contengono molto acido, che influenza l'equilibrio acido o il pH. I microrganismi che trasformano i rifiuti organici in biogas hanno bisogno di condizioni ambientali costanti. Per mantenere costante l’equilibrio acido, i ricercatori del Fraunhofer hanno sviluppato un “Impianto Multi-subtrato”, flessibile, in cui i microrganismi decompongono fino al 90 per cento dei rifiuti e producono in solo pochi giorni il biogas desiderato. "Noi immagazziniamo gli scarti del mercato in contenitori diversi. Qui, automaticamente, vengono determinati alcuni parametri dei rifiuti, ad esempio il valore del pH. Un sistema di gestione appositamente sviluppato calcola quanti litri di rifiuti misti devono essere presi dai contenitori e quale quantità di micro-organismi deve essere aggiunta”, spiega Schließmann.

Nell’impianto EtaMax, il biossido di carbonio viene separato dal biogas e la concentrazione di metano aumenta ad una percentuale dell’80-95% in volume. Il biogas preparato viene compresso ad alta pressione e stoccato in un serbatoio. Questa parte del sistema è stata progettata dalla RBS Wawe.

Nell’impianto dimostrativo di Stoccarda potranno essere fatte fermentare circa 160 tonnellate di rifiuti di frutta e vegetali del mercato. A seconda dei tipi di rifiuti, è prevista una generazione di circa 20-25 metri cubi di biogas al giorno, che, dopo la purificazione, daranno una resa di circa 15 kg di metano al giorno.

Testo originario integrale:

http://www.igb.fraunhofer.de/de/presse-medien/presseinformationen/2012/etamax-kraftstoff-aus-marktabfaellen.html