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Incontro con Luigi Nicolais

Dalla natura ai materiali

“L’organizzazione strutturale presente nei materiali naturali ha permesso lo sviluppo di una nuova branca della scienza che consente di progettare e costruire non più solo su
scala macroscopica, ma anche su quella micro e nanoscopica, materiali artificiali ad alta prestazione”.
Federica offre una sintesi dell’incontro con Luigi Nicolais, svoltosi nell’ambito di Come alla Corte di Federico II, ovvero parlando e riparlando di scienza.

Dalla natura ai materiali

La rapida evoluzione del mondo produttivo e tecnologico unita alle sempre maggiori esigenze del mercato hanno catalizzato una profonda innovazione e concezione dei materiali. L’evoluzione è passata dai materiali bulk, ovvero quelli immediatamente disponibili e adattabili alla specifica richiesta, ai materiali funzionali ingegnerizzati per la specifica applicazione. Oggi i nuovi materiali vengono progettati su misura e presentano gradi di complessità e funzionalità da poterli definire ‘quasi organici’.
La realizzazione di materiali intelligenti e multifunzionali necessita di un paradigma filosofico. Domandarsi ‘come progetta la natura?’, ovvero come l’evoluzione naturale ha permesso la realizzazione di materiali biologici con prestazioni specifiche spesso straordinarie a cui i materiali sintetici devono tendere, è sicuramente la migliore strategia per stabilire questo approccio.

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Luigi Nicolais
Professore di Tecnologia dei polimeri e di Scienza e tecnologia dei materiali
Università degli Studi di Napoli Federico II

I materiali

Tutti i materiali progettati dalla natura sono:

• eterogenei;
• anisotropi;
• viscoelastici.

Quali sono le caratteristiche?

Viscoelasticità

Come si comportano i materiali biologici viscoelastici?
La velocità di deformazione diventa fondamentale per la risposta del materiale.
Nel caso dei liquidi:

• se la velocità di deformazione è elevata, il liquido risponde come un corpo elastic;
• se è molto bassa, il liquido si comporta come tale.

Materiali compositi

I materili conpositi sono strutture formate da lamine sovrapposte per ottenere il massimo della resistenza del materiale.
Ma quali sono i processi e le applicazioni?

Biomimetica molecolare: verso il mito di Prometeo

Nell’ultimo trentennio il concetto materiale ha subito una trasformazione filosofica notevole, passando da materiale quasi inerte a materiale quasi vivente, capace di interagire con l’ambiente e reagire in risposta a stimoli.

Homo Faber: le prime tecnologie e i loro materiali

Cos’è l’intelligenza? A questa domanda sono venute le risposte più diverse, a volte sorprendenti. Henri Bergson nel 1907 l’ha definita come ‘la facoltà di fabbricare oggetti artificiali, in particolare utensili per fare altri utensili, e di variarne indefinitamente la fabbricazione’. In accordo con tale concetto, egli affermò che il nome migliore per la nostra specie sarebbe stato quello di Homo faber, non sapiens.
Questa, che potrebbe apparire solo come una provocazione intellettuale, è invece un’interessante intuizione se ci si pone in un’ottica evolutiva. Bergson conosceva certamente gli sviluppi dell’archeologia preistorica. Già alla fine dell’800 era ben noto che le comunità di cacciatori-raccoglitori del paleolitico ben prima di 12.000 anni fa conoscevano sofisticate tecniche di scheggiatura della pietra, volte a ottenere strumenti taglienti.

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Marco Pacciarelli
Professore di Preistoria e protostoria
Università degli Studi di Napoli Federico II

Verso i materiali bio-logici

I nuovi materiali stanno evolvendo verso materiali ‘quasi organici’, caratterizzati da una crescente funzionalità e da una sempre maggiore complessità derivante dall’esigenza di integrare funzioni e capacità di gestire informazioni. Un possibile modello di sviluppo da perseguire a tale scopo è quello di mutuare logiche e meccanismi tipici dei sistemi biologici. In altri termini si cerca di tradurre in termini tecnologici i processi che in natura portano al successo evolutivo dei tessuti biologici a partire dalla loro strutturazione molecolare. Questo approccio sta portando ad una nuova tecno-scienza che vede la convergenza di discipline quali le bioscienze, le nanotecnologie, la tecnologia dell’informazione e le scienze cognitive. per lo sviluppo di una nuova classe i materiali che potremmo definire bio-logici.

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Giuseppe Mensitieri
Professore di Scienze e tecnologie dei materiali
Università degli Studi di Napoli Federico II

Paolo Antonio Netti
Professore di Scienze e tecnologie dei materiali
Università degli Studi di Napoli Federico II

La storia della carta

La carta è da secoli supporto indispensabile alla scrittura; è stata, però, ‘inventata’ molto tempo dopo rispetto a questa. Prima della sua comparsa, l’uomo ha utilizzato svariati supporti per scrivere; costituiscono esempi in tal senso le tavolette d’argilla su cui i Sumeri incidevano simboli e figure e i fogli di papiro che gli Egiziani realizzavano disponendo ‘uno sopra l’altro due strati di strisce ricavate dal midollo della pianta omonima, orientati perpendicolarmente tra loro.
Gli Egiziani producevano grandi quantità di fogli di papiro, che venivano anche esportati in altri paesi mediterranei; i costi, però, erano esorbitanti e quindi la cultura costituiva un’esclusiva dei ricchi. I fogli di papiro furono quindi usati anche da Greci e Romani; è simpatico ricordare che gli studenti dell’antica Roma adoperavano, per alfabetizzarsi, tavolette in legno ricoperte di cera.

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Paolo De Luca
Professore di Botanica Generale
Università degli Studi di Napoli Federico II

Bruno Menale
Ricercatore di Botanica Sistematica
Università degli Studi di Napoli Federico II

I materiali nella vita e nello sviluppo di ogni civiltà umana

Non solo per l’architettura, ma per tutte le scienze del territorio, l’eredità più ricca che dobbiamo riaffermare è ancora la città: la ‘cosa umana per eccellenza’, quel meraviglioso garbuglio di ‘oggetto di natura’ e ’soggetto di cultura’, di individuale e di collettivo, di vissuto e sognato; incontro fantastico di procreazione biologica, evoluzione organica e creazione estetica, come splendidamente ha rappresentato Claude Lévi-Strauss.
È questa eredità, che nonostante tutti i cambiamenti, dobbiamo curare. Sapendo che la cura della città, del territorio, del patrimonio è indispensabile per assicurare la qualità del processo e del prodotto, e costituisce la vera strategia per una competitività durevole. Un’eredità che si trova sotto attacco da più punti. La globalizzazione le sottrae sempre più decisioni cruciali, rendendo i luoghi urbani crescentemente fantasmagorici, concentrando pericolosamente in mescolanze diverse ‘globalizzati’ e ’scontenti’. E la natura, insidiata dai nostri comportamenti distruttivi, reagisce con cambiamenti che tardiamo a cogliere in maniera perspicace.

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Claudio De Rosa
Professore di Chimica industriale e Chimica macromolecolare
Università degli Studi di Napoli Federico II

Etanolo e prezzi dei cereali

I prezzi dei cereali sono cresciuti in modo significativo tra il 2006 e il 2007. Dal confronto tra le quotazioni del 6 maggio 2008, riportate dall’Associazione Granaria di Milano, con quelle di metà 2005, emerge per il grano tenero (tipo panificabile superiore) un incremento del 76%, per il grano duro un incremento del 161% e per il granoturco (tipo nazionale) un incremento del 79%; nello stesso periodo la media dei prezzi delle diverse qualità di riso ha subito un incremento del 98%. Variazioni dei prezzi di portata tanto ampia, registrate anche a livello mondiale, hanno determinato conseguenze rilevanti su quella parte della popolazione per cui frumento e riso costituiscono componenti rilevanti della dieta alimentare. Almeno quattro fattori strutturali possono spiegare quanto accaduto.

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Antonio Acconcia
Professore di Economia politica
Università degli Studi di Napoli Federico II

Scarica il dossier a cura della redazione di Come alla Corte – Edizione 2007-2008