Nanometalli 'liquidi' per i chip del futuro. Scoperto un materiale liquido e solido allo stesso tempo.

Un sottilissimo strato liquido di atomi di argento avvolge una struttura cristallina (fonte: Yan Liang/Mit)

Fonte: ANSA Scienze

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Materiali all'apparenza liquidi, che si comportano come gocce d'acqua mentre conservano al loro interno una struttura rigida e cristallina: è la nuova stranezza scoperta nel bizzarro mondo delle nanotecnologie e che potrebbe portare in futuro a circuiti elettronici ancora più miniaturizzati. A scoprire il fenomeno dei 'liquidi-solidi', descritto sulla rivista Nature Materials, è il gruppo dell'Istituto di Tecnologia del Massachusetts (Mit) guidato da Ju Li.

Gocce d'argento
Tutto è cominciato analizzando il comportamento di piccolissime gocce di argento dal diametro di 10 milionesimi di metro (nanometri), meno di un miliardesimo dello spessore di un capello. Queste nanoparticelle hanno l'aspetto di liquidi eppure in realtà sono dei perfetti cristalli. Hanno cioè una rigida struttura che mantiene insieme gli atomi di argento. La loro apparente 'liquidità' sarebbe dovuta a un sottilissimo strato 'molle', dello spessore di appena 1 o 2 atomi, che cela un nucleo solido. "La parte interna - ha spiegato Li - è cristallina e gli atomi in grado di muoversi sono solamente quelli dello strato superficiale. Ovunque, a eccezione della superficie, è un cristallo". L'esistenza di questo duplice 'stato', liquido e solido, non era mai stata osservata finora e potrebbe essere presente in molti altri nanomateriali, non solo nelle gocce d'argento.

EAR-IT: Usare il suono per una nuova percezione del mondo.

Fonte: Cordis 

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Avete mai pensato di usare l'acustica per raccogliere dati? Il progetto EAR-IT ha considerato questa possibilità sviluppando varie applicazioni pioneristiche che influenzeranno la nostra vita quotidiana. Monitorare la densità del traffico nelle città e il risparmio energetico nelle case, per esempio, potrebbe permettere lo sviluppo di città ed edifici intelligenti.
Il progetto EAR-IT ha utilizzato la tecnologia dell'acustica intelligente sviluppata nei laboratori, adattandola agli ambienti della vita reale. Il progetto, che coinvolge sia istituti di ricerca che consulenti di mercato , si è concentrato su applicazioni sia negli ambienti esterni che in quelli interni: monitoraggio del flusso del traffico e consumo energetico nei luoghi chiusi sulla base del numero di persone che si trovano in una stanza.

Per un traffico urbano più scorrevole, fluido e sicuro

Nell'ambito dell'iniziativa FIRE (un concetto dell'UE per l'internet del futuro ), la città di Santander in Spagna si è trasformata in un'enorme struttura di ricerca sperimentale, SmartSantander . Si tratta del banco di prova per le applicazioni esterne di EAR-IT: il monitoraggio del flusso del traffico presso uno svincolo vicino all'ospedale cittadino e l'analisi della densità del traffico in due strade della città.

Il coordinatore del progetto, il prof. Pedro Maló spiega: "Questo svincolo complicato è stato lo scenario di non pochi incidenti stradali. Il traffico confluisce da varie direzioni e i veicoli di emergenza cercano di passare. EAR-IT ha messo in funzione sensori che "sentono" le sirene e poi attivano altri sensori per seguire il veicolo. Questi dati vengono poi usati per cambiare i semafori e dare la precedenza alle ambulanze".

I sensori possono aiutare le persone ad arrivare in ospedale in modo più sicuro e più veloce, ma possono anche inviare un messaggio a un'applicazione per smartphone per avvisare se c'è un concerto nelle vicinanze o un evento in strada che potrebbe interessare agli utenti. Una volta installato il sensore, i dati che raccoglie possono essere usati per un'ampia gamma di applicazioni.

Il progetto ha anche testato l'abilità dei sensori di contare le auto presenti sulla strada. Per controllare che i dati raccolti fossero precisi, EAR-IT ha usato due strade provviste di sensori a induzione elettromagnetica sotto l'asfalto.

"Mi sono sentito sollevato e felice quando - dopo un anno di lavoro per adattare la tecnologia all'ambiente cittadino - abbiamo scoperto che i sensori acustici e di pressione fornivano lo stesso messaggio", dice il prof. Maló. Mentre i sensori stradali possono solo contare le auto, i sensori acustici hanno un'ampia gamma di applicazioni.

La conferma che i sensori riescono a identificare il numero di auto che passano, anche quando si tratta di grandi gruppi, significa che non solo l'attrezzatura può essere usata per controllare i punti in cui la densità del traffico è maggiore, ma anche, per esempio, in associazione ai rilevatori di inquinamento. Essa potrebbe quindi rappresentare uno strumento fondamentale nell'impegno dell'UE di migliorare la qualità dell'aria nelle aree urbane.

In particolare, EAR-IT sta approfittando della straordinaria infrastruttura di sperimentazione che è SmartSantander e ha dislocato 12 000 dispositivi in tutta la città, i quali funzionano a batteria e sono per lo più istallati su pali della luce per assicurare la sostenibilità energetica. Le piccole batterie si ricaricano durante la notte con lo scorrere dell'elettricità e hanno quindi bisogno di una minima manutenzione.

Case sicure ed efficienti dal punto di vista energetico - un'idea che suona bene

EAR-IT ha anche lavorato all'utilizzo dei dati acustici per risparmiare energia nelle abitazioni, impiegandoli per valutare cosa succede nelle stanze e quante persone vi si trovano. "Si possono far aprire le finestre, chiudere le tende e accendere o spegnere le luci o il riscaldamento automaticamente", spiega il prof. Maló, aggiungendo che gli utenti possono scegliere le impostazioni che preferiscono.

Un'applicazione molto importante - alla luce dell'invecchiamento della popolazione europea - sarebbe l'uso di sensori acustici per assicurarsi che una persona sia al sicuro quando si trova in casa. Potrebbero trasmettere un messaggio di emergenza se qualcuno cade, per esempio, informando gli operatori sanitari e la famiglia che devono intervenire.

Senza dimenticare la privacy

Con tutti i vantaggi che la tecnologia può offrire, il progetto è comunque consapevole della necessità di garantire la privacy a tutti. Ha creato uno strumento per gli sviluppatori che desiderano usare i sensori acustici, disponibile sul sito web del progetto. Lo strumento analizza la situazione avvertendoli di possibili problemi legali e proponendo soluzioni per assicurare che la nostra vita privata rimanga tale.

Il progetto ha coinvolto sei partner europei e una PMI cinese. Sostenuto con 1,45 milioni di euro di finanziamenti, attraverso il tema dedicato alla TIC del 7° Programma quadro dell'UE, il progetto biennale si è concluso a settembre 2014 e sarà completato entro la fine dell'anno.

Collegamento al sito web del progetto
Collegamento a video correlato

Progettare le soluzioni elettroniche flessibili e intelligenti del futuro.

Fonte: Cordis 

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Il progetto FLEXIBILIS finanziato dall'UE sta sviluppando materiali a basso costo per aiutare le aziende europee a commercializzare applicazioni elettroniche flessibili.

Schermi flessibili per dispositivi mobili, bende terapeutiche intelligenti per monitorare la guarigione di ferite, e dispositivi elettronici indossabili per migliorare le prestazioni atletiche sono tutte applicazioni basate sui diodi organici a emissione di luce (OLED) e sui sistemi fotovoltaici organici (OPV). Questo significa che esse dipendono fortemente dall'uso dell'ossido di indio e stagno (ITO) per la produzione dei loro film conduttori trasparenti, un vincolo costoso che rappresenta un ostacolo alla commercializzazione diffusa dei dispositivi elettronici flessibili.

Per questo motivo, il progetto paneuropeo FLEXIBILIS, avviato nel 2013, mira a sviluppare tecnologie e materiali alternativi per riuscire a produrre applicazioni elettroniche stampate a basso costo, sostenibili e flessibili. L'iniziativa ha già dimostrato alcuni risultati promettenti nel rimpiazzare l'ITO. Il Centro per l'innovazione di processo (CPI), che sta guidando questo progetto, ha recentemente prodotto ciò che chiama dimostratori di illuminazione OLED privi di difetti con aree emissive superiori a 250cm2.

Il passo successivo sarà quello di perfezionare e applicare questi risultati a dispositivi dimostrativi reali. Infine, il progetto cercherà di produrre questi materiali su una scala in grado di sostenere la crescita del mercato.

Le opportunità di mercato per i componenti elettronici flessibili, che possono essere piegati e persino accartocciati, sono enormi. La tecnologia permette di produrre circuiti e dispositivi elettronici usando dei processi di stampa relativamente economici su qualsiasi superficie, sia rigida che flessibile, e su grandi aree. Questo permette ai progettisti di integrare tecnologia e funzionalità nei loro prodotti, creando l'opportunità per nuovi componenti innovativi che sono wireless, interattivi, più sottili e leggeri.

Una benda intelligente con componenti elettronici integrati, ad esempio, può essere indossata come se fosse una benda normale. Questa tecnologia può essere anche usata per installare un sistema di illuminazione efficiente su una grande area, sviluppare celle solari a basso costo oltre a batterie flessibili e rispettose dell'ambiente.

Il progetto FLEXIBILIS mira a inserirsi proprio in questo tipo di applicazioni promettenti. Si prevede che il valore del mercato globale dei componenti elettronici flessibili, conosciuti anche come elettronica organica e macroelettronica (OLAE), aumenti da poco oltre 1 miliardo di euro oggi a oltre 200 miliardi di euro entro il 2027. Risulta quindi di vitale importanza che l'Europa assuma il comando nello sviluppo di nuove applicazioni. Un obbiettivo chiave del programma FLEXIBILIS è perciò quello di migliorare la catena distributiva, per garantire che nuovi prodotti possano essere portati sul mercato nel modo più efficiente possibile.

FLEXIBILIS è il risultato di un invito transnazionale OLAE+ per la ricerca collaborativa e le proposte di sviluppo nell'ambito dello schema ERA-NET Plus della Commissione europea. L'obbiettivo del programma OLAE + è quello di attrarre, qualificare e sostenere proposte per sviluppare e stimolare le relazioni tra tecnologia e aziende all'interno del mercato europeo dell'elettronica, creare la catena distributiva e rimuovere le barriere che ostacolano l'industrializzazione.

L'Europa è già in vantaggio nello sviluppo della tecnologia dei componenti elettronici flessibili e possiede anche una vivace catena distributiva in crescita che deve essere sostenuta e rafforzata. Il progetto FLEXIBILIS lavorerà per garantire che questo obbiettivo venga raggiunto.

Per ulteriori informazioni, visitare:
http://www.uk-cpi.com 

Acquisire informazioni sui colori superando la nostra capacità visiva di 12 volte!

Credits immagine: jakerome/Flickr CC

Fonte: Galileonet.it

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Nel prossimo futuro il miglioramento delle immagini, allargando lo spettro acquisibile, potrebbe offrire numerosi vantaggi in molti settori come quello medico, industriale o militare. Anche grazie a un nuovo sistema capace di acquisire informazioni sui colori superando la nostra capacità visiva di 12 volte, progettato dai ricercatori della University of Granada guidati da Miguel Martinez.
I dispositivi che utilizziamo solitamente, come fotocamere digitali, cellulari, e webcam, per catturare i colori hanno dei sensori di immagine in bianco e nero coperti da filtri colorati, come ad esempio il più comune sistema Rgb, che utilizza i filtri rosso, verde e blu. Per ottenere l’informazione del colore di ogni pixel è necessario un algoritmo che combini insieme i dati acquisiti da ciascun filtro.
Per progettare il nuovo sistema, presentato sulle pagine di Applied Optics, gli scienziati hanno utilizzato un nuovo tipo di sensore al silicio sviluppato al Politecnico di Milano, combinandolo con una matrice di filtri multispettrali (invece dei 3 dell'Rgb). “Ciascun fotone, in base alla lunghezza d’onda, ovvero al suo colore, attraversa le superfici ad una certa profondità. In questo modo, attraverso la loro raccolta a vari livelli sulla superficie di silice di cui sono fatti i sensori, i diversi colori possono essere separati senza la necessità di filtri”, ha spiegato Martinez.
Questi nuovi dispositivi, chiamati Transfers Field Detectors (Tfd), “sono in grado di estrarre informazioni cromatiche complete in ogni pixel dell’immagine senza la necessità di applicare filtri a colori su di essi”, continua Martinez, contando su un totale di 36 canali di colori e migliorando così di 12 volte le informazioni sui colori acquisibili dall'occhio umano e dalle fotocamere tradizionali.
Riferimenti: Applied Optics http://dx.doi.org/10.1364/AO.53.000C14

Ecco il robot-serpente che scala le dune di sabbia. Passo verso robot terrestri adatti ad ogni terreno.

Il robot-serpente messo a punto dagli ingegneri della Carnegie Mellon University (fonte: Nico Zevallos e Chaohui Gong)

Fonte: ANSA Scienze

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E' stato messo a punto un nuovo robot-serpente in grado di scalare le dune di sabbia con movimenti obliqui simili a quelli del serpente a sonagli.
Capace di muoversi sui terreni più difficili, potrebbe essere usato per operare tra le macerie di un edifico o di una centrale nucleare, così come in una spedizione archeologica nel deserto o una missione esplorativa su un pianeta alieno. Lo hanno messo a punto gli ingegneri di tre università statunitensi (Georgia Institute of Technology, Carnegie Mellon University e Oregon State University) in stretta collaborazione con i biologi dello zoo di Atlanta. I risultati dello studio sono pubblicati su Science.
La natura come maestra
''La nostra idea iniziale era quella di usare il robot come modello fisico per capire il movimento dei serpenti'', spiega Daniel Goldman del Georgia Tech. ''Studiando l'animale e il modello fisico insieme - aggiunge - abbiamo scoperto dei principi generali molto importanti che ci hanno permesso non solo di capire il serpente, ma anche di migliorare il robot''.

Un robot allo zoo
Lungo quasi 94 centimetri, questo serpente hi-tech è un robot modulare tenuto insieme da 16 articolazioni, che gli consentono di muoversi in obliquo per scalare terreni sabbiosi sempre più ripidi senza rischiare di rimanere bloccato. Per migliorare le sue performance, gli ingegneri hanno studiato a fondo i movimenti di sei serpenti a sonagli posti all'interno di un recinto presso lo zoo di Atlanta. Per scalare le dune, questi animali si muovono in obliquo sollevando in maniera alternata solo alcuni tratti del corpo e lasciando gli altri a contatto con il suolo, un po' come fa il cingolo di un carro armato. Quando la pendenza aumenta, ecco il loro 'segreto': far aderire al suolo segmenti del corpo sempre più lunghi in modo da ridurre al minimo il rischio di scivolamento.

Da Lhc due nuove particelle: Due mesoni precedentemente mai osservati.

(foto: FABRICE COFFRINI/AFP/Getty Images)

Fonte: Wired.it

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Si tratta di due mesoni precedentemente mai osservati, le cui caratteristiche potrebbero aiutare gli scienziati a studiare la cosiddetta “interazione forte” che tiene uniti i quark.

Dopo il Bosone di Higgs, altre due particelle tutte nuove sono in arrivo dal Cern di Ginevra. Studiando una serie di strani picchi energetici già registrati nel 2006 dall’esperimento BaBar della Stenford University, i ricercatori dell’Lhcb sono riusciti infatti ad identificare DS3*(2860)- e DS1*(2860)-, due mesoni precedentemente sconosciuti, che presentano alcune caratteristiche assolutamente uniche, con cui gli scienziati sperano di studiare alcune delle forze più elementari della materia.
I mesoni sono particelle che contengono due quark, le particelle sub atomiche indivisibili che compongono la materia, e che sono tenute insieme dalla cosiddetta interazione forte, una delle quattro interazioni fondamentali postulate dalla fisica (interazione forte, elettromagnetica, debole e gravitazionale). A rendere importante la nuova scoperta è il fatto che a differenza degli altri mesoni conosciuti, lo spin di DS3*(2860)- (misura che concorre a definire lo stato quantico) permetterebbe di conoscere con precisione le proprietà dei quark che lo costituiscono.
In particolare, spiegano i ricercatori dell’Lhcb, questo rende la nuova particella un candidato perfetto per lo studio dell’interazione forte, perché le sue caratteristiche semplificano notevolmente i calcoli coinvolti. Lo studio è stato svolto inoltre utilizzando una tecnica chiamata Dalitz Plot Analisys, che permette analizzare i picchi energetici registrati da un acceleratore di particelle, separando e visualizzando i diversi percorsi che può prendere una particella mentre decade. È la prima volta che questa tecnica viene utilizzata con successo sui di dati raccolto dall’Lhc, e viste le dimensioni dei set di misurazioni raccolti dall’acceleratore del Cern, i ricercatori si aspettano che la dimostrazione dell’efficacia della Dalitz Plot Analysis apra presto la strada a nuove importanti scoperte.

Primo passo verso i computer 'viventi'. Dopo gli Ogm, le piante sintetiche.

Cellule di foglie di Arabidopsis thaliana (fonte: Fernán Federici and Jim Haseloff , University of Cambridge) 

Fonte: ANSA Scienze

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Dopo gli Ogm, arrivano le piante sintetiche, o meglio 'geneticamente inventate'. A differenza degli organismi geneticamente modificati, le sequenze di Dna innestate in queste piante sono artificiali, ossia progettate e costruite in laboratorio. Sono il primo passo verso i computer viventi o verso i microprocessori fatti di fibre vegetali. Le descrivono sulla rivista  Science June Medford e Ashoka Prasad, dell'università americana del Colorado.

Un gigantesco esperimento
I tentativi in corso da tempo nei laboratori di tutto il mondo cominciano ad avere i primi successi: ''è un gigantesco esperimento, ma credo che per decenni resterà in laboratorio. L'obiettivo in questo momento non è tanto ottenere piante in grado di fare determinate cose, quanto capire come funziona il Dna vegetale'', osserva Roberto Defez, dell'Istituto di Bioscienze e Biorisorse (Ibbr) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr) a Napoli. ''E' come avere di fronte - aggiunge - un televisore complicatissimo e smontarlo per vedere quali pezzi servono a produrre video o suono''. Una volta compresi meglio i segreti del Dna delle piante allora, per Defez, si potrà passare a sviluppare organismi in grado di fare quello che vogliamo. Tuttavia ''la strada è ancora lunga, inoltre, una cosa è produrre queste piante in laboratorio, un'altra è farlo nell'ambiente reale''.

Circuiti genetici
L'approccio riproduce quell'elettronica: si assemblano circuiti genetici, ossia sequenze che governano interi processi metabolici. Ma a differenza dei circuiti elettronici che richiedono connessioni utilizzando dei cavi, le funzioni dei geni richiedono una sorta di passa-parola molecolare. Di conseguenza per governare bene i meccanismi che si vogliono realizzare in modo artificiale, è cruciale conoscere alla perfezione la cascata di eventi generata dai geni o gruppi di geni. Altri metodi consistono nello 'smontare' il Dna, eliminando per esempio i geni che non codificano, e nel rimontarlo; altri ancora innestano nel genoma della pianta gruppi di geni prelevati da batteri. Prima di passare alla realizzazione pratica, tutti questi processi vengono simulati al computer per programmare la risposta desiderata.

Sensori e computer biologici
In questo modo è stato ottenuto, per esempio, tabacco con una proteina che permette alla pianta di percepire alcune sostanze chimiche e di segnalarne la presenza cambiando colore, ossia diventando più chiara grazie a una perdita di clorofilla. Per Pierdomenico Perata, esperto di Fisiologia vegetale e rettore della Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa, l'obiettivo di questi esperimenti è verificare se è possibile riprodurre il concetto di calcolo usando elementi biologici come Dna e proteine allo scopo di ottenere veri e propri 'computer viventi'. Questi organismi, secondo l'esperto, potrebbero essere alla base di una nuova generazione di sensori o, in futuro lontano, per realizzare microprocessori biologici per i computer.