Nanoscienze e nanotecnologie

Coordinatore: Prof.ssa Link identifier #identifier__34637-1Maria Antonietta Ricci

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La sezione di Nanoscienze e Nanotecnologie è composta da Fisici, Chimici e Ingegneri, che studiano la materia condensata, i dispositivi, la luce e le tecnologie a essi associate su scala nanometrica (1nm=0.000 000 001 m), in forte connessione e collaborazione con i colleghi delle altre sezioni. Sebbene le leggi della Meccanica Quantistica permettono di descrivere bene gli atomi isolati siano ormai note, le proprietà della materia condensata non sono sempre facilmente deducibili da detti principi primi, tanto che potremmo dire, in accordo con il premio Nobel P.J. Anderson che Link identifier #identifier__50055-3More is different (1), in altre parole, il fatto che siamo capaci di ridurre tutto a semplici leggi fondamentali non implica che da queste sia semplice ricostruire il funzionamento di sistemi macroscopici nel mondo che ci circonda. In questo sta la sfida per chi studia la materia condensata, soprattutto se questo studio è affrontato pensando alle possibili applicazioni alla Biologia, all’Ambiente, alla Medicina e ai Beni Culturali. Comprendere le proprietà fisiche su scala atomica e come queste determinano poi le proprietà macroscopiche dei materiali, rappresenta un campo di ricerca vasto e affascinante che richiede approcci diversi e tecniche di indagine (teoriche e sperimentali) sofisticate e complementari.

La Fisica della Materia, o più propriamente Fisica dello stato condensato, studia la struttura atomica elettronica e molecolare dei materiali, in relazione alle loro proprietà fisiche macroscopiche. La materia è costituita da atomi e molecole, queste ultime possono essere assai semplici (come l’acqua) o costituite da parecchie centinaia di atomi, come nel caso delle molecole biologiche (come le proteine). Le proprietà fisiche macroscopiche della materiala derivano da un gioco complesso di fattori, a partire dalle interazioni elettroniche e magnetiche tra atomi e tra molecole, dalla disposizione relativa delle molecole (morfologia) a formare aggregati, microscopicamente estesi o in forma di piccole e piccolissime (nano-) strutture fino alla scala del nanometro, che possono essere disposti a formare strati sottilissimi (film, strati) anche monoatomici, o fili sottilissimi, al limite unidimensionali. Le proprietà macroscopiche dipendono altresì dai difetti e dalle distorsioni (disordine) sempre presenti in qualunque materiale.

Ricerca

nota:
Link identifier #identifier__24868-71. Anderson PJ, More is different. Science 1972 . Aug 4;177:393

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Francesca Vitalini 04 Maggio 2020