Littérature scientifique sur le sujet « Caratterizzazione fisica »

I giocattoli con tratti fisici non antropomorfizzati in letteratura, specie quando rivolta a un pubblico infantile, si rivelano come un utile strumento per riflettere sulla distinzione tra ‘umano’ e ‘non umano’. Il corpo artificiale del giocattolo e la caratterizzazione animale incarnano, infatti, in modo evidente il concetto di alterità rispetto all’idea stereotipica di umanità. Ispirati dalle vicende narrate, i giovani lettori possono trarre degli essenziali insegnamenti, quali le capacità di empatia e di resilienza ai traumi di piccola o grande entità che ciascuno può incontrare nel corso della vita. L’introduzione critica a queste riflessioni è completata dall’analisi letteraria circa la caratterizzazione dei giocattoli in alcuni testi per l’infanzia: il giocattolo-coniglio in The Velveteen Rabbit (1922) di Margery Williams, i giocattoli-topi in The Mouse and His Child (1967) di Russell Hoban e il giocattolo-orso in Winnie-the-Pooh (1926) di A. A. Milne.

Lontano dalla frenesia delle metropoli sudamericane, incastonato sul fondo del secondo cañón più grande del mondo, sorge il pueblito di Cepitá, un gioiello fermo nel tempo, patrimonio tangibile dell’architettura colombiana. È dalla sua terra che nasce questo progetto. La prima parte di questo studio ha luogo in un laboratorio; il materiale, analizzato nelle sue proprietà fisiche mediante prove di caratterizzazione, ha preso forma diventando vero e proprio elemento costruttivo: l’adobe. Le sue potenzialità meccaniche sono state quindi messe alla prova. Riallacciandosi alla tradizione del luogo, ma anche apportando delle innovazioni, ne è stato migliorato il comportamento meccanico grazie all’utilizzo di un additivo naturale, ottenuto dagli scarti della lavorazione del riso, la lolla. È a questo punto che il materiale diviene architettura: il progetto di un centro civico riempie uno degli isolati di Cepitá, con lo scopo di diventare polo attrattivo sia per la popolazione locale sia per i visitatori. Si tratta di un complesso costituito da quattro corpi di fabbrica, collegati tra loro attraverso ampi camminamenti che delineano tre corti. L’edificio si integra pienamente nel contesto in cui sorge, sia per forma sia per dimensioni, creando continuità con l’intorno. Il fulcro visivo dell’intero progetto, però, è rappresentato da tre cupole tronche, che, in parte rompendo i ritmi e gli andamenti ortogonali del piccolo centro abitato, in parte guardando alle capanne a pianta circolare delle popolazioni precolombiane, portano all’estremo la tecnologia costruttiva della terra cruda.

In questo lavoro di tesi sono state studiate le caratteristiche di una macchina per tomosintesi Fujifilm AMULET Innovality in uso presso l'Istituto Scientifico Romagnolo per lo Studio e la Cura dei Tumori (I.R.S.T.) di Meldola. Le valutazioni sono state fatte utilizzando diversi fantocci, uno dei quali costruito durante il lavoro di tesi. Per la valutazione delle immagini di mammografia digitale e di tomosintesi sono state seguite le linee guida della International Electrotechnical Commission (IEC) e della European Reference Organisation for Quality Assured Breast Screening and Diagnostic Services (EUREF). Per lo studio delle mammografie digitali sono stati valutati, utilizzando i software COQ e ImageJ, i parametri di NPS, MTF e DQE. Per lo studio delle immagini di tomosintesi sono stati appositamente sviluppati degli algoritmi in linguaggio Java, integrati poi all'interno del software COQ. Il programma sviluppato ha permesso di valutare ASF, MTF, NPS e omogeneità delle immagini ricostruite.

La qualità dei prodotti da forno è fortemente dipendente dal processo di cottura in quanto è un processo molto complesso durante il quale avvengono molteplici cambiamenti nella struttura fisica e chimica del prodotto, come l’espansione dell’impasto, l’evaporazione dell’umidità, la denaturazione delle proteine, la gelatinizzazione dell’amido e reazioni di imbrunimento. Tali fenomeni sono influenzati da trasferimenti di calore e di massa che si instaurano durante la cottura del prodotto e che determinano il passaggio del prodotto dallo stato liquido allo stato di solido poroso. Di conseguenza la conoscenza delle proprietà termiche e diffusive dei prodotti è fondamentale per uno studio dettagliato del processo di cottura, soprattutto in termini di sviluppo di modelli matematici in grado di descrivere i fenomeni di trasferimento che avvengono all’interno e sulla superficie del prodotto durante la cottura. L’obiettivo del presente lavoro è stato quindi quello di determinare le proprietà termo-fisiche (densità, conducibilità termica e calore specifico) e la diffusività di un prodotto da forno standard (small cake). I risultati ottenuti hanno confermato il fatto che le proprietà termiche e diffusive dei prodotti da forno sono influenzate dal contenuto di umidità e dalle condizioni di processo applicate (temperatura di cottura), dove la variazione di tali parametri comporta quindi un cambiamento della struttura e delle proprietà del prodotto. Nello specifico, all’aumentare del tempo di cottura si assiste ad una diminuzione lineare della densità del prodotto (da 1069 a 600 kg/m3), e a un incremento esponenziale della conducibilità termica (da 0,21 a 0,42 W/m/°C) e del calore specifico (da 2147,8 J/kg/K a 7165,8 J/kg/K). La diffusività invece tende ad aumentare in maniera esponenziale con l’incremento della temperatura del forno, da 140 a 180°C (da 2.39E-8 a 4.96E-8 m2/s). I valori ottenuti per via sperimentale sono in accordo con quelli dichiarati in letteratura.

La tesi si inserisce all’interno del progetto B-plas DEMO, nel quale è stato messo a punto un processo che utilizza fango di depurazione digestato per produrre poliidrossialcanoati (PHA). In questo studio è stato caratterizzato il fango digestato in ingresso, al fine di capire la sua variabilità nel tempo. Si è inoltre studiato come viene modificata la natura chimico fisica del fango digestato nella parte iniziale del processo, che prevede la carbonizzazione idrotermale (HTC) e la fermentazione acidogenica per produrre acidi grassi volatili (VFA). I VFA sono alla base della crescita dei batteri responsabili della produzione dei PHA. Nel dettaglio questo studio si propone di valutare quale sia il bilancio del carbonio e dell’azoto in tutto il processo e come i metalli tendano a ripartirsi tra la fase liquida e la fase solida durante il trattamento termico e biologico, per capire se ci possa essere un’influenza nei processi batterici. A seguito delle analisi si è visto come alcune caratteristiche del fango digestato in ingresso possano variare stagionalmente, a seconda delle biomasse che entrano nell’impianto di depurazione. Queste differenze però incidono poco sul carbonio e sull’azoto che possono essere trasferiti in soluzione a seguito del processo HTC. Per quanto riguarda i cambiamenti chimico fisici osservati durante il processo, a seguito della carbonizzazione idrotermale, si è evidenziato come, oltre all’aumento del COD e della concentrazione di azoto in soluzione, per i metalli quali Na, K, Ca, Cu, Ni e Pb ci sia un passaggio più o meno consistente dalla fase solida in sospensione nella fase liquida, senza però raggiungere concentrazioni che possano influenzare l’attività microbica. A seguito del processo biologico si osservano piccole variazioni del campione, con un leggero passaggio dalla fase liquida alla fase solida, per quanto riguarda la distribuzione del carbonio, dell’azoto e della maggior parte dei metalli.

Il lavoro della presente tesi è stato svolto nell'ambito di un progetto avente come scopo principale lo sviluppo di una nuova tecnica di imaging per la ricostruzione di tracce di particelle in un rivelatore ad argon liquido. Si vuole sfruttare la luce di scintillazione emessa dall'argon per realizzare immagini di tali tracce. A questo fine, è necessario utilizzare un dispositivo di imaging, composto da un sistema ottico e da un sensore. Per quanto riguarda il sistema ottico, si è optato per una maschera ad apertura codificata, mentre come sensori si intende utilizzare matrici di silicon photomultiplier (SiPM) con un elevato numero di canali. In particolare, il lavoro di questa tesi si è focalizzato sulla caratterizzazione delle matrici di SiPM impiegate. Grazie a tale sistema, sono state effettuate le prime misure che hanno indicato la fattibilità di questa tecnica innovativa per la ricostruzione di immagini.

The discovery of graphene, with its unique properties, has inspired the quest for other two-dimensional (2D) materials. After considerable research efforts by the scientific community in the last 15 years, an extended atlas of 2D materials has been synthetized and investigated. Remarkably, materials beyond graphene could possess properties complementary to those of graphene, such as the presence of a direct band gap, more suitable for several applications, not limited to nano- and opto-electronics. Moreover, these materials have high potential for applications in biosensing technologies, catalysis, photocatalysis and energy storage. However, considering that most 2D materials have been newly discovered, the majority of the research efforts is focused on material synthesis and on the investigation of its electronic properties. Therefore, technological applications of 2D materials are still at the embryonic stage, also considering the difficulties in achieving large-scale and low-cost production for industrial use. Among the various 2D materials, graphene-based derivatives and metal chalcogenides represent the most promising materials for technological applications. Graphene oxide (GO) has attracted particular attention from the industrial world, since it represents a low-cost precursor of graphene for large-scale production. GO offers tremendous opportunities for the access to functionalized graphene‐based materials. More specifically, both GO and reduced GO (rGO) can be processed into a wide variety of novel materials with distinctly different morphological features, where the carbonaceous nanosheets can serve as either the sole component, as in papers and thin films, or as fillers in polymer and/or inorganic nanocomposites. In addition, GO and rGO enable efficient electro-optical, filtering and nano-biotechnological applications, as well as gas sensing devices, polymeric nanocomposites and gas barriers. On the other hand, transition-metal dichalcogenides (TMDs) belonging to the class of MTe2 (M = Ni, Pd) are particularly relevant for both fundamental and technological interest, owing to the presence of a tilted Dirac cone formed by bulk states, which implies high-mobility charge carriers. Being the Dirac cone located in the bulk, it naturally exhibits superior robustness to surface modifications compared to other Dirac materials, i.e. graphene, topological insulators and silicene. Consequently, MTe2 displays intriguing application capabilities in optoelectronics and catalysis, in consideration of its nature as type-II Dirac semimetal. In addition, among the broad class of layered metal chalcogenides, van der Waals semiconductors are particularly suitable for optoelectronic and sensing devices. Especially, recent experiments on exfoliated GaSe nanosheets reported an enhancement of performance in electrochemistry and photocatalysis opening a new way for its applications in the fields of energy and catalysis. In addition, SnSe2 represent another interesting van der Waals semiconductor with ultralow thermal conductivity. In this thesis, issues related to technology transfer of 2D materials beyond graphene were addressed. More specifically, a solution for the reduction of costs in the state-of-the-art production of GO was identified. Moreover, a sustainable eco-friendly solvent was demonstrated to be able to replace toxic solvents in the large-scale production of functional inks based on 2D materials, solving one of the most relevant problems for the 2D materials-based industry.

Negli ultimi 20 anni lo studio dei materiali organici dalle proprietà conduttive si è ampliato significativamente in un range di applicazioni molto vasto, che va dall'assemblaggio e costruzione di sistemi microelettronici avanzati ad applicazioni nel campo della bioelettronica e dell'ingegneria biomedica. Il presente lavoro rappresenta un punto d'incontro tra la fisica dei materiali e la ricerca in ambito biomedico e verte sullo studio delle particolari proprietà del poli(3,4-etilenediossitiofene) drogato con poli(stirene sulfonato), o PEDOT:PSS, utilizzato nella preparazione di substrati per colture cellulari. Nel primo capitolo, di natura descrittiva, viene presentata una panoramica sui polimeri conduttivi e sulle loro caratteristiche principali con particolare approfondimento sul PEDOT:PSS e sulle sue applicazioni in ambito di ricerca. Il secondo capitolo contiene una descrizione approfondita della strumentazione e delle procedure utilizzati per la caratterizzazione dei campioni: sommariamente, questi comprendono misure di resistenza superficiale, di angolo di contatto e analisi morfologiche tramite AFM. Nel terzo e ultimo capitolo vengono esposte le tecniche di preparazione dei campioni e vengono mostrati e discussi i risultati delle misure eseguite sui campioni preparati.

La ricerca sulle fonti di energia rinnovabili è un tema di grandissima importanza. Tra queste, l’energia solare è una delle più promettenti. Essa può essere convertita in energia chimica. In questo caso, l’energia solare viene sfruttata per produrre combustibili, i cosiddetti solar fuels, fra i quali spicca l’idrogeno, che non rilascia sostanze inquinanti o gas serra durante la combustione tradizionale o in celle a combustibile. L’idrogeno può essere ottenuto dall’acqua tramite una cella fotoelettrochimica, in cui la luce solare, assorbita da un elettrodo semiconduttivo, permette che avvenga la scissione delle molecole d’acqua. Il materiale più studiato per realizzare i fotoelettrodi è la TiO2, grazie alla resistenza alla corrosione e al basso costo. In questa tesi è descritta la realizzazione, effettuata in laboratorio, di fotoelettrodi di TiO2 e le misure effettuate su di essi. Gli elettrodi sono stati prodotti tramite deposizione fisica di vapori, con la quale è stato possibile realizzare dei film sia compatti che porosi costituiti da nanoparticelle, questi ultimi tramite la condensazione in atmosfera gassosa. Sono stati prodotti elettrodi di vari spessori e in diverse condizioni durante l’evaporazione e sono stati sottoposti a trattamenti termici. Essi sono stati utilizzati come fotoanodi in una cella fotoelettrochimica sulla quale sono state compiute misure per determinare grandezze come la fotocorrente prodotta in condizioni di illuminazione e il flatband potential. Inoltre è stato discusso un modello circuitale con cui è possibile schematizzare la cella ed è stato verificato il suo effettivo funzionamento tramite misure di spettroscopia di impedenza. In questo modo si è cercato di determinare per quali valori di spessore, trattamento termico e condizioni di crescita i campioni dessero le risposte migliori. La morfologia superficiale dei campioni è stata analizzata tramite la microscopia elettronica a scansione (SEM) e quella a forza atomica (AFM).

In questa tesi è stato esposto il lavoro, svolto in laboratorio, di fabbricazione degli OECTs, seguito dalle misure raccolte durante le prove effettuate, con le relative analisi e discussioni dei risultati ottenuti. É stato dimostrato che gli OECTs basati sul PEDOT:PSS sono in grado di fornire una misura della concentrazione di sostanze ossidanti.

In questa tesi si tratta della caratterizzazione dinamica dei potenziali ottici che possono essere ottenuti mediante un dispositivo a microspecchi (DMD), che sarà utilizzato in esperimenti con atomi freddi. Lo studio della superfluidità nei condensati di Bose-Einstein, e del fenomeno ad essa strettamente collegato della formazione di vortici, è uno filoni di ricerca più sviluppati nell'ambito della fisica degli atomi freddi. Gli apparati sperimentali fanno uso di complessi sistemi di generazione di potenziali ottici variabili nel tempo. Un dispositivo a microspecchi consiste di una matrice di specchi, ciascuno dei quali può essere controllato da un attuatore elettromeccanico; questo dispositivo consente quindi di modulare la radiazione luminosa che esso riflette, variandola anche nel tempo. È possibile quindi utilizzare tale dispositivo per produrre un potenziale ottico variabile nel tempo. Il lavoro sperimentale svolto per questa tesi comprende misure di tempi di commutazione e fedeltà delle immagini generate utilizzando un dispositivo a microspecchi, e lo sviluppo di un codice di controllo che, mediante un algoritmo PID, consenta di ridurre le distorsioni indotte dal sistema ottico.