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Il Nano-mondo ad Esperienza inSegna


By maxxx - Posted on 08 febbraio 2011

Le Nanoscienze sono una scienza interdisciplinare, nata dalla collaborazione di diverse discipline, quali ad esempio la fisica, la chimica, la biologia e l'ingegneria. Sebbene esistano ormai da diversi decenni (il termine "Nanotecnologia" fu usato per la prima volta nel 1959), negli ultimi anni la ricerca è riuscita a progredire notevolmente, sia sviluppando nuove tecnologie sia migliorando quelle già esistenti.

Il nano-mondo ci circonda, sia con i dispositivi elettronici di ultima generazione sia con i piccoli giochi di magia che la natura ci offre continuamente. Pochi, però, conoscono questo mondo. L'attuale offerta formativa degli istituti di istruzione secondaria, ad esempio, prevede per lo più l'acquisizione di conoscenze scientifiche di base, in genere risalenti al secolo scorso, con sporadici casi in cui si arriva appena ad accennare temi quali la fisica modera o l'elettronica, in cui il rischio che gli studenti percepiscano le scienze come pura astrazione o semplice tecnologia è elevato. Si rende necessario, quindi, ampliare tale offerta inserendo dei temi che siano attuali e stimolanti. Le nanotecnologie, tuttavia, per la loro complessità concettuale, ed a volte anche sperimentale, meritano una ricerca particolare per quanto riguarda l'aspetto didattico.

In tal senso, l'Associazione PalermoScienza ha voluto incentivare la divulgazione delle Nanotecnologie con due modalità: una mostra "Semplicemente Nano" e dei laboratori per liceo "Nano alla Mano", il cui scopo è non solo comunicare i concetti chiave di queste scienze, ma mostrare anche che essi sono visibili, anche se non direttamente, nel mondo macroscopico in cui viviamo. La difficoltà di creare un ponte tra l'aspetto teorico e quello pratico è stata superata anche grazie alla consultazione dei siti Internet di due iniziative a tema che hanno ricercato le modalità ottimali con cui insegnare il Nano-mondo ed i suoi misteri: TIMEFORNANO e NANOYOU.

TIMEFORNANO è stato utile per il suggerimento dei diversi "effetti speciali" utilizzati nella mostra, che mostrano come le proprietà del nano-mondo influenzano e sono ritrovabili nel micro- e nel macro-mondo e possono migliorare la comprensione e la consapevolezza del mondo in cui viviamo, in cui le nanotecnologie sono presenti non solo nei dispositivi elettronici, ma anche nel mondo naturale.

NANOYOU, invece, grazie alla presenza di schede illustrative di esperienze guidate è stato di forte ispirazione per la realizzazione dei laboratori didattici, che mirano ad ampliare l'offerta formativa scolastica attualmente costituita da programmi ministeriali "vecchi" e spesso non stimolanti.

Massimo Panzica - Associazione PalermoScienza

Cari amici ed amiche ,vorrei aprire una riflessione sul tema : L' effetto dell' ENTANGLEMEN QUATISTICO nella Formazione del Legame Chimico nelle Nanostrutture. Segue una breve premessa sul Legame chimico nel 2011- Anno Internazionale della Chimica .Paolo Manzelli 02/nov/2011 FIRENZE- -------------------------------------------------------------------- 2011-Anno Internazionale della chimica-. “The Sceptic-Chymist: Chemical bond-revised” Paolo Manzelli ; pmanzelli.lre@gmail.com; www.edscuola.it/lre.html Sono ormai passati 95 anni dala pubblicazione di Gilbert Newton Lewis sulle perplessita' della formazione del legame chimico (The Atom and the Molecule, J. Am. Chem. Soc . 1916 , 38 , 762) , da allora inizio' il chiarimento su la struttura della materia basata su le concezioni della meccanica quantistica relative alla natura di interscambio elettronico dei legami molecolari. Lo sviluppo delle concezioni del legame chimico in seguito stato concepito dando forma geometrica alle probabilita' di organizzazione del moto degli elettroni in forma di un numero fondamentale di possibili Orbitali e delle loro ibridazioni in orbitali molecolari, la cui miscelazione e' capace adattarsi alla forma delle molecole proponendo in tal modo una spiegazione intuitiva della formazione della maggiorparte legami chimici . (1) Ancora oggi sono molte le ragioni per cui merita esplorare le questioni e i problemi riguardanti il legame chimico in particolare di quello “covalente” dato il suo ampio utilizzo in una vastita' di casi di differente comportamento degli atomi che formano molecole di sempre piu' elevata complessita'. (2) La chimica “sovra-molecolare”, aggrega con interazioni deboli complessi molecolari ci dice che l' accoppiamento elettronico covalente non e' esaustivo, poiche' rimangono ampie possibilita' di interazione che fanno seguito a interazioni spesso causate dalla ibridazione degli orbitali molecolari o da altre tipologie di interazioni deboli non covalenti come il legame a ponte di Idrogeno.(3) Oggigiorno lo studio della formazione dei legami chimici inizia ad avere una sua nuova focalizzazione nel campo della formazione dei composti atomico-molecolari nano-strutturati che presentano nuove ed inaspettate caratteristiche che aprono panorami applicativi tuttora in gran parte non investigati.(4). Infatti le teorie degli orbiltali atomici e molecolari definiscono solo aree geometriche di probabilita', e pertanto non avendo significato fisico, gli orbitali dovrebbero essere inattivi e quindi non giocare alcun ruolo nel cambiamento delle proprieta fisiche dei Materiali Nano. Viceversa si e' scoperto che questi orbitali modificano al livello di interfaccia di codificazione la forza di legame in vari tipi di nanostrutture.(5) Infatti le particelle nella nano-dimensione modificano la loro struttura elettronica con il decrescere della dimensione della loro aggregazione in superficie-nano cosi che si verifica una contrazione delle lunghezze di legame rispetto a quelle normali della struttura “bulk” di conseguenza la forza di legame diventa ” size dependent”. Tale effetto e' essenziale per capire le proprieta' ottiche ed elettromagnetiche e la attivita' catalitica delle nano-particelle. Se quindi pensiamo che le onde associate alle particelle non siano da considerarsi mere onde di probabilita' ma zone di reale presenza dell' elettrone allora possiamo comprendere come la sovrapposizione degli orbitali possa dar luogo al fenomeno quantistico dell' “entanglement” (*) generando la reale struttura del legame chimico intesa come interazione simultanea a distanza tra “elettroni entangled”. (6), (7) Biblio On Line (1). www.tutorvista.com/chemistry/hybridization-chemistry (2). http://scienceprojectideasforkids.com/2011/covalent-bonds/ (3). http://www.psicolab.net/public/pdfart/7924.pdf (4). http://www.nano-ou.net/eduIntro2.aspx (5). www.sciencedaily.com/releases/2007/10/071012095246.htm (6). http://www.mednat.org/new_scienza/ENTANGLED-BONDS.pdf (7). http://www.wbabin.net/Science-Journals/Essays-Mechanics%20/%20Electrodynamics/Download/3718 (*) http://www.facebook.com/groups/ENTANGLEMENT/

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