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Nanotecnologie: nuove frontiere per l'architettura.

Gai, Valentina

Nanotecnologie: nuove frontiere per l'architettura.

Rel. Jean Marc Christian Tulliani. Politecnico di Torino, Corso di laurea specialistica in Architettura (Restauro E Valorizzazione), 2011

Abstract:

Il progresso tecnologico è legato, da almeno cinquantanni, al concetto di miniaturizzazione.

Per rendersene conto basta confrontare una radio moderna con quelle del dopoguerra, o pensare che un calcolatore di potenza inferiore a quella di un attuale personal computer negli anni ottanta occupava un'intera stanza, oppure, per fare un esempio sotto gli occhi di tutti, alla riduzione di dimensioni che hanno subito i telefoni cellulari dalla loro comparsa ad adesso.

Ma se negli anni sessanta spopolava il suffisso "mini" che in confronto a "maxi" indicava una riduzione da dimensioni del metro a quelle del centimetro, e successivamente si affermò la contrapposizione macro-micro, ovvero la riduzione dalle dimensioni visibili a quelle invisibili a occhio nudo (un micrometro, o micron, è pari a un millesimo di millimetro), oggigiorno il confine della miniaturizzazione è il nanometro (pari ad un milionesimo di millimetro], un limite estremo che forza a riconsiderare il modo in cui si. concepisce la realtà.

Infatti, a queste scale la materia rivela i suoi componenti base (atomi, composti da nuclei ed elettroni) per i quali le leggi della fisica classica con cui, consapevoli o meno, abbiamo continuamente a che fare nel nostro mondo macroscopico, non valgono più.

Oggi la continua ricerca di miniaturizzazione ha permesso di capire che le dimensioni nanometriche non costituiscono solo un risparmio di materiali, ma anche che la materia alle dimensioni «nano» [sub-100nm) acquista proprietà diverse da quelle su scala macroscopica. Tale scoperta è stata permessa da strumenti di ricerca assai sofisticati che permettono di osservare e di manipolare la nano-dimensione, di capire, ed utilizzare le proprietà emergenti dalla dimensione nano-metrica dei materiali.

Le prospettive rivoluzionarie associate alle nanotecnologie derivano dal fatto che, come detto, a questi livelli di dimensioni, comportamenti e caratteristiche della materia cambiano drasticamente; per questo le nanotecnologie rappresentano un modo radicalmente nuovo di produrre per ottenere materiali, strutture e dispositivi con proprietà notevolmente migliorate o del tutto nuove.

Volendo indagare l'ampio panorama delle nanotecnologie, per poter orientare la ricerca verso l'architettura, si è scelto di inserire un ampio discorso introduttivo generale sull'argomento; si è ritenuto utile riportare cenni storici ed elementi basilari per avere un quadro generale di riferimento e una base di partenza scientifica per poter analizzare le dinamiche dello sviluppo nanotecnologico in architettura.

Uno dei campi più vasti di applicazione riguarda la protezione dei materiali. L'uso delle nanotecnologie consente, infatti di ottenere rivestimenti protettivi di spessore infinitesimale, in grado di garantire un elevatissimo livello di protezione al materiale stesso con un altissimo livello di uniformità e adesione del rivestimento al substrato.

Un altro grande settore dell'edilizia dove possono trovare spazio interessanti applicazioni delle nanotecnologie è quello ambientale, in particolare nell'ambito della conversione e generazione di energia, del trattamento selettivo delle superfici esterne e dei materiali isolanti. I rivestimenti nanotecnologici possono infatti, contribuire alla generazione di energia elettrica e al contenimento dei consumi energetici, migliorando le prestazioni dei sistemi fotovoltaici e degli schermi trasparenti posti a rivestimento degli edifici.

Le tecnologie influenzeranno radicalmente l'architettura ed il modo di costruire e di vivere ed alcuni architetti, come John MacLane Johansen, si sono posti nell'ottica di immaginare che un giorno saremo in grado di sfruttare appieno le potenzialità della nanotecnologia. L'architetto Johansen azzarda infatti ipotesi innovative che cambiano radicalmente il modo di costruire e di abitare e che restano ad oggi totalmente utopistiche.

Quello che attualmente è certo è che con l'introduzione a ritmi esponenziali di nuovi nanomateriali, appare sempre più necessario non solo mettere a disposizione degli utenti tutte le informazioni scientifiche disponibili sui rischi del loro utilizzo, ma istituire una cornice legislativa che non lasci adito ad inutili allarmismi o, peggio, a speculazioni ideologiche.

Relatori: Jean Marc Christian Tulliani
Tipo di pubblicazione: A stampa
Soggetti: S Scienze e Scienze Applicate > SC Chimica
T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TE Tecnologia dei materiali
Corso di laurea: Corso di laurea specialistica in Architettura (Restauro E Valorizzazione)
Classe di laurea: NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici: NON SPECIFICATO
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/2502
Capitoli:

1.1 Nanoscienza e nanotecnologia

1.2 Principali autori delle nanotecnologie

1.3 Approccio top-down bottom-up

1.4 Potenzialità degli strumenti

2.1 Prospettive di ricerca e sviluppo

2.2 Protagonisti dello sviluppo tecnologico

2.2.1 I centri di ricerca in alcuni Paesi

2.2.2 Il ruolo delle Università italiane

2.2.3 L'importanza dell'Unione Europea

3.1 Classificazione dei nanomateriali

3.2 Produzione bottom-up dei nanomateriali

3.3 I nanotubi in carbonio (proprietà e applicazioni)

3.3.1 Dal carbonio ai nanotubi

3.3.2 Proprietà meccaniche

3.3.3 Conduttività

3.3.4 Adsorbimento e capillarità

3.3.5 Metodi di sintesi

3.4 Applicazione dei nanomateriali

4.1 Il ruolo dell'innovazione tecnologica

in architettura

4.1.1 Architettura di ferro, vetro, c.a

4.1.2 Architettura post-moderna

4.2 La nanoarchitettura

4.3 Il calcestruzzo

4.3.1 Calcestruzzi rinforzati

4.3.1.1 le fibre ibride

4.3.1.2 Il calcestruzzo ibrido

4.3.2 Calcestruzzi nanorinforzati

4.4 L'acciaio

4.5 Il legno

4.6 Il vetro

4.7 I Nanorivestimenti

4.7.1 Rivestimenti autopulenti:

l'effetto loto

4.7.2 Rivestimenti autopulenti:

idrofilicità e fotocatalisi

4.7.3 Rivestimenti resistenti ai graffi

4.7.4 Rivestimenti antibatterici

4.7.5 Rivestimenti resistenti ai graffiti

4.8 Innovazioni per il restauro

5.1 Prospettive per il problema ambientale

5.2 I nanoisolanti

5.2.1 Film sottili e vernici nanoisolanti

5.2.2 L'Aerogel

5.2.3 Pannelli isolanti a vuoto

[Vacuum Insulation Panels]

5.2.4 Materiali a cambiamento

di fase [PCM]

5.3 Il fotovoltaico

5.4 I diodi emettitori di luce [LED] e

i diodi emettitori di luce organica [OLED]

6.1 Le architetture del futuro

e le teorie di Johansen

7.1 Vantaggi e rischi per i materiali

nanostrutturati

7.2 La carenza di normativa

CONCLUSIONI

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