Scienza e Tecnologia

I LABORATORI DELLA MENTE

Riccardo Capolla, Matteo Doria, Enrico Favaro, Giulio Giarrizzo, Marta Nazzari e Lucia Trevisan, dell’attuale classe VF (Sperimentazione Parziale di Scienze Naturali) del Liceo Scientifico Giordano Bruno nell’ a. s. 2010-11 hanno preso parte al Piano Nazionale Lauree Scientifiche per la sezione Scienza dei Materiali.

L’iniziativa, tutt’ora in atto nel nostro Liceo, mette la didattica per competenze, in questo caso l’integrazione delle scienze attraverso la pratica laboratoriale, al centro della sperimentazione  nell’ambito della ricerca di fonti di energia rinnovabile.

L’adesione al progetto, fortemente voluta dal Dirigente Scolastico Dott.Paola Franzoso,  è  coordinata dal professor Francesco Minosso, docente di matematica e fisica presso il nostro istituto.

Il MIUR ha pubblicato un interessante contributo, relativo ai lavori svolti lo scorso a. s., all’interno del quale di cui segnaliamo:

  • Marta Nazzari e Enrico Favaro, CELLA di GRAETZEL. DSSC-DYE-SENSITIZED SOLAR CELL
  • Giulio Giarrizzo e Matteo Doria, NANOPARTICELLE D’ARGENTO: COSA,COME E PERCHE’
  • Riccardo Capolla e Lucia Trevisan, NANOTECNOLOGIE E ARGENTO: IMPLICAZIONI TEORICHE E PRATICHE

“Misurarsi con la materia è il misurarsi con l’infinito” di Lucia Trevisan 5F

Il campo delle nanotecnologie è attualmente una delle più attive aree di ricerca della scienza dei materiali. Le nanoparticelle hanno dimensioni comprese fra 1 e 100 nm e per la loro forma, distribuzione,  morfologia hanno caratteristiche ottiche, elettroniche e catalitiche uniche. L’anno scorso un gruppo di studenti del liceo Bruno ha partecipato ai laboratori PLS tenuti nel nostro istituto da docenti e dottorandi dell’Università degli Studi di Padova e mediante una semplice reazione chimica si è ottenuto uno specchio d’argento ricoperto da un monostrato auto-assemblato di octadecantiolo e una soluzione di nanoparticelle d’argento. Nel primo caso la parte dello specchio d’argento funzionalizzato risulta poco bagnabile perché l’acqua, molecola polare, non è attratta dalle code idrocarburiche non polari. Si è fatta, quindi, l’analisi matematica dell’immagine di una goccia d’acqua posizionata sullo specchio d’argento funzionalizzato verificando che la goccia assume una forma ellittica e calcolando la tensione superficiale dell’acqua pari a 0,074 N/m. Risulta evidente, quindi, la relativa semplicità con cui si è ottenuto il monostrato di molecole organiche in laboratorio tanto da rendere interessanti i possibili sviluppi ed applicazioni. Si pensi ad esempio come questi monostrati di molecole organiche possano costituire un supporto per gruppi funzionali e biomolecole o a metodi green di sintesi delle nanoparticelle. È possibile ad esempio usare una coltura di Pseudomonas aeruginiosa e nitrato di argento per ottenere nanoparticelle di 13 nm con una forte attività antimicrobica contro i Gram-positivi, i Gram-negativi e diversi specie di Candida a concentrazioni comprese tra 4 e 32 µg/mL.


“Per quanto riguarda l’università sono orientato verso biotecnologie” di Riccardo Capolla 5F

L’approfondimento relativo alla Scienza dei Materiali ci è stato proposto, in classe, dal professor Francesco Minosso. Il mio gruppo ha prodotto una superficie d’argento riflettente (esattamente come uno specchio) e idrofobica. Lasciando cadere su di essa una goccia d’acqua, questa forma una sfera per evitare il più possibile il contatto con lo specchio e rotola via, senza lasciare macchie sulla lamina), il tutto grazie all’utilizzo di nanoparticelle di argento. Il lavoro è stato molto interessante sotto vari punti di vista:

1) abbiamo potuto produrre noi, da soli, lo specchio utilizzando le nostre conoscenze, maturate nel corso dei 4 anni passati in laboratorio di chimica

2) ci hanno spiegato le possibili applicazioni di una scienza che fino a pochi mesi prima neppure avevo pensato esistesse,

3) ci ha permesso di accedere ai laboratori dell’università e di vedere dal vivo oggetti con proprietà importanti che vengono studiate per una possibile applicazione in campo industriale (per esempio sfruttare le proprietà della foglia di loto di farsi scorrere addosso l’acqua per costruire vetri auto-pulenti).

Che dire? Per quanto riguarda l’università per ora sono orientato verso biotecnologie.


CELLA DI GRAETZEL DSSC — Dye-sensitized solar cell di Marta Nazzari  5F

L’anno scorso ho partecipato al Progetto Laureee Scientifiche organizzato dall’Università di Padova. Questo progetto, rivolto agli studenti delle classi quarte e quinte, si sviluppa in varie fasi: la prima consiste nella sintesi di un certo nano materiale presso i laboratori di Chimica e Fisica del Liceo Giordano Bruno della durata di un pomeriggio. Vengono proposte 4 esperienze: la costruzione di celle solari casalinghe, la costruzione di celle solari di Graetzel, la realizzazione di nanofibre di Nichel, la realizzazione di nanoparticelle d’argento; la seconda fase consiste nella visita ai laboratori di Scienze dei Materiali presso i dipartimenti di Chimica dell’Università di Padova; l’ultima fase è la partecipazione ad un concorso in cui si  realizza una presentazione dell’esperienza svolta.

Il giorno 22 novembre 2010 si è svolta la prima parte di questo progetto: il mio compagno di classe Enrico Favaro ed io, assieme ad un’altra  studentessa del nostro  Liceo , abbiamo costruito una cella di Graetzel. Questa è una specie di cella solare la quale, anziché sfruttare il silicio, sfrutta la nanostruttura del biossido di titanio (TiO2) e la particolarità dei pigmenti naturali rossi (per esempio quelli contenuti nei lamponi, nei mirtilli o nella melagrana) di assorbire la luce verde: nella cella avviene una particolare reazione chimica per cui, se questa celletta viene attaccata ad un misuratore di corrente ed illuminata con luce calda (tipo quella del sole), si registra un passaggio di corrente.

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