Littérature scientifique sur le sujet « Materiali funzionali »

Il patrimonio industriale legato all’energia elettrica è rappresentato da una serie di complessi architettonici fortemente stratificati, caratterizzati da diverse soluzioni tecniche, formali e distributive che si sono sovrapposte l'una all'altra, quando necessario, per ragioni legate all’innovazione tecnologia e ai cambiamenti nei processi produttivi. In realtà, sono proprio queste stratificazioni (aggiunte, cambiamenti d'uso, abbandoni momentanei e riusi, accompagnati da adeguamenti architettonici e tecnologici) che conferiscono ai complessi industriali particolare valore di memoria. Infatti, è proprio la continua trasformazione di funzioni e di elementi tecnologici a rappresentare “l'essenza” di questa particolare produzione edilizia. Dalla nascita delle prime fabbriche fino ad oggi, gli edifici industriali hanno cambiato rapidamente la loro forma architettonica e la loro consistenza sia materica sia formale assecondando le esigenze lavorative e produttive. Per questo motivo oggi abbiamo l'opportunità di leggere una "storia dell'architettura" rappresentata da una sequenza di tecnologie e materiali sostituiti di continuo o stratificatisi, in un abaco di elementi relativi alla sperimentazione del calcestruzzo armato, del ferro, della ghisa, dell’acciaio; oppure riguardanti l’utilizzo di grandi superfici di vetro o coperture a shed; o ancora relativi all'uso di fonti energetiche naturali e artificiali. Molte esperienze europee di restauro e riuso degli edifici industriali legati alla produzione di energia, hanno già considerato tale approccio come una delle migliori scelte volte a una conservazione che possa definirsi compatibile: la scelta delle nuove funzioni è dettata, infatti, non tanto dalle esigenze economiche e d’uso, ma dalla flessibilità dell'edificio ad accogliere sostanziali adeguamenti tecnici, energetici, funzionali. Ciò con l’obiettivo di raggiungere un giusto equilibrio tra il rispetto della memoria storica e la necessità di adattarsi alle normative riguardanti l’adeguamento energetico e le nuove funzioni richieste dalla popolazione, raggiungendo una sostenibilità sociale, culturale e ambientale.

L’apprendimento delle lingue al museo presenta una serie di opportunità nella didattica delle lingue straniere. I musei offrono infatti una varietà pressoché inesauribile di temi e materiali stimolanti e culturali che costituiscono una piacevole alternativa, da una parte a certi contenuti ripetitivi e superficiali di alcuni corsi di lingua, dall’altra a tutti quegli approcci fin troppo funzionali che vedono la lingua esclusivamente in vista di qualcosa di “utile”, vuoi che sia il lavoro, lo studio o un viaggio. In questo mio contributo mi propongo di descrivere diversi settings di didattica al museo (l’apprendimento in tandem, un corso di lingua, un’offerta in autonomia per i centri di autoapprendimento, il formato online), basandomi in parte sugli studi nell’ambito della didattica “fuori dall’aula”, ma soprattutto sulle mie esperienze personali di insegnante, ed anche di apprendente di lingue straniere. Completerò questo mio resoconto enumerando alcuni tratti comuni delle forme di apprendimento linguistico fuori dall’aula, in particolare di quelle praticate in contesto museale.

Esiste una stretta relazione tra la congiuntura economica e sociale che le Marche attraversano tra gli anni '30-'40 del XVIII secolo e gli anni '70-'80 del XIX, da un lato, e il ciclo edilizio e architettonico del neoclassicismo. Nel passaggio tra XVIII e XIX secolo si verificano rilevanti variazioni quantitative, funzionali e congiunturali nella produzione edilizia: a) diminuzione complessiva degli interventi; b) ridimensionamento della committenza ecclesiastica e nobiliare; c) proliferazione di teatri; d) tenuta degli interventi in attrezzature urbane; e) significative cadute congiunturali (periodo giacobino-napoleonico; gli "anni della fame" 17645-67 e 1816-17). Il neoclassico appare come l'architettura con la quale i centri urbani escono dalle rispettive cinte murarie, relegando tendenzialmente il "vecchio" entro le mura, mentre il nuovo procede speditamente al suo esterno oppure occupa gli "sventramenti" operati nel minuto tessuto edilizio storico. L'effetto depressivo che la caduta dei prezzi agricoli durante la Restaurazione ha sugli investimenti edilizi viene compensata da nuove intenzioni anticicliche, si potrebbe dire quasi "keynesiane". Il ciclo neoclassico si avvale di specifici meccanismi di alimentazione e diffusione territoriale: a) nuovi o potenziati meccanismi di finanziamento: b) competizione e imitazione tra centri urbani, soprattutto in vista della promozione da terra a civitas, e tra centri maggiori e minori. Il risveglio edilizio neoclassico ha bisogno di adeguate interfacce imprenditoriali e manifatturiere nel settore dei materiali da costruzione (fornaci da laterizi e da calce). Ad una modularitŕ "cellulare" del mattone si accompagna una ben piů ampia modularitŕ tipologica, urbanistica e sociale del manufatto neoclassico.

Il testo di Freud Progetto per una psicologia scientifica (1895) riflette il suo ten-tativo di spiegare i fenomeni psichici in termini neurobiologici, motivato dalla scoperta del neurone avvenuta da poco. La sua ipotesi fondamentale era che i neuroni fossero veicoli per la conduzione di "correnti" o "eccitazioni" e che fossero connessi tra loro. Utilizzando questo modello, Freud ha tentato di descrivere una serie di fenomeni mentali, tra cui coscienza, percezione, affetti, Sé, processi cognitivi, sogno, memoria e formazione del sintomo. Tuttavia, non fu in grado di completare l'esplorazione di tali processi mentali in quanto, all'epoca, mancavano le informazioni e la tecnologia necessarie che sarebbero diventate disponibili nel secolo successivo. Infatti, tecniche quali la risonanza magnetica funzionale (fMRI), la tomografia ad emissione di positroni (PET), l'elettroencefalogramma (EEG), nonché scoperte quali le sinapsi, le reti neurali, i fattori genetici, i neurotrasmettitori e i circuiti discreti del cervello avrebbero facilitato una significativa espansione delle conoscenze sui fenomeni mente-cervello. Tutto questo materiale scientifico ha portato allo sviluppo di efficaci trattamenti farmacologici per la schizofrenia, i disturbi dell'umore e l'ansia. Non solo, ora posso-no essere misurate le variazioni della funzionalità del cervello che riflettono il buon esito dei trattamenti farmacologici e psicoterapeutici. Nonostante questi progressi, la comprensione del rapporto tra le funzioni di mente e cervello rimane limitata. Oltre un secolo dopo la pubblicazione del Progetto non è ancora completamente compresa la neurobiologia sottostante i fenomeni della coscienza, dell'inconscio, delle sensazioni, dei pensieri e della memoria. Possiamo aspettarci di arrivare ad un'integrazione più completa della mente e del suo substrato neurobiologico tra un secolo? Lo scopo di questo articolo è quello di aggiornare la nostra conoscenza della neurobiologia associata alle specifiche funzioni mentali che Freud esaminò nel Progetto, nonché di porre domande riguardanti i fenomeni mente-cervello che si spera troveranno risposte in futuro.

Il fumo di sigarette ed il consumo di alcolici, come altri comportamenti a rischio, rappresentano per gli adolescenti condotte dotate di significato e dirette ad uno scopo: esse svolgono infatti delle specifiche funzioni in rapporto agli obiettivi di crescita. Il presente studio si č proposto di indagare quali sono tali funzioni nella percezione degli adolescenti attraverso sei focus group che hanno coinvolto un totale di 46 adolescenti di entrambi i generi frequentanti scuole medie superiori di diverso indirizzo della cittŕ di Torino. Il materiale testuale ricavato dalle interviste č stato sottoposto ad analisi del contenuto, individuando una serie di categorie corrispondenti alle varie funzioni. I risultati hanno evidenziato che le principali funzioni attribuite al fumo di sigarette possono essere ricondotte alla trasgressione, alla sperimentazione, all'emulazione e alla visibilitŕ, mentre le principali funzioni del consumo di alcolici si riferiscono alla comunicazione e alUna motivazione che accomuna entrambi i comportamenti č riconducibile al piacere. I risultati, oltre a confermare quanto evidenziato dalla letteratura, offrono rilevanti spunti per la prevenzione.

L'articolo descrive la distinzione tra diritto pubblico e diritto privato e la sua trasformazione in quella che Bobbio ha definito una "grande dicotomia". Attraverso l'analisi di alcuni classici della sociologia e della filosofia del diritto, esso cerca di individuare due opposte "funzioni ideologiche" della dicotomia, legate rispettivamente al primato del diritto pubblico e del diritto privato. L'immagine privatistica del diritto č infine ricondotta alle sue principali matrici storiche, e analizzata in alcune piů recenti versioni, che ne conservano intatto il significato ideologico.

L'idea bioregionale sottende un progetto di ricomposizione dei paesaggi di bordo che, ripristinando flussi, funzioni ecologiche, relazioni e identità, realizza un tessuto connettivo e attivatore. Tale tessuto agisce tramite interventi locali, caratterizzati da strumenti e linguaggi multidisciplinari e transcalari. Secondo quest'ottica, gli spazi rappresentano entità che si attivano attraverso una dimensione relazionale, di natura sociale, politica, economica, culturale, dai risvolti spaziali. Pratiche di modificazione, forme di regolamentazione, politiche di governo, gesti e usi, immaginari urbani e rurali concorrono, in forma plurale, alla generazione di spazi che sono il prodotto di questa molteplicità. È, quindi, attraverso questo quadro bioregionale che possiamo rileggere spazi, azioni progettuali e relazioni come elementi di una rete.

Il presente contributo intende analizzare i fenomeni di formazione e radicamento della cristianizzazione nellaTuscia Annonaria(attuale Toscana settentrionale) nel periodo compreso tra il IV e la seconda metà dell'VIII secolo d.C., sia in ambito urbano che in quello rurale. Questo tema, sinora scarsamente analizzato in maniera complessiva, verrà sviscerato partendo da un approccio quantitativo (ancorato ad una schedatura delle evidenze materiali e scritte), funzionale all'approfondimento di problematiche storiografiche e di nuove possibili chiavi di lettura di fenomeni complessi e articolati quali furono quelli legati alla trasformazione delle città e dei paesaggi romani e che portarono alla strutturazione delle realtà post classiche.

Recentemente, sempre più attenzione è stata rivolta all' utilizzo di coloranti organici come assorbitori di luce per la preparazione di strati fotoattivi in celle solari organiche (OPV). I coloranti organici presentano un'elevata abilità nella cattura della luce solare grazie all'elevato coefficiente di estinzione molare e buone proprietà fotofisiche. Per questi motivi sono eccellenti candidati per l'incremento della conversione fotoelettrica in OPV. In questa tesi viene descritta una nuova strategia per l'incorporazione di derivati porfirinici in catena laterale a copolimeri tiofenici. Gli studi svolti hanno dimostrato che poli(3-bromoesil)tiofene può essere variamente funzionalizzato con idrossitetrafenilporfirina (TPPOH), per l'ottenimento di copolimeri utilizzabili come materiali p-donatori nella realizzazione di OPV. I copolimeri poli[3-(6-bromoesil)tiofene-co-(3-[5-(4-fenossi)-10,15,20-trifenilporfirinil]esil tiofene] P[T6Br-co-T6TPP] contenenti differenti quantità di porfirina, sono stati sintetizzati sia con metodi non regiospecifici che regiospecifici, con lo scopo di confrontarene le proprietà e di verificare se la strutture macromolecolare che presenta una regiochimica di sostituzione sempre uguale, promuove o meno il trasporto della carica elettrica, migliorando di conseguenza l'efficienza. E' stato inoltre effettuato un ulteriore confronto tra questi derivati e derivati simili P[T6H-co-T6TPP] che non contengono l'atomo di bromo in catena laterale con lo scopo di verificare se l'assenza del gruppo reattivo, migliora o meno la stabilità termica e chimica dei film polimerici, agendo favorevolmete sulle performance dei dispositivi fotovoltaici. Tutti i copolimeri sono stati caratterizzati con differenti tecniche: spettroscopia NMR, FT-IR e UV-Vis, analisi termiche DSC e TGA, e GPC. Le celle solari Bulk Heterojunction, preparate utilizzando PCBM come materiale elettron-accettore e i copolimeri come materilai elettron-donatori, sono state testate utilizzando un multimetro Keithley e il Solar Simulator.
Recently, more and more attention has been directed to the application of organic dyes as light absorbers for the preparation of active polymeric layers in organic photovoltaic (OPV) solar cells. Organic dyes usually present a strong light-harvesting ability, thanks to their high extinction coefficient, and useful photophysical properties and are good candidates for the improvement of OPV solar cells photocurrent. In this work is described a new strategy for the incorporation of a porphyrin derivatives in the side chain of a polythiophene copolymers. The studies carried out have shown that poly[3-(6-bromohexyl)thiophene] can be variously functionalized with hydroxytetraphenylporphyrin [TPPOH] to obtain copolymers used as p-donors materials for the realization of the photoactive blend in OPV. The copolymers poly[3-(6-bromohexyl)thiophene-co-(3-[5-(4-phenoxy)-10,15,20-triphenylporphyrinyl]hexyl thiophene] P[T6Br-co-T6TPP] prepared at different chromophore contents were obtained through both not-regiospecific and regiospecific methods, with the aim to compare the properties and verify whether the macromolecular structure that presents the same regiochemistry of substitution along the system, promote the transport of electric charge, improving the efficiency. Was also carried out a further comparison between these derivatives and similar compounds P[T6H-co-T6TPP] which doesn’t link the bromine atom in the side chain, with the purpose to verify if the absence of the reactive group may improve the thermal and chemical stability of the polymer films, acting on the performance of photovoltaic devices. All the soluble and easily filmable copolymers, have been deeply characterized using different techniques, such as NMR, FT-IR and UV-Vis spectroscopy, DSC and TGA analyses, and GPC. The bulk heterojunction solar cells prepared using PCBM as electron-acceptor molecule and the copolymers as electron-donor molecules were tested using Keithley multimeter and Solar Simulator.

Recentemente, sempre più attenzione è stata rivolta all' utilizzo di coloranti organici come assorbitori di luce per la preparazione di strati fotoattivi in celle solari organiche (OPV). I coloranti organici presentano un'elevata abilità nella cattura della luce solare grazie all'elevato coefficiente di estinzione molare e buone proprietà fotofisiche. Per questi motivi sono eccellenti candidati per l'incremento della conversione fotoelettrica in OPV. In questa tesi viene descritta una nuova strategia per l'incorporazione di derivati porfirinici in catena laterale a copolimeri tiofenici. Gli studi svolti hanno dimostrato che poli(3-bromoesil)tiofene può essere variamente funzionalizzato con idrossitetrafenilporfirina (TPPOH), per l'ottenimento di copolimeri utilizzabili come materiali p-donatori nella realizzazione di OPV. I copolimeri poli[3-(6-bromoesil)tiofene-co-(3-[5-(4-fenossi)-10,15,20-trifenilporfirinil]esil tiofene] P[T6Br-co-T6TPP] contenenti differenti quantità di porfirina, sono stati sintetizzati sia con metodi non regiospecifici che regiospecifici, con lo scopo di confrontarene le proprietà e di verificare se la strutture macromolecolare che presenta una regiochimica di sostituzione sempre uguale, promuove o meno il trasporto della carica elettrica, migliorando di conseguenza l'efficienza. E' stato inoltre effettuato un ulteriore confronto tra questi derivati e derivati simili P[T6H-co-T6TPP] che non contengono l'atomo di bromo in catena laterale con lo scopo di verificare se l'assenza del gruppo reattivo, migliora o meno la stabilità termica e chimica dei film polimerici, agendo favorevolmete sulle performance dei dispositivi fotovoltaici. Tutti i copolimeri sono stati caratterizzati con differenti tecniche: spettroscopia NMR, FT-IR e UV-Vis, analisi termiche DSC e TGA, e GPC. Le celle solari Bulk Heterojunction, preparate utilizzando PCBM come materiale elettron-accettore e i copolimeri come materilai elettron-donatori, sono state testate utilizzando un multimetro Keithley e il Solar Simulator.
Recently, more and more attention has been directed to the application of organic dyes as light absorbers for the preparation of active polymeric layers in organic photovoltaic (OPV) solar cells. Organic dyes usually present a strong light-harvesting ability, thanks to their high extinction coefficient, and useful photophysical properties and are good candidates for the improvement of OPV solar cells photocurrent. In this work is described a new strategy for the incorporation of a porphyrin derivatives in the side chain of a polythiophene copolymers. The studies carried out have shown that poly[3-(6-bromohexyl)thiophene] can be variously functionalized with hydroxytetraphenylporphyrin [TPPOH] to obtain copolymers used as p-donors materials for the realization of the photoactive blend in OPV. The copolymers poly[3-(6-bromohexyl)thiophene-co-(3-[5-(4-phenoxy)-10,15,20-triphenylporphyrinyl]hexyl thiophene] P[T6Br-co-T6TPP] prepared at different chromophore contents were obtained through both not-regiospecific and regiospecific methods, with the aim to compare the properties and verify whether the macromolecular structure that presents the same regiochemistry of substitution along the system, promote the transport of electric charge, improving the efficiency. Was also carried out a further comparison between these derivatives and similar compounds P[T6H-co-T6TPP] which doesn’t link the bromine atom in the side chain, with the purpose to verify if the absence of the reactive group may improve the thermal and chemical stability of the polymer films, acting on the performance of photovoltaic devices. All the soluble and easily filmable copolymers, have been deeply characterized using different techniques, such as NMR, FT-IR and UV-Vis spectroscopy, DSC and TGA analyses, and GPC. The bulk heterojunction solar cells prepared using PCBM as electron-acceptor molecule and the copolymers as electron-donor molecules were tested using Keithley multimeter and Solar Simulator.

La decorazione superficiale è un metodo molto utile che permette di migliorare le prestazioni di materiali nanocompositi polimerici, in quanto agisce sull'incompatibilità tra la fase organica e quella inorganica. L'introduzione di un sottile strato polimerico consente una migliore dispersione di nanocristalli inorganici (NC) in matrici polimeriche, dove al contrario particelle nude aggregano e precipitano. Inoltre, la modifica superficiale è uno metodo efficace che permette di introdurre funzionalità aggiuntive ai NC, offrendo nuove proprietà per un gran numero di applicazioni. Durante il mio periodo di ricerca ho sintetizzato NC di biossido di titanio di diverse fasi e dimensioni e ho studiato il comportamento delle nanoparticelle in acqua con TD NMR. Abbiamo osservato che l'acqua interagisce con la superficie in modo tale da diventare una sonda in grado di identificare la fase cristallina del NC. In seguito, è stato condotto uno studio sul processo di grafting to su anatase sferico di polietilenossido monometiletere (mPEO) commerciale e polistirene (PS), sintetizzato tramite polimerizzazione RAFT. I polimeri sono stati modificati con diversi gruppi ancoranti. Gli esperimenti sono stati condotti utilizzando diversi solventi e condizioni sperimentali. Dal momento che abbiamo a che fare con un sistema composto da tre componenti, controllando le interazioni polimero-solvente, la reattività della superficie e l'interazione superficie-solvente, è stato possibile regolare la densità delle catene polimeriche legate e di conseguenza la loro conformazione. Successivamente è stata affrontata la preparazione di nanocompositi a base di poliuretano termoplastico (TPU) a partire da un sistema mixed double layer su anatase rodlike. È stata utilizzata una sintesi colloidale che si adatta alle esigenze di buon controllo sulla dimensione e sulla purezza del cristallo con la produzione su larga scala. Le particelle prodotte, ricoperte da acido oleico (OA), sono successivamente decorate con approccio grafting to utilizzando mPEO ad alto peso molecolare. Le nanoparticelle presentano uno strato ad alta densità di OA e uno a bassa densità di mPEO. In seguito, sono stati preparati per solvent catsing una serie di materiali nanocompositi basati su un double layer mPEO-OA@Anatase e single layer OA @ Anatase in TPU altamente alifatico. Sono stati ottenuti film otticamente trasparenti con indice di rifrazione più elevato (1.63) rispetto al TPU non caricato (1.49). Le prove meccaniche dei materiali nanocompositi hanno mostrato moduli elastici migliori rispetto al semplice TPU. In particolare, il mPEO-OA@Anatase, a parità di quantitativo di filler, ha mostrato un modulo elastico più elevato rispetto all’OA@Anatase. Infine, ho trascorso 7 mesi presso il gruppo del Dr. Benicewicz nella University of South Carolina (USA) in cui ho lavorato su un progetto focalizzato sulla sintesi di membrane polimeriche composte da materiale nanocomposito in grado di separare efficacemente miscele di gas. La prima parte del progetto è stata la preparazione di una serie di campioni basati su particelle di fumed silca (FS) utilizzando un approccio grafting-from con polimetilacrilato. In letteratura è riportato che nanocristalli graftati con polimeri, se in grado di riorganizzarsi ordinatamente nello spazio, possiedono migliori proprietà di permeabilità. Questo è legato al controllo sulla formazione di volume libero nel materiale. Si è osservato che le FS non sono in grado di riorganizzarsi ordinatamente e i dati sperimentali hanno confermato che questo sistema si comporta come una barriera fisica ai gas. Nella seconda parte del progetto è stata sintetizzato un nanocomposito con migliore permeabilità e selettività alla CO2. Questo materiale è stato ottenuto sfruttando la combinazione dell'effetto self-assembly, utilizzano NP di silice, e l'uso di un polimero più selettivo (metacrilammide con catena laterale oligoaniline) sintetizzato ad hoc.
Surface ligand engineering is an effective tool used to enhance polymer nanocomposites materials performance, since it plays a key role on one of the trickiest issues: the incompatibility between the organic and inorganic phase. The introduction of a thin polymeric layer enables a good dispersion of the inorganic nanocrystals (NCs) in polymer matrices, where otherwise bare particles aggregate and precipitate. The surface modification is an effective method to introduce additional functionalities to the NPs, giving new properties for a large number of applications. During my research I synthesized different titanium dioxide NCs of different phase and size. I investigated the behavior of bare TiO2 NCs in water. Taking advantage of the interaction between water molecules and titanium dioxide NCs, we found that water interacts in a way that make it a probe able to identify the titanium dioxide crystalline phase. Then an intensive study was done to understand the role of solvents during the grafting process in terms of interaction with polymer chains and inorganic surface. At first a study was done on the grafting-to process of polyethylene oxide monomethylether (mPEO) and polystyrene (PS) on spherical anatase NCs. Commercial mPEO of different molecular weight and polystyrene, synthesized via RAFT polymerization, were used and modified with different anchoring group. The polymers were grafted on anatase NCs through grafting-to approach using different solvents and experimental conditions. Water and methylene chloride were selected according to their ability to interact with the polymer chains and the NC’s surface. Thanks to this massive work we improved our knowledge on the grafting-to approach; we produced a method to create NCs with controlled graft densities and well-defined conformations. Thanks to our experience built during these years of research activity, we were able to prepare a nanocomposite material based on thermoplastic polyurethane (TPU). We started from a mixed double layer system tethered on rod-like anatase nanocrystal. The NCs covered with oleic acid (OA) were synthesized with a colloidal process and modified with a grafting-to approach using a high molecular weight mPEO. The as synthesized object is composed by a high density layer of OA and a low density layer of mPEO (mPEO-OA@Anatase). In order to investigate the properties of this type of objects, a set of nanocomposite materials based on mPEO-OA@Anatase and OA@Anatase were produced in a highly aliphatic TPU matrix with a solvent casting process. It was observed that for both mPEO-OA@Anatase and OA@Anatase optically clear films with improved refractive index (1.63) were obtained. The mechanical tests showed better elastic modulus for filler loaded nanocomposite materials. In particular the mPEO-OA@Anatase presented a higher elastic modulus than OA@Anatase when loaded with the same amount of nanofiller without affecting the optical properties. During my research period abroad, I spent 7 months at Dr. Benicewicz’s group in the University of South Carolina (USA). The aim of my project was focused on the synthesis of new nanocomposite material in the gas separation field. In the first part of the project we prepared a set of samples based on fumed silica (FS) particles using a grafting-from approach to modify the surface with RAFT polymerization. This kind of particles were not able to self-assemble in an organized and no improvement of the the gas permeation properties, even if FS were well dispersed into the polymer matrix. Experimental data confirmed that FS acts as a physical gas barrier. In the second part of the project were synthesized a nanocomposite material using the same approach on silica NP with polymethacrylamide with oligoaniline side chain. These NPs were able to self-assemble in a controlled fashion and thanks to a more selective polymer we obtained a material with enhanced permeability and selectivity to CO2.

MALTE SOSTENIBILI CON PROPRIETA’ FUNZIONALI AVANZATE PER L’EFFICIENZA ENERGETICA Introduzione: La riduzione del consumo energetico in campo edilizio, la produzione di materiali isolanti termici e la soluzione di problemi ambientali attraverso il riciclaggio dei rifiuti urbani sono le sfide principali del futuro. A questo scopo, sono state studiate diverse tipologie di intonaci, in cui materie prime, come ad esempio sabbia naturale e calcare riempitivo, sono state rimpiazzate da silice espansa riempitiva alleggerita, pietra pomice e vetro riciclato espanso. Materiali e Metodi: Miscela di Cemento Portland bianco di tipo CEM II/B-LL 32,5 R e calce di tipo CL 80 S-01 sono stati utilizzati come leganti per realizzare sei diversi tipi di intonaci alleggeriti. Per ogni miscela, le proporzioni cemento Portland-calce sono state cambiate, in maniera più o meno significativa, per poter migliorare gli intonaci. Al fine di aumentare la lavorabilità degli intonaci, è stato aggiunto filler di perlite espansa alle sei miscele ed è stato osservato il comportamento delle differenti proporzioni. La reologia degli intonaci è stata modificata dalla perlite espansa, la quale è stata miscelata per raggiungere la corretta densità per la malta fresca. La curva granulometrica è stata valutata tramite laser, con valori di 0 ÷ 150 μm. La perlite espansa è stata utilizzata per apportare buone proprietà termiche agli intonaci, poiché la sua conduttività termica è di 0,054 W/mK, e per dare leggerezza al legante, dato che la sua massa volumica in mucchio è di 150 kg/mc. Una maggiore percentuale di filler di perlite espansa consente un miglioramento della proprietà di isolamento termico ed è stata anche ampiamente utilizzata nei materiali isolanti in commercio. Inoltre, la costruzione di edifici ecosostenibili si è concentrata nella scelta di materie prime naturali e materiali riciclabili, come la perlite espansa, per promuovere la responsabilità nei confronti dell’ambiente. Principalmente era composta da 74% - 78% SiO2 e 11% - 14% Al2O3. La lavorabilità e la corretta curva granulometrica sono state raggiunte con l'utilizzo del filler calcareo con granulometria fina 1,8 ÷3,3 μm: la curva granulometrica è stata misurata attraverso il metodo di sedimentazione (Micromeritics Sedigraph III Plus). La densità compattata è stata valutata secondo la ISO 787-2 con un valore di 0,80 ÷ 1,0 g/cm3. La sua composizione chimica è stata di 95% - 97% CaO3. In alternativa al filler calcareo, è stato utilizzato il caolino calcinato. La granulometria ultrafine del caolino calcinato è stata scelta per conferire maggiore coesione alla malta indurita. La densità compattata era di 0,290 g/cm3, la quale ha conferito maggiore leggerezza per migliorare la proprietà termica. La struttura chimica, come la grana espansa, dovrebbe sviluppare valori migliori di isolamento termico. L’aggregato minerale naturale sabbia di quarzo, è stato rimpiazzato con aggregati naturali alleggeriti, i quali sono stati utilizzati per ottenere un buon valore termico negli intonaci. Due tipi di perlite espansa sono stati utilizzati per la produzione di intonaci per l’isolamento termico. Il tipo 1 e il tipo 2 hanno rispettivamente una granulometria di 0,1 – 0,3 mm e di 2 – 5 mm, tuttavia, il valore più alto di conduttività termica è stato ottenuto dal tipo 1, il quale ha una densità apparente di 0,060 g/cm3. La composizione chimica ha mostrato un contenuto maggiore di SiO2 eNa2O nel tipo 1, mentre è stato riscontrato un contenuto maggiore di AL2O3 nel tipo 2. L’analisi con il microscopio elettronico ha rivelato una porosità interna da cui dipendono le proprietà tecniche in ambito energetico di rivestimenti fatti con intonaci. Sono state realizzate miscele differenti con la perlite espansa di tipo 1 e di tipo 2 per studiare la relazione tra i due materiali, le diverse proporzioni, il peso dell’intonaco e la conduttività termica. Altri tipi di aggregati alleggeriti naturali sono stati inclusi in questa ricerca, tre tipi di pietra pomice, i quali sono stati utilizzati per la realizzazione di cinque miscele su sei. La densità apparente della pietra pomice di tipo 1 e tipo 2 è migliore rispetto a quella del tipo 3: rispettivamente 0,300 contro 0,390 g/cm3 e 0,550 contro 900 g/cm3. La densità ha un effetto importante sulle proprietà termiche e la connessione tra la densità e la conduttività termica è stata dimostrata. Inoltre, la composizione chimica della pietra pomice è diversa a secondo il tipo di pomice. La pietra pomice di tipo 1 e di tipo 2 hanno un maggiore contenuto di (71,7%) e una buona percentuale di Na2O (13,3%) e CaO (8,9%), mentre la pietra pomice di tipo 3 ha un minore contenuto di SiO2 (62,5%) e una buona percentuale di Al2O3 (17,5%) e K2O (9,5%). L’uso della pomice è stato valutato in relazione alla resistenza alla compressione a 28 giorni delle diverse miscele. Inoltre, vetro riciclato post consumo è stato utilizzato nelle miscele come aggregato riciclato alleggerito e sono stati studiati gli effetti sulla resistenza a compressione, conduttività termica e sulla porosità. Il vetro riciclato espanso ha una granulometria di 2 – 4 mm ed è stato miscelato insieme alla pomice di tipo 2 per ottenere la curva granulometrica e una buona resistenza meccanica. Il vetro riciclato espanso ha mostrato un’ottima proporzione tra densità apparente e resistenza alla compressione, rispettivamente 190 g/cm3 e 1,4 N/mm2. Questi aggregati derivanti da vetro post-consumo possiedono la seguente composizione chimica: SiO2 (56%), Al2O3 (22%) e K2O+Na2O (5% - 7%). Il vetro riciclato espanso è una materia prima resistente agli alcali e pertanto idonea alla lavorazione con la calce e cemento senza solventi. Al fine di migliorare la lavorabilità e la coesione delle malte fresche, sono stati aggiunti additivi reologici, come ad esempio cellulosa, e resine disperse in polvere. Un additivo antiritiro, è stato aggiunto alle miscele che avevano la più alta proporzione di acqua/cemento. In ogni miscela è stata anche aggiunta una miscela di aerante in differenti proporzioni per valutare la relazione tra additivo e proprietà termiche. Infine, fibre di propilene sono state utilizzate per ridurre l’azione di ritiro. Dopo l’ottimizzazione dei dosaggi della malta, 16 miscele selezionate sono state descritte, allo stato fresco, mediante la valutazione della consistenza fresca e la misurazione della densità apparente della malta fresca. Allo stato solido, mediante compressione e prove di flessione, così come misure di conduttività termica attraverso heat flow meter secondo lo standard EN 12667. Gli intonaci selezionati sono stati descritti anche tramite il porosi metro al mercurio, utilizzato per determinare diversi aspetti quantificabili della natura porosa di un materiale, come ad esempio il diametro dei pori, la porosità, la superficie, la densità apparente e assoluta. Infine, è stata trovata una relazione con queste caratteristiche funzionali principali per prevedere il comportamento acustico di intonaci alleggeriti. Risultati: La consistenza fresca è sempre stata compresa nell’intervallo 12,5-13,5% (valore obiettivo per intonaci), i valori di massa volumica della malta fresca compresi tra 350-1020 kg/m3, con il valore minimo ottenuto aggiungendo il massimo dosaggio di silice espansa alleggerita, silice riempitiva e sughero (cfr. miscele PM 10, PM 14 e MIX 5). Riguardo la resistenza alla compressione a 28 giorni, i valori ottenuti sono stati di 0,3-5,0 MPa (in generale, il valore minimo accettato per un intonaco è di almeno 1,5-2,0 MPa). Per quanto riguarda invece la resistenza a flessione a 28 giorni, i valori ottenuti nella prima parte di questa ricerca erano compresi tra 0,1 – 0,80 MPa. Nella fase di ottimizzazione, le resistenze meccaniche sono aumentate fino a raggiungere valori nell’intervallo di 1,5 – 4,5 MPa. Infine, I calcoli di conduttività termica hanno evidenziato valori estremamente bassi per un intonaco, che variano da 0.05 a 0.09 Wm-1K-1. Discussione: Sulla base dei risultati ottenuti, l’uso di materie prime di origine vulcanica, come ad esempio la perlite espansa e pietra pomice, nonché vetro espanso ottenuto dal riciclaggio dei rifiuti urbani, si è dimostrato essere estremamente promettente per la produzione di intonaci alleggeriti o per l’isolamento termico, idonei al miglioramento del rendimento energetico in campo edilizio. Inoltre, nella maggior parte dei casi, l’intonaco ha mostrato performance meccaniche soddisfacenti.
ENVIRONMENTAL SUSTAINABLE MORTARS WITH INNOVATIVE FUNCTIONAL PROPRIETIES FOR ENERGY EFFICIENCY Introduction: The reduction of energy consumption in construction, the production of thermally insulating materials, as well as the solution of environmental problems by recycling municipal waste are key challenges for the next future. For this reason, several plasters have been studied, in which virgin raw materials such as natural sand and limestone filler were replaced by lightweight expanded silica filler, pumice, recycled expanded glass. Materials and Methods: Mixtures of white cement Portland type CEM II/B-LL 32,5 R and lime type CL 80 S-01 were used as binder to realize six different lightweight plasters. The ratios between cement Portland and lime were changed, more or less significantly, for each mixtures in order to improve plasters. To increase the plasters’ workability, lightweight silica filler was added to the six mixtures and the behavior of different ratios used was observed. The rheology of the plasters was modified from the lightweight silica, which was blended to achieve the right fresh mortar density. The particle size distribution was evaluated with laser method with value of 0 ÷ 150 μm. The lightweight silica was employed to bring good thermal property to the plasters, its thermal conductivity is 0.054 W/mK, and to give lightness to the binder because its bulk density is 150 kg/mc. Major ratio of lightweight silica filler to improve thermal insulation property was demonstrated and was widely employed into commercial insulating materials. Furthermore sustainable construction building was focused on the choice of natural raw materials and recyclable materials, as lightweight silica, to promote environmental responsibility. It was mainly composed by 74% - 78% SiO2 and 11% - 14% Al2O3. The workability and the correct particle size distribution were achieved to use the limestone powder with fine grain 1.8 ÷ 3.3 μm: particle size distribution was measured using the sedimentation method (Micromeritics Sedigraph III Plus). The tamped bulk density was evaluated according to ISO 787-2 with a value of 0.80 ÷1.0 g/cm3. Its chemical composition was 95% - 97% CaO3. Alternatively to highly pulverized powder as limestone, calcined kaolin was used. The ultra fine particle size grain of calcined kaolin was chosen to give more cohesiveness to the hardened mortar. The tamped bulk density is 0.290 g/cm3, which gave more lightness to improve the thermal property. The chemical structure, as expanded grain, should develop better values of thermal insulation. The natural mineral aggregate quartz sand, was replaced with natural lightweight aggregates, which were used to obtain a good thermal values in plasters. Two type of lightweight expanded silica were used to produce a thermal insulating plaster. The LES type 1 and the LES type 2 had a particle size of 0.1 – 0.3 mm and 2 – 5 mm respectively, however the highest value of thermal conductivity was obtained to LES type 1 which also has a bulk density of 0.060 g/cm3. The chemical composition showed a higher content of SiO2 and Na2O in LES type 1 while a higher content of AL2O3 was in LES type 2. The analysis with the electron microscope has disclosed a diffused internal porosity from which depended the technical properties in energy field of plaster coatings. Different mixtures with LES type 1 and type 2 were made to study the relationship between the two materials, the different ratios, the plaster weight and the thermal conductivity. In this research were investigated another natural lightweight aggregates, three type of pumice which were used to realize five out of six mixtures. The bulk density of pumice type 1 and type 2 is better than pumice type 3: 0.300 to 0.390 g/cm3 and 0.550 to 900 g/cm3 respectively. The density has an important effect on thermal properties and the connection between density and thermal conductivity was demonstrated. Furthermore, the chemical composition of pumice is different according to the type. Pumice type 1 and type 2 has a major content of SiO2 (71.7%) and a good percentage of Na2O (13.3%) and CaO (8.9%), instead pumice type 3 has a lower content of SiO2 (62,5%) and a good percentage of Al2O3 (17.5%) and K2O (9.5%). The use of pumice was evaluated in relationship with the compressive strength at 28 day of the various mixtures, which studied the effects of the different type of pumice and the particle size distribution also. Furthermore, a post consumer glass was used into the mixtures as recycled lightweight aggregates and the effects on compressive strength, thermal conductivity and porosity were studied. The recycled expanded glass has a particle size of 2 – 4 mm and it was mixed together pumice type 2 to obtain the particle size distribution and to achieve a good mechanical resistance. The recycled expanded glass has showed an optimum ratio between bulk density and crushing resistance, 190 g/cm3 and 1.4 N/mm2 respectively. These aggregates produced by post consumer glass have a chemical composition as follows: SiO2 (56%), Al2O3 (22%) and K2O+Na2O (5% - 7%). The recycled expanded glass is an alkali-resistant raw material and therefore suitable for working with lime and cement solvent-free. In order to improve workability and cohesiveness of the fresh mortars, rheological additives, as cellulose, and resin in powder dispersion and vinyl acetate were added. A shrinkage reduction agent, a combination of aliphatic alcohols, was added to the mixtures which had the highest water/cement. In each mixture were also added air entraining admixtures with different ratio, to evaluate the relationship between additive and thermal properties. Finally, polypropylene fiber was used to reduce the shrinkage action. After optimization of mortar mixture proportions, 16 selected mixtures were characterized at fresh state by means of fresh consistency evaluation, as well as bulk density of fresh mortar measurements, then at the hardened state by means of compression and bending tests as well as thermal conductivity measurements by means of heat flow meter apparatus according to EN 12667. The selected plasters were also characterized by means of Porosimetry, used to determine various quantifiable aspects of a material's porous nature, such as pore diameter, total pore volume, surface area, and bulk and absolute densities. Finally, a relationship with this main functional characteristics was found to forecast acoustic behavior of lightweight plasters. Results: Fresh consistency was always in the range 12.5-13.5% (target value for plasters), bulk density values of fresh mortars were in the range 350-1020 kg/m3, with the minimum value obtained by adding the maximum dosage of lightweight expanded silica, silica filler and cork (see mixtures PM 10, PM 14 and MIX 5). Concerning 28-day compressive strength the values achieved were in the range 0.3-5.0 MPa (in general the minimum accepted value for a plaster is at least 1.5-2.0 MPa). Concerning 28-day flexural strength the values achieved during the first step of this research were in the range 0.1 – 0.80 MPa. In the optimization stage, the mechanical resistances were increased up to reach values in the range 1.5 – 4.5 MPa. Finally, thermal conductivity measurements showed extremely low values for a plaster ranging from 0.05 to 0.09 Wm-1K-1. Discussion: On the basis of the obtained results, the use of volcanic raw materials, such as lightweight expanded silica and pumice, as well as of expanded glass obtained by recycling municipal waste, proved to be extremely promising in order to produce lightweight and thermal insulating plasters, suitable for energy efficiency improvement in building. Moreover, satisfactory plaster mechanical performances were obtained in most cases.

Le nanotecnologie sono ormai parte dell’esperienza quotidiana e rappresentano un pilastro fondamentale dello sviluppo tecnologico, economico e sociale futuro. In particolare, l’Unione Europea le considera fra le tecnologie chiave per lo sviluppo tecnologico e ha messo in evidenza l’importanza di introdurne i principi base già nelle scuole superiori[1],. L’introduzione delle nanoscienze nei curricula delle scuole superiori permette di collegare le diverse materie in un’ottica interdisciplinare e si presta ad attività “hands-on” di provata efficacia[2]. Le nanoscienze mirano a progettare e realizzare materiali con nuove proprietà, i cosiddetti materiali funzionali, controllandone struttura, composizione chimica e morfologia alla micro- e nanoscala. Le loro caratteristiche microscopiche si riflettono infatti sulle loro proprietà macroscopiche in modo spesso eclatante. Diversi esempi di materiali funzionali sono facilmente reperibili sul mercato e le loro proprietà possono efficacemente essere illustrate nei laboratori scolastici. Solitamente queste dimostrazioni d’aula sono pensate per accendere la curiosità degli studenti, utilizzando il cosiddetto “wow-effect”. Il progetto Nanolab, di Unimore[3], mira ad andare oltre questo approccio, proponendo protocolli sperimentali quantitativi, riproducibili e facilmente realizzabili per introdurre alcune idee-chiave delle nanoscienze. In questo lavoro di tesi, che si inquadra nel progetto Nanolab, sono stati progettati alcuni nuovi protocolli e teaching-learning sequence (TLS), sviluppando un approccio didattico originale all’attività sperimentale, che trova fondamento in letteratura nel modello ISLE (Investigative Science Learning Environment)[4] e nell’ Instructional Model “5E”[5]. La tribologia, cioè lo studio dei fenomeni di attrito, è un settore delle scienze dei materiali di enorme rilevanza tecnologica. La comprensione delle origini microscopiche di questi fenomeni è a tutt’oggi oggetto di ricerca. Sebbene tradizionalmente i fenomeni di attrito siano piuttosto trascurati dai curricula scolastici, essi rappresentano invece l’occasione per introdurre concetti interdisciplinari estremamente importanti, quali le caratteristiche delle interazioni molecolari e il loro ruolo nel determinare le proprietà di superfici in contatto[6,7]. Un contributo in questa direzione è fornito dalla prima TLS sviluppata in questa tesi. Essa si basa sullo studio del Gecko Tape ®, un adesivo microstrutturato, bio-ispirato alle zampe del Gecko, e collega fisica e chimica, introducendo l’idea-chiave “struttura è funzione”. Il percorso proposto mima il mestiere dello scienziato nelle sue fasi di ricerca e di condivisione dei risultati con modalità simili a quelle di un congresso scientifico. La TLS è stata validata su alcuni gruppi di studenti, eterogenei per interesse e formazione, e testata anche in modalità peer education, ottenendo sempre risultati molto positivi. Una seconda TLS è legata all’idea-chiave “Metodi e strumentazione” e sfrutta il Gecko Tape® come reticolo di diffrazione, flessibile e deformabile, per l’apprendimento attivo dell’ottica. Viene proposta anche in flipped-classroom con materiali didattici appositamente preparati. I materiali prodotti, tra cui filmati e videotutorial, sono disponibili sul sito, completamente rinnovato, www.nanolab.unimore.it, e sono la base per corsi di aggiornamento per insegnanti, di cui uno tenuto nel 2018, ed uno prossimo venturo. 1. I. Malsch; Nanotech. Rev 3, 211 (2014) 2. M. Prince; J. Engr.Ed Rev 93, 223 (2004) 3. http://www.nanolab.unimore.it 4. E. Etkinaa, Physics World 27, 48 (2014) 5. R.W. Bybee; Science& children 51,10 (2014) 6. U. Besson et al. Am. J. Phys. 75, 1106 (2007) 7. V. Montalbano Proceedings of the GIREP-MPTL, 863 (2014)
Nanotechnologies are already part of everyday life and are indicated in HO2020 as fundamental key-enabling technologies for the scientific, economic and social development of EU. EU has indeed recommend the introduction of nanoscience and nanotechnology in high school curricula [1] since the beginning of the new millennium, due to their highly interdisciplinary character and also because they are particularly well-suited for effective hands-on activities [2]. One of the most relevant goal of nanoscience is to design and realize novel materials with peculiar properties, the so-called functional materials, by fine tuning their structure, chemical composition and morphology at the micro and nanoscale. Indeed, the microscopic characteristics of such materials strongly affect their macroscopic properties, often in highly surprising ways. Several functional materials are nowadays easily purchased and are used in the school labs to trigger pupils’ curiosity and interest, exploiting the so-called wow-effect. The Unimore Nanolab project [3] goes beyond this approach, designing fully quantitative experiments based on functional materials, which are aimed at introducing selected key-concepts (“big-ideas”) in nanoscience. In this PhD thesis work, as a part of the Nanolab project, I designed and test a few new teaching learning sequences (TLS), developing a novel educational approach to experimental activities, inspired by ISLE (Investigative Science Learning Environment)[4] and Instructional 5E models[5]. Tribology, i.e. the study of friction, wear and adhesion phenomena, is an extremely active field of research of paramount technological relevance. Achieving a comprehensive understanding of these phenomena at the nano- and meso-scale is currently an open issue. As far as education is concerned, friction has been considered a trivial topic which deserved little attention in traditional high-school curricula. In fact, it actually provides an appealing way to introduce fundamental interdisciplinary concepts, such as atomic and molecular interactions and their key role in determining the behaviour and properties of two surfaces in intimate contact [6-7]. In this work, I designed a TLS on friction and wetting, which inquires the properties of the Gecko Tape ®, a micro-structured adhesive, bio-inspired by the gecko feet. The TLS aims to convey one of nanoscience Big Ideas, i.e. Structure is function and underlying the strict connections between physics and chemistry. The teaching sequence is intended to mimic the different steps of a true scientific research, including results dissemination and discussion.This TLS has been validated with a few groups of students, with different backgrounds and levels of involvement, and also tested in a peer education set with very good results. A second TLS, addressing the big ideas "Tools and Instrumentation" was also designed, exploiting Gecko Tape® as a flexible and deformable diffraction grating. This activity is part of a sequence regarding optics and is also proposed in a flipped-classroom approach. All the designed educational materials, including films and video tutorials, are available on-line and have been also used in in-service teachers training activities. 1. I. Malsch; Nanotech. Rev 3, 211 (2014) 2. M. Prince; J. Engr.Ed Rev 93, 223 (2004) 3. http://www.nanolab.unimore.it 4. E. Etkinaa, Physics World 27, 48 (2014) 5. R.W. Bybee; Science& children 51,10 (2014) 6. U. Besson et al. Am. J. Phys. 75, 1106 (2007) 7. V. Montalbano Proceedings of the GIREP-MPTL conference, 863 (2014)

La polimerizzazione plasma assistita è una tecnica che permette di ottenere film sottili adatti per una vasta gamma di applicazioni. Questi polimeri presentano differenti proprietà rispetto a quelli prodotti mediante polimerizzazione convenzionale: mostrano una struttura reticolata, sono amorfi, presentano un limitato numero di pinhole e aderiscono bene alla maggior parte dei substrati. Grazie a queste eccellenti proprietà, i film prodotti tramite polimerizzazione plasma assistita sono utilizzati in diverse applicazioni nel settore meccanico, elettronico e biomedicale. Inoltre, negli ultimi decenni, questi film hanno ricevuto grande attenzione da parte dell'industria del packaging alimentare poiché i materiali plastici principalmente impiegati, quali il polipropilene (PP) e il polietilene tereftalato (PET), hanno lo svantaggio di non assicurare sufficienti proprietà barriera ad agenti esterni come l’ossigeno e il vapore acqueo. La conseguente non adeguata shelf-life dei prodotti confezionati ha spinto il mondo industriale a ricercare nuove soluzioni. Attualmente l'industria alimentare si è orientata verso l'impiego di coating a base silicio (SiO2) che oltre a garantire un miglioramento delle proprietà barriera, sono trasparenti. Tra le tecniche principalmente utilizzate per la deposizione di questi film vi è la Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD), dove un precursore viene vaporizzato, frammentato dalle specie presenti nel plasma e ricombinato per poi formare su un substrato il coating desiderato. I precursori più utilizzati sono gli organosilicati poiché presentano una buona volatilità a temperatura ambiente, non sono tossici, non sono infiammabili e sono facilmente reperibili a livello commerciale. L'obiettivo del seguente elaborato, in una prima fase è stato quello di caratterizzare chimicamente e morfologicamente il coating depositato tramite Corona Jet. Nella seconda fase è stato affrontato il calcolo della potenza dissipata in DBD .

Aim of this work is to develop and to validate a structured methodology to investigate mechanical, geometric and functional aspects having a direct impact on the quality and safety of the dental prosthesis. Dental technicians are liable for damages when prosthesis are used. It’s clear from a review of the normative technical documentation as well as of the technical-scientific literature, that safety requirements are not universally accepted and, thus, not yet adopted in the design phase of the prosthesis production. Therefore operators rely on good manufacturing practices more than in inspection and testing investigations. Moreover new methods and technologies are introduced in the production process of dental prosthesis, which have made it increasingly difficult to assess the impact of methodological issues on functional, quality and safety requirements. For these aspects, with reference to technical standards and scientific background, eight type of test were developed that were submitted to a sample of dental laboratories. Tests concern structural properties, geometric precision and functional aspects of dental devices. The proposed tests and the results of the experimental campaign are presented. The results allow assessing the suitability of the proposed method for the characterization of medical devices under study and on that basis, for the definition of quality and safety requirements to be adopted in the design phase and process control.
Obiettivo del lavoro è sviluppare e validare metodologie che permettano di investigare in modo sistematico gli aspetti meccanici, geometrici e funzionali che hanno un impatto diretto sulle caratteristiche di qualità e sicurezza dei dispositivi biomedicali. I fabbricanti del dispositivo medico sono i primi responsabili nel caso in cui si manifestassero dei danni arrecati all’utente durante il corretto utilizzo. Da un’analisi della normativa vigente e dalla letteratura tecnica-scientifica del settore è emerso che i requisiti di sicurezza non risultano accettati universalmente e quindi non sono adottati nella fase di progettazione delle protesi. Ciò fa si che gli operatori del settore si affidino alle buone pratiche di fabbricazione in sostituzione dei controlli e prove finalizzate a limitare i rischi di insuccesso. Inoltre l’introduzione di nuovi metodi e tecnologie nel processo produttivo dei dispositivi dentali aumenta le difficoltà nel valutare la ricaduta delle scelte metodologiche sul rispetto dei requisiti funzionali, di qualità e di sicurezza. Per tale ragione, in riferimento alle norme vigenti e al background scientifico, otto tipologie di prove sono state sviluppate e sottoposte a laboratori odontotecnici. Le prove hanno riguardato la verifica strutturale dei dispositivi, il controllo della precisione geometrica e gli aspetti funzionali delle protesi in esercizio. Nel seguito sono descritte le modalità di prova e presentati i risultati della campagna sperimentale effettuata. I risultati consentono di osservare come il metodo proposto sia adatto alla caratterizzazione dei dispositivi medici oggetto dello studio e che su tale base si può pervenire alla definizione di requisiti di qualità e sicurezza condivisi e pertanto utilizzabili in sede progettuale e di controllo di processo.

This thesis wad aimed at the study and application of titanium dioxide photocatalytic activity on ceramic materials. As a matter of fact, photocatalysis is a very promising method to face most of the problems connected with the increasing environmental pollution. Furthermore, titanium dioxide, in its anatase crystallographic phase, is one of the most investigated photocatalytic material and results to be perfectly compatible with silicate body mixes. That goal was pursued by two different strategies: 1. the addition to a body mix used for heavy clay products of several titania powders, with different mean crystallite size, surface area, morphology and anatase/rutile ratio and a titania nanosuspension as well. The titania addition followed two procedures: bulk and spray addition over the ceramic samples surface. Titania was added in two different percentages: 2.5 and 7.5 wt.% in both of the methods. The ceramic samples were then fired at three maximum temperatures: 900, 950 and 1000 °C. Afterwards, the photocatalytic activity of the prepared ceramic samples was evaluated by following the degradation of an organic compound in aqueous medium, under UV radiation. The influence of titania morphological characteristics on the photoactivity of the fired materials was studied by means of XRD and SEM observations. The ceramic samples, sprayed with a slip containing 7.5 wt.% of titania powder and fired at 900 °C, have the best photoactivity, with a complete photo-decomposition of the organic compound. At 1000 °C no sample acted as a photocatalyst due to the anatase-to-rutile phase transformation and to the reaction between titania and calcium and iron oxides in the raw materials. 2. The second one foresaw the synthesis of TiO2-SiO2 solid solutions, using the following stoichiometry: Ti1-xSixO2 where x = 0, 0.1, 0.3 and 0.5 atoms per formula unit (apfu). The mixtures were then fired following two thermal cycles, each with three maximum temperatures. The effect of SiO2 addition into the TiO2 crystal structure and, consequently, on its photocatalytic activity when fired at high temperature, was thoroughly investigated by means of XRD, XPS, FE-SEM, TEM and BET analysis. The photoactivity of the prepared powders was assessed both in gas and liquid phase. Subsequently, the TiO2-SiO2 solid solutions, previously fired at 900 °C, were sprayed over the ceramic samples surface in the percentage of 7.5 wt.%. The prepared ceramic samples were fired at 900 and 1000 °C. The photocatalytic activity of the ceramic samples was evaluated in liquid phase. Unfortunately, that samples did not show any appreciable photoactivity. In fact, samples fired at 900 °C showed a pretty low photoactivity, while the one fired at 1000 °C showed no photoactivity at all. This was explained by the excessive coarsening of titania particles. To summarise, titania particle size, more than its crystalline phase, seems to have a relevant role in the photocatalytic activity of the ceramic samples.

Le costruzioni animali sono di solito viste come prodotti affascinanti del mondo biologico, ma umanamente privi di significato. Tuttavia, i nidi animali, i dispositivi di cattura e altre costruzioni sono così vari e ingegnosi nel loro uso di materiali, forme, principi e tecniche di costruzione, e così superbi nelle loro prestazioni funzionali, che superano le qualità delle costruzioni umane. Le costruzioni animali sono il prodotto di milioni di anni di evoluzione e adattamento, e questi processi comprendono anche una scelta estetica deliberata. Nell’attuale era di crisi ecologica possiamo sicuramente imparare modi sostenibili di costruire dagli architetti animali.

Nel 2012 i libri del fondo antico della Biblioteca di scienze sociali di Firenze presentano i primi segnali di deterioramento delle legature, a causa delle forti escursioni di temperatura e umidità dell’ambiente di conservazione. Mentre l’Ateneo realizza un nuovo impianto di climatizzazione, la Regione Toscana e i funzionari della Biblioteca Nazionale Centrale di Firenze elaborano un progetto per la messa in sicurezza dell’intero fondo, per rallentare il processo di deterioramento dei materiali e prevenire o stabilizzare i danni già presenti. L’innovativa metodica messa in atto nella Biblioteca è stata illustrata in un seminario tenuto il 24 novembre 2016 presso il Polo di scienze sociali dell’Università di Firenze e il presente volume raccoglie gli interventi dei partecipanti.

Il volume è frutto della ricerca del progetto Claustra. Atlante della spiritualità femminile. Il libro si occupa dell’analisi del paesaggio religioso contrassegnato dalle comunità di clarisse e di domenicane. L’approfondimento della struttura territoriale dei vari regni avviene tramite cinque linee: la conoscenza di aree poco studiate nella topografia monastica femminile; la comprensione delle dinamiche fondazionali e il ruolo delle comunità di mulieres religiose; la dinamica dell’impianto urbano e i processi di comunicazione e di azione, creatori del paesaggio monastico; l’importanza del mecenatismo e del patrocinio femminile nei modelli fondazionali e nella promozione culturale; l’analisi delle pratiche devozionali e della cultura materiale delle comunità in un contesto funzionale, spaziale e performativo. El presente volumen es el resultado de la investigación del proyecto Claustra. Atlas de espiritualidad femenina. El libro se ocupa del análisis del paisaje religioso marcado por las comunidades de clarisas y dominicas. Desde una estructura territorial por reinos se abordan cinco lineas: el conocimiento de áreas poco estudiadas en la topografía monástica femenina; la comprensión de dinámicas fundacionales y el papel de grupos de mulieres religiosae; la dinámica de implantación urbana y los procesos de interacción creadores de paisaje monástico; la importancia del mecenazgo y patronazgo femenino en los modelos fundacionales y de promoción cultural; el análisis de las prácticas devocionales y la cultura material de las monasterios femeninos en un contexto funcional, espacial y performativo.

L’attuale momento di crisi sociale, ambientale e spaziale può essere una svolta - uno dei significati della parola greca originaria κρίσις - del modello di sviluppo basato sul paradigma industriale (Khun, 1962) i cui limiti erano ipotizzati nell’omonimo The Limits of Growth commissionato dal Club di Roma ad alcuni ricercatori del MIT di Boston (USA) edito nel 1972. Il presente scritto suggerisce di sostituire al modello industrialista del “fare la città” - indifferente alle condizioni locali grazie alla supremazia data alle “soluzioni” tecnologiche (Del Nord,1991) - l’approccio ecologico che parte dalle condizioni locali quali indicazioni di piano/progetto/realizzazione per la trasformazione dell’anthropocosmo, cioè del rapporto tra contenitori, reti e comportamenti, ovvero del λόγος, discorso, studio, con l’οίκος, ambiente (www.ekistics.org) con le finalità di Smart City cioè costruire Comunità inclusive, sostenibili socialmente e materialmente avendo il risparmio di consumo di suolo come presupposto della sostenibilità. Ciò significa per i paesi ormai più che emergenti - BRIC e tutti gli altri in forte crescita economica - evitare gli errori compiuti dalle nazioni, usualmente chiamate Occidentali, di devastazione del territorio oltre che in termini di danni sociali. Mentre per quest’ultime l’attenzione va posta al tema della riqualificazione dell’esistente sotto il profilo funzionale, spaziale, ambientale e sociale. Per entrambe si pone la questione centrale del rapporto con la storia, i segni di essa sul territorio, cioè la memoria quale essenziale componente del senso delle cose. The current social, environmental and territorial crisis, can be a turning point - one among the meanings of the originary Greek word κρίσις - of the development model based on the industrial paradigm (Kuhn, 1962) whose limits were declared in the homonymous The Limits of Growth commissioned by the Club of Rome at Boston MIT researchers (Meadows and al.) and published in 1972. This paper suggests to replace the industrial model of “making the city” - indifferent to local conditions thanks to the supremacy given to the technological “solutions” (Del Nord, 1991) - with the ecological approach that starts from the local conditions such as indications of plan/project/construction for the transformation of the anthropocosmo, i.e. the relationship connecting shells, networks and behaviours. That is to relate the λόγος, discourse, analyses, with the οίκος, the environment (www.ekistics.org): finally the purpose of Smart City. It requires to build inclusive Communities, socially and materially sustainable, having the saving of land use as precondition. This should mean for most countries now more then emerging - BRIC and everyone else in the strong economic growth - try to avoid the mistakes made by the nations, usually known as Western ones: i.e. devastation of the territory, social harms, and attention to the spatial redevelopment, and to the functional and social ones. For both there is the central question of the relationship with history, the signs of it, ie the memory as essential component of the meaning of things.