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Nanotecnologie, stato dell'arte e possibili sviluppi futuri in architettura

Diego Rosso

Nanotecnologie, stato dell'arte e possibili sviluppi futuri in architettura.

Rel. Rossella Maspoli. Politecnico di Torino, Corso di laurea in Architettura, 2008

Abstract:

L'era del nano

"Vorrei descrivere un campo in cui è stato fatto poco, in cui un enorme ammontare dicose possono essere fatte in linea di principio".

Questa frase viene pronunciata dal Premio Nobel per la fisica Richard P. Feynman,durante il celebre discorso che tenne il 29 dicembre 1959 al meeting annualedell'American Physical Society, al California Institute of Technology (Caltech).

Questo scienziato diede un forte input iniziale verso Io studio di quelle discipline che oggifanno riferimento alle nanotecnologie e, con le sue conoscenze e le sue analisi, praticamente predisse ciò che accade oggi nel campo della ricerca scientifica etecnologica.

A pochi anni dal cambio del millennio ci troviamo alle soglie di una nuova era: quella del "nano".

Nella storia dell'uomo si sono susseguite ere successive di sviluppo, segnate dalle scoperte che via via vennero fatte e dalle tecniche a disposizione (l'era del ferro, del bronzo,... l'età contemporanea.); in questo senso possiamo chiamare l'imminente periodo storico che seguirà "era del nano" in quanto la ricerca nel campo delle

nanotecnologie porterà l'umanità verso un livello superiore di sviluppo e conoscenza, che purtroppo non vuole dire necessariamente civiltà.

E' una scienza che oggi pone le basi per la prossima rivoluzione industriale1.

Questa scienza apre nuove strade e permette di spingerci, anche con l'immaginazione, verso obiettivi creduti irraggiungibili.

Quello delle nanotecnologie è un campo completamente nuovo in cui, date le dimensioni nanometriche delle particelle, le proprietà della materia cambiano.

E' un campo che va al di là delle singole discipline scientifiche, che potrà essere

esplorato soltanto grazie alla collaborazione ed alla ricerca incrociata condotta da diversi esperti; saranno richieste innanzi tutto conoscenze di fisica, di chimica, di biologia, di

medicina, ma anche di ingegneria dei materiali, computer e sviluppo software, sociologia, architettura...

È una disciplina che trova applicazione praticamente in tutti i settori produttivi e che può cambiare in modo sostanziale la vita dell'uomo sul pianeta.

Ci sono moltissimi aspetti da valutare ancora prima di iniziare a sviluppare un campo che potremmo non saper controllare; queste questioni comunque sono sempre soggette alla

volontà del mercato e non ci deve stupire che, in questo momento, troviamo già presenti sul mercato prodotti che incorporano nanoparticelle.

Le nanoscienze possono essere oggi meglio analizzate, sviluppate e comprese in quanto si sono sviluppati strumenti che ci permettono di osservare ciò che accade a livello

nanometrico; ad esempio lo Scanning Tunnelling Microscope (STM) e l'Atomic Force Microscope (AFM) sono due dei numerosi apparecchi utilizzati come interfaccia verso questo nuovo mondo.

Volendo indagare l'ampio panorama delle nanotecnologie, nell'ottica di orientare poi la ricerca verso l'architettura, si è scelto di seguire un approccio documentario e divulgativo ed è stato ritenuto utile inserire un ampio discorso introduttivo generale sull'argomento. Il lavoro è diviso in due parti, la prima procede fornendo gli elementi basilari necessari alla comprensione dell'argomento, cenni storici ed un inquadramento sullo stato dell'arte della ricerca di base ed applicata, in generale.

La seconda orienta l'attenzione verso l'architettura e tratta l'argomento dal punto di vista dei materiali, intesi come interfaccia architettura-edilizia, fornisce indicazioni sull'attuale disponibilità di prodotti "nano" sul mercato ed illustra una panoramica di progetti architettonici realizzati e di progetti di ricerca attualmente in corso. Inoltre approfondisce il discorso del miglioramento prestazionale dei materiali attraverso l'applicazione delle nanotecnologie.

Il lavoro termina con alcune ipotesi futuribili e presentando alcune teorie assolutamente innovative e visionarie nel campo dell'architettura, riferite all'utilizzo di nanotecnologie.

Nanotecnologie ed architettura

Questo argomento deve interessare necessariamente anche il progettista in quanto può collaborare allo sviluppo applicativo delle nanotecnologie, insieme con altri specialisti, in tutti i campi di applicazione, dal settore farmaceutico a quello automobilistico, dal settore aerospaziale a quello delle costruzioni.

Le tecnologie influenzeranno radicalmente l'architettura ed il modo di costruire e di vivere, l'architetto si trova di fronte un argomento nuovo, non semplice e con un enorme potenziale che potrebbe non venir sfruttato perché non conosciuto.

Oggi le applicazioni in architettura riguardano primariamente i settori dei materiali da

costruzione, dei rivestimenti vernicianti, dell'utensileria; tuttavia nuove applicazioni sono

in fase di studio e sperimentazione.

Al momento a un nano materiale, nanotubi in Carbonio, sono state attribuite proprietà di conducibilità elettrica sei volte superiore del rame, e di rapporto resistenza/peso, cinquecento volte maggiori dell'alluminio2; se riusciremo a controllare la materia a questa

scala saremo in grado di programmare le proprietà dei materiali.

Molti altri esempi di nano materiali ed applicazioni vengono riportati in questo lavoro al fine di aiutare il progettista ad acquisire informazioni utili sull'argomento, per progettare

con materiali dalle prestazioni nuove o, addirittura, per progettare il materiale stesso, per soddisfare certi particolari requisiti a cui i materiali tradizionali non rispondono.
Relatori: Rossella Maspoli
Tipo di pubblicazione: A stampa
Soggetti: S Scienze e Scienze Applicate > SH Fisica tecnica
T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TE Tecnologia dei materiali
Corso di laurea: Corso di laurea in Architettura
Classe di laurea: NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici: NON SPECIFICATO
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/1273
Capitoli:

INTRODUZIONE - Pag. 1

CAPITOLO 1 - Pag. 4

PRINCIPI DELLE NANOTECNOLOGIE

1.1Nanoscienza e nanotecnologia

1.2Breve storia delle nanotecnologie, principali autori

1.3Approccio top-down (miniaturizzazione) e bottom-up (manipolazione atomica). 1.3.1 Nanomateriali e nanotubi, caratteristiche, proprietà, difficoltà nelle ricerche

1.4Le potenzialità degli strumenti e le prospettive di ricerca e sviluppo

1.5Le prospettive nanotecnologiche per il problema ambientale

CAPITOLO 2 - Pag. 64

RICERCA E SVILUPPO. LE PROSPETTIVE DI MATERIALI E TECNOLOGIE

2.1Le prospettive di ricerca e sviluppo. Casi di studio

2.2Rischi reali e non, del nano-mondo e prospettive di normazione

2.2.1 Casi di studio. Strumenti per il controllo ambientale delle nanoparticelle

CAPITOLO 3 - Pag. 92

RICERCA E SVILUPPO. IL QUADRO GENERALE ATTUALE E LE STRUTTURE

3.1Chi sono i protagonisti della ricerca scientifica e dello sviluppo tecnologico (Centri Ricerca, Università, Enti)

3.2Nanotecnologie fra ricerca e industria. Casi di studio: ricerca applicata ed aziende

3.3In quali settori vi è maggior ricerca e quali settori impiegano attualmente le nanotecnologie

3.4Progetti di ricerca in corso, con possibili implicazioni in architettura

CAPITOLO 4 - Pag. 145

NANOTECNOLOGIE E NANOMATERIALI IN ARCHITETTURA

4.1Le nanotecnologie, i materiali e l'architettura. Il ruolo dell'innovazione tecnologica

4.2Nanomateriali e materiali intelligenti a cambiamento di stato (smart)

4.3Applicazioni nanotecnologiche ed architetture

CAPITOLO 5-Pag.215

NANOTECNOLOGIE E RISVOLTI FUTURI IN ARCHITETTURA

5.1Cosa potranno fare le nanotecnologie per l'architettura, concretizzare l'immaginario

5.2Dalle teorie di Johansen (autocostruzione) alle "architetture del futuro". Le frontiere fra architettura, ingegneria, scienze informatiche ed ecologia

CONCLUSIONI - Pag. 253

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI E INTERNET - Pag. 255
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