Duct tape:l’americano più originale

Close-up of a roll of duct tape

Il Duct Tape  comunemente tradotto “nastro adesivo” è composto da tre strati: lo strato superiore è una plastica resistente (polyethelyne),lo strato inferiore è un adesivo a base di gomma e lo strato intermedio  è una maglia tessuto. Tutti questi materiali hanno contrinuito a rendere questo nastro adesivo resistente e versatile, utilizzabile in più campi, come quello domestico, lavorativo ecc.

Il Duct tape è stato utilizzato negli anni attribuendogli non solo la sua funzione adesiva ma molte altre. L’uso originale era quello di estromettere l’umidità dalle confezioni di munizioni utilizzate durante la seconda guerra mondiale e visto la sua particolare resistenza e versatilità i militari scoprirono  che il nastro poteva essere impiegato per fissare i calci delle pistole, jeep, aerei, ecc.

Dopo la guerra, il nastro è stato utilizzato nel settore immobiliare in forte espansione per collegare riscaldamento e aria condizionata nello stesso condotto.

Consapevole di tutte le prestazioni di questo nastro adesivo americano,ho voluto provare a dare vita ad un nuovo materiale abbinando il  Duct Tape a velcro,plastica e carta.

Il primo esempio di utilizzo di questi elementi l’ho tradotto in una fascetta blocca ruote per la bici e successivamente in un porta monete che fosse sia resistente ed impermeabile ma anche gradevole esteticamente; quest’ultima caratteristica mi ha permesso di dare vita a piccoli prodotti eseguiti a mano.

REALIZZAZIONE FASCETTA PORTA BICI

 

fase 1

Nelle prime quattro fasi misuriamo il diametro della lunghezza della fascetta che ci occore, successivamente tagliamo il nastro adesivo e il velcro che verranno incollati e pinzati insieme con punti metallici.

Il risultato finale è espresso nell’immagine seguente

 

fase finale

REALIZZAZIONE PORTA MONETE

In questo esempio propongo il Duct Tape unito alla carta e alla plastica;  quest’ultimi due elementi sono materiale di scarto che ho recuperato da biglietti del pullman e bustine porta filtrini.

fase 1 porta monete

Il risultato finale

 

fase 2

 

 

Aerogel. Materiale isolante trasparente e innovativo

Se le abbiamo provate tutte ma a ridurre la trasmissione di calore attraverso i vetri non ci siamo riusciti, potremmo inserire dell’aerogel nell’intercapedine del vetro della nostra finestra. L’aerogel è un materiale che fu ottenuto sperimentalmente per la prima volta nel 1931 da Steven Kistler.


 ISOLAMENTO
Data la sua bassissima trasmittanza termica, l’aerogel è un ottimo isolante termico! Basti pensare che è utilizzato per l’imbottitura delle tute degli astronauti della NASA: bastano soli 3 mm di aerogel per proteggere l’uomo da temperature di -50°C. I ridotti spessori necessari, lo renderebbero quindi un materiale isolante perfetto per l’edilizia, ma i suoi costi proibitivi glie lo impediscono.

LEGGEREZZA E RESISTENZA MECCANICA
E’ costituito per il 96% da aria e per il restante 4% da silice che, con il suo piccolo peso specifico, conferisce al sistema grande leggerezza. A causa della sua scarsa resistenza a trazione però (per il suo aspetto è chiamato “fumo ghiacciato”), deve essere sempre inglobato in lastre di vetro o di materiale plastico e non può essere utilizzato come sostituto del vetro.

LA FORMA IN CUI SI PRESENTA
Tra le suddette lastre, l’aerogel può trovarsi in forma granulare o monolitica.
Forma granulare. Quando l’aerogel si presenta in questa forma, è caratterizzato da scarsa trasparenza (la vetrata presenta un aspetto traslucido e i suoi contorni appaiono nebbiosi) ma buon isolamento termico.
Forma monolitica
. E’ questa la forma in cui si deve trovare l’aerogel per poter essere utilizzato come vetro da finestra in edilizia. In questo caso infatti, il materiale risulta trasparente e le sue caratteristiche di isolamento restano invariate (si possono raggiungere trasmittanze di circa 0,5 W/mqK).


ASPETTI NEGATIVI
Nonostante le sue ottime caratteristiche di isolamento termico, che lo rendono tra i materiali migliori da questo punto di vista, quando la vetrocamera è riempita con aerogel piuttosto che semplicemente con aria, si riscontrano degli aspetti negativi:
–         riduzione della trasmissione luminosa del 25-30%;
–         riduzione della trasmittanza termica tra il 40 e il 60%;
–         distorsioni delle immagini;
–         resa cromatica scadente (la luce trasmessa assume tipicamente colorazioni dal blu per gli sfondi scuri al giallo per quelli chiari);
–         elevati costi.

https://www.youtube.com/watch?v=G2TbHTU-QNs

ISOLANTI ECO

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L’edilizia si basa su presupposti ben precisi, primo fra tutti quello per cui ad ogni territorio/latitudine corrisponde un’adeguata scelta di materiali. Se la casa ideale contempla la bioedilizia, anche il materiale isolante che andrà a riempire le intercapedini dei muri dovrà essere ecocompatibile: ecco una lista di isolanti naturali.

Il più classico è la fibra di legno. Ottimo isolante termico ed acustico, il legno si utilizza sotto forma di pannelli che avranno densità più o meno alta a seconda delle necessità (resistenza alla compressione o flessibilità). In Italia si adotta spesso la fibra di legno di pioppo mineralizzata con magnesite, chiamata Eraclit.

http://www.stile.it/abitare/tendenze/articolo/art/a-roma-un-quartiere-di-legno-e-autosufficiente-id-16728/

Il suo uso è noto sin dall’antichità, soprattutto in zone molto umide: il sughero è un ottimo isolante termico, che viene ridotto in granulie compattato in pannelli; spesso i pannelli sono tenuti insieme da colle non propriamente naturali.

http://www.lastampa.it/2013/08/08/scienza/ambiente/architettura/lecoresort-rivestito-in-sughero-Q49DqH3M8lEcQ7sc6VwtZO/pagina.html

In Asia si fa largo uso della fibra di cocco, che garantisce ottime prestazioni sia dal punto di vista termico che acustico, e si utilizza molto per pavimenti galleggianti. Più consona alle latitudini occidentali è la fibra di canapa, estremamente assorbente in caso di umidità.

Ancora, molto comune in Scandinavia è la fibra di cellulosa, o lana di cellulosa. Si tratta di carta di giornale riciclata, scomposta in fibra e trattata con sali di boro per diventare ignifuga  (si scioglie ma non emette fumi tossici) e anti-parassiti (e anti-topi). Si vende a sacchi e si presenta sotto forma di fiocchi soffici e lanosi, e si inserisce nelle cavità tramite insufflaggio. La comunissima lana di pecora è molto utilizzata in edilizia, ovviamente la lana che viene scartata dalla produzione tessile. Si compattano le fibre che formano un feltro isolante.

La lista delle fibre naturali è lunga, e include fibra di lino, di mais, juta, paglia, cannucciato, ma esistono anche nuovi materiali innovativi, come il Kenaf, un misto di fibre vegetali che ha un elevatissima resistenza alle muffe e al rumore da calpestio se applicata al pavimento. Ed è in fase sperimentale ma potrebbe rappresentare il futuro, l’isolamento termico fatto con micelio, ovvero la radice dei funghi: questa si sviluppa all’interno delle intercapedini andando a formare una vera e propria membrana isolante nel giro di pochi giorni, che si secca in un mese diventando solida e compatta.

http://www.stile.it/abitare/tendenze/articolo/art/costruzioni-eco-arriva-ledilizia-coi-funghi-id-3024/


LA LANA DI PECORA

 

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La lana di pecora è uno dei più interessanti isolanti termoacustici, al contempo innovativo e tradizionale. Adoperata fin dagli albori dell’umanità come capo protettivo dalle intemperie, oggi risulta essere un prodotto ecologico, non inquinante e molto performante. Tuttavia il suo elevato carattere di sostenibilità viene spesso ridimensionato a causa della presenza delle fibre di poliestere per nulla ecosostenibili, adoperate per stabilizzare il feltro in lana pura. Il poliestere, infatti, non è riciclabile e la sua produzione è particolarmente invasiva. Questa riflessione ha indotto alcune Università europee ad intraprendere una ricerca mirata all’eliminazione delle materie plastiche ed all’associazione della lana di pecora ad altri materiali “bio”.

La lana viene sottoposta ad un processo di pulitura e l’attuale normativa prevede che sia trattata con speciali prodotti che ne garantiscano nel tempo la protezione dall’attacco di muffe, funghi, acari e terme. E’, quindi, battericida e non attira la polvere avendo una scarsa carica elettrostatica. L’isolante viene prodotto in rotoli e può essere inserito all’interno di elementi architettonici orizzontali e verticali per migliorare le prestazioni termiche di muri, soffitti e pavimenti. Il prodotto è totalmente naturale e atossico e l’intera filiera produttiva è a basso impatto ambientale. La fibra ottenuta dalla lana di pecora è ecologica e riciclabile, imputrescibile e biocompatibile, elastica e priva di additivi sintetici, colle, resine e polistireni. Non permette fenomeni di condensa perché la lanolina, una cera che riveste le fibre, rende la lana idrorepellente, ma nello stesso tempo è un regolatore igrometrico dell’aria e mantiene costante il tasso di umidità degli ambienti. Ha una buona capacità ignifuga ed è privo di VOC (composti organici volatili). Possiede, inoltre, un’elevata traspirabilità, proprietà che le permette di filtrare e depurare l’aria rendendo salubri gli ambienti.

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La lana di pecora è un materiale interessante per la bioarchitettura in quanto il suo utilizzo comporta una serie di vantaggi per l’ambiente.
Innanzitutto è un prodotto naturale, che si rigenera ogni anno (infatti viene tosata ogni anno nel mese di aprile). In molte Regioni è reperibile localmente per usi legati alla bioedilizia, abbattendo così il costo ambientale dei trasporti. Inoltre è annoverata fra i rifiuti speciali pertanto il suo riutilizzo consente e consentirebbe di recuperare una risorsa sprecata. Com’è noto essa vanta ottime proprietà di fonoassorbenza, termoisolamento, igroscopicità e riduzione dell’inquinamento indoor che la rendono un ottimo elemento per realizzare isolanti biocompositi.

Unica nota dolente: la lana di pecora non è del tutto autoportante, pertanto spesso usufruisce di un supporto in un altro materiale a formare materiali biocompositi. Nella maggior parte dei casi oggi la lana viene irrigidita disponendo all’interno delle reti realizzate in fibre di poliestere secondo una percentuale modesta, pari a circa il 25% del totale. Cosa comporta unire questi due materiali? Per la lana di pecora comporta la perdita dei requisiti di riciclabilità e bassa embodied energy.

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Unire due materiali, pertanto, é un’operazione molto delicata, che sottosta ad approfonditi studi interdisciplinari. Da un’ottica strettamente ecologica, l’unione delle fibre naturali ecosostenibili a quelle sintetiche comporta un depotenziamento delle prestazioni.

Il poliestere, infatti, è una sostanza sintetizzata in laboratorio a partire dal petrolio. Si tratta di una plastica molto diffusa nelle nostre città poiché viene adoperata soprattutto nel settore tessile, viste le sue qualità di tenacia ed elasticità. Ma ciò non è tutto. Il poliestere non è riciclabile e viene prodotto a partire da fonti non rinnovabili. Il processo produttivo è molto impattante a causa anche della quantità ed entità di sostanze emesse in ambiente.

 

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Il suo processo produttivo ha una bassa embodied energy in quanto consta di semplici operazioni, in parte a carattere artigianale ed in parte industriale (quali la tosatura, il lavaggio, la cardatura e la formatura in feltri, materassini, ecc…). È una materia riciclabile e le fibre, essendo molto resistenti, possono subire più di un ciclo di riuso.

La volontà di testare la lana in unione con altri materiali mira, innanzitutto, a conferirle capacità autoportante.
L’idea  è quella di realizzare dei biocompositi che sfruttino le capacità isolanti ed igroscopiche della lana e la resistenza meccanica di altri. Università come quelle di Poznàn, Brno e Palermo hanno intrapreso la sperimentazione della lana miscelata ad altri materiali bio che, oltre a conferirle resistenza, ne incrementino le prestazioni a livello termoigrometrico. Sia il fieno sia la calce sono materie prime diffuse su tutto il territorio pertanto il loro utilizzo favorisce la logica “costruire a km zero”.

L’utilizzo di lana miscelata a fieno consentirebbe l’aumento del potere idrofugo del pannello e la riduzione dell’inquinamento indoor (i materiali naturali sono noti per la loro salubrità maggiore). A ciò si aggiunge il perseguimento del principio “from cradle to cradle”, che punta al riciclo del pannello.

Lana di pecora e calce idrata
Diverso è il presupposto che sta alla base dell’amalgama di lana di pecora e calce. In seno ad uno studio dinamico dell’edificio, risulta auspicabile sviluppare materiali isolanti che oltre, ad assicurare una barriera al flusso di calore, siano capaci di simulare un comportamento inerziale e massivo della parete. E non a caso la calce idrata è un prodotto qualificato da elevata densità e da bassa trasmittanza termica periodica.
Il principio non è nuovo: l’architettura tradizionale in muratura portante è rinomata per la sua efficienza termini di sfasamento dell’onda termica. Imparare dal passato è , in fondo, il primo passo per la sperimentazione.

ceramica

Ceramica:materiale ricavato dalla cottura, in appositi forni,disostanze minerali naturali, principalmente argilla e caolino. In particolare, dal caolino si ottengono la porcellana, le terraglie ed i grès fini, dalle argille comuni si ottengono le terrecotte e i grès naturali, e dalle argille fini le maioliche.

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Tipi, procedimenti e tecniche

Con riferimento ala porosità del materiale, prendono il nome di ceramiche a pasta compatta il grès e la porcellana, di ceramiche a pasta porosa la terracotta, la terraglia e la maiolica: le prime sono per loro natura impermeabili all’acqua, mentre le seconde lo diventano solo dopo essere state sottoposte a vetrinatura o smaltatura. La terracotta è la meno pregiata tra le ceramiche porose e si ottiene dalla cottura a temperature relativamente basse (900-1200 °C). A seconda della percentuale e del tipo di ossido di ferro contenuta nell’argilla impiegata, durante la cottura il materiale acquista colore rosso acceso, rosso scuro, marrone o nero. Il grès si ottiene dall’argilla cotta a temperature tra 1200 e 1280 °C ed è un materiale durissimo. Può essere bianco, grigio o rosso scuro e, essendo a pasta compatta, viene vetrinato solo a scopo decorativo. La maiolica o faenza viene prodotta con argilla fine a basso contenuto di ossidi di ferro, per cui è di colore oscillante tra il rosso chiaro e il giallo paglierino; viene cotta di solito a 900-950 °C e rivestita di smalto o vetrina trasparente.

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Preparazione e lavorazione dell’argilla:

Consiste nella lenta colata in uno stampo di argilla liquida fatta con l’aggiunta di acqua), la pasta nella sua forma liquida si riversa in una cavità, stampo in gesso, lasciando uno strato di argilla sulla superficie dello stampo.
Il cast è poi rimosso dopo un periodo di tempo. Questo metodo è usato per fare cavi o sprofondate pezzi come vasi, zuppa e caffè tè e pentole.
Stampo / modulo può anche essere ruotato.
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Essiccazione e cottura

Affinché cuocia senza rompersi, l’argilla deve essere essiccata, cioè lasciata ad essiccare perché perda la maggior parte dell’umidità. Quando l’impasto argilloso è quasi completamente asciutto risulta morbido e poroso e può essere cotto sul fuoco a temperature che si aggirano tra 650 e i 750 °C: è questo il metodo tuttora seguito per la produzione di manufatti nelle zone meno sviluppate del mondo. I primi forni, che fecero la loro comparsa nel VI millennio a.C., richiedevano una particolare attenzione perché anche il combustibile (dapprima legna ed in seguito carbone) poteva influire sul risultato finale, variando il grado di durezza dell’argilla e producendo ad esempio terraglie anziché grès.

Oggi vengono applicati i metodi della fiamma ossidante e della fiamma riducente, che consistono nell’aumentare o ridurre la quantità di ossigeno disponibile per la combustione. A seconda del tipo di cottura si ottengono infatti materiali diversi; ad esempio l’argilla contenente un alta percentuale di ossido di ferro appare rossa se cotta con fiamma ossidante, grigia o era se cotta con fiamma riducente: la variazione di colore è dovuta al cambiamento delle percentuali relative di ossido ferroso (nero) e d ossido ferrino (rosso) variabili a seconda della reazione chimica.

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Decorazione

Gli oggetti in argilla possono essere decorati prima e dopo la cottura. Quando il materiale è essiccato solo in parte e quindi leggermente rigido “allo stato cuoio”, è ancora possibile applicare manici o beccucci al recipiente, il cui corpo può essere a sua volta abbellito con incisioni o piccoli fori, oppure con figure in rilievo prodotte con uno stampino. Il vasaio può inoltre applicare decorazioni metalliche a fuoco oppure levigate le parti del manufatto in modo che le particelle ruvide rimangano all’interno e la superficie esterna risulti liscia e lucida.

Altre tecniche sfruttano l’effetto ornamentale dato dalla sovrapposizione di argille di colori diversi. Nel metodo dell’ingobbio il materiale semiliquido può essere distribuito sul contenitore per mezzo di una siringa, oppure usato per immergerci il pezzo in modo che questo venga rivestito da una patina spessa pochi millimetri. La procedura nota come neriage consiste invece nel mischiare argille di tinte differenti per farne un impasto che possa essere lavorato a lastra, al torni, a colombini etc. Altre tecniche sono infine lo sgraffiato, con cui si realizzano disegni decorativi graffiando la superficie con punte metalliche, e la serigrafia, che trasferisce la decorazione sulla ceramica tramite uno schermo di seta.

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Smalti e vetrine

Nella storia della ceramica, i prodotti privi di rivestimento sono sempre stati più comuni di quelli smaltati o vetrinati. La vetrina è una copertura trasparente che si applica all’argilla ed è, come dice il nome, simile a vetro. Infatti è costituita da silice o da quarzo e nitrato o carbonato di sodio o di potassio, ossido e carbonato di piombo, oltre ad eventuali sostanze coloranti.
Sottoposta a fusione, tale miscela si trasforma in una sostanza vetrosa che prende il nome di “fritta” e che, una volta solidificata, viene frantumata e polverizzata e quindi stesa sull’argilla cruda o sul “biscuit”(biscotto), cioè sul materiale già sottoposto ad una prima cottura. Dopo l’applicazione il pezzo deve nuovamente essere posto in forno a una temperatura compatibile con quella necessaria per la cottura dell’argilla.
Lo smalto bianco o stannifero ha la medesima composizione della vetrina, cui viene però aggiunto stagno, che conferisce una colorazione bianca e coprente. Altre tinte si ricavano unendo allo smalto bianco o alla vetrina ossidi metallici: ad esempio, gli ossidi di ferro e i Sali di uranio conferiscono al pezzo una sfumatura rossa, mentre l’antimonio produce il giallo e gli ossidi di zinco e cobalto il blu. Il rame dà un colore verde alle vetrine di ossido di piombo e una tinta turchese alle vetrine alcaline, mentre la cottura in forno riducente dà luogo ad una sfumatura rossa.Immagine10

Decorazione soprasmalto e sottosmalto

Le ceramiche possono essere dipinte prima e dopo la cottura. Nel Neolitico si ricorreva ad ocre ed altri pigmenti naturali per decorare pezzi privi di rivestimento. Gli ossidi metallici impiegati assieme alle vetrine richiedono temperature più elevate per far si che il colore si fissi.
Qualora si utilizzino smalti, occorre invece sottoporre il pezzo a cottura “a piccolo fuoco”(cioè a bassa temperatura). Decalcomanie (disegni stampati su carta sottile che si trasferiscono sull’oggetto ceramico lasciando un decoro) sono il metodo ornamentale più diffuso su larga scala. Mentre nel Settecento le lastre stampate venivano incise a mano, oggi ci si avvale della litografia e della fotografia.
Nell’antichità i principali produttori di ceramiche nell’Asia orientale furono la Cina, la Corea ed il Giappone.

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Ceramici strutturali

Si classificano come ceramici strutturali i materiali che sono in grado di sopportare sollecitazioni meccaniche di vario tipo (cerchi a flessione, compressione, urto, attrito, usura) e/o condizioni aggressive di temperatura e ambiente.

In base alle applicazioni si possono classificare in:
Ceramici con funzione termiche:radiatori di infrarosso, fibre isolanti, refrattari ed isolanti speciali, scambiatori termici, scudi termici, scambiatori di calore, forni IR, pompe di calore, isolanti, refrattari ed isolanti per altissime temperature, etc.
Ceramici termomeccanici: camere di combustione, condotti di gas di scarico, rotori a turbina, boccole per l’estrusione dei metalli, contenitori per gas e liquidi corrosivi ad alta temperatura, supporti per l’abbattimento delle emissioni, recupero di calore dai cicli industriali, etc.
Ceramici antiusura:utensili da taglio, guidafili, componenti per la lavorazione della carta, tenute per pompe, rubinetti e valvole,mezzi macinati, ugelli, stampi.
Ceramici antiproiettile: protezioni balistiche e schermi antiradiazione, protezione elicotterie e veicoli militari.
Ceramici per l’impiego del nucleare: materiali di contenimento, di schermatura, immobilizzazione scorie radioattive, schermi di magneti, materiali per prima parete

Per i materiali ceramici esiste una stretta relazione tra processo e proprietà finali del materiale.

In altre parole il processo determina la microstruttura, le cui caratteristiche determinano le proprietà finali del materiale. La microstruttura ideale in un prodotto è quindi funzione del tipo di impiego proposto.

I requisiti microstrutturali più importanti sono:
– tipo, qualità, distribuzione di fasi cristalline o vetrose;
– caratteristiche delle fasi a bordo grano;
– distribuzione, dimensione, stechiometria dei grani;
– quantità, distribuzione, dimensione di porosità e difetti.

Le prestazioni dei materiali durante specifiche applicazioni dipendono:

– da fattori intrinseci come composizione chimica, caratteristiche microstrutturali, densità, strato difettivo;
– dalle
interazioni che intervengono ad alta temperatura tra l’ambiente ed il materiale (ossidazione, corrosione, usura);
– dalle
caratteristiche superficiali che sono legate al processo di produzione ed alle lavorazioni (meccaniche, ultrasoniche, laser, etc.) necessarie a garantire finiture e tolleranze richieste dalle applicazioni in componenti complessi.

Per molte applicazioni vengono richiesti materiali ceramici con combinazioni particolari di proprietà chimiche,fisiche, termo-meccaniche. Spesso queste proprietà non sono compatibili tra di loro in un solo materiale.
Al momento le soluzioni più promettenti sono:
– composti a matrice ceramica (in cui le seconde fasi sono ceramiche o metalliche);
– ceramici multistrato e a gradiente funzionale, ossia aventi proprietà variabili attraverso lo spessore del materiale.

Nanoceramici e multistrato

L’obbiettivo della ricerca è quello di sviluppare ceramiche tecniche avanzate con particolari microstrutture al fine di ottenere materiali ad alte prestazione termo-meccaniche e tribologiche. In particolare,sono studiati i materiali ceramici a microstruttura nanometrica sia monofasci, sia compositi. I monofasci e i compositi a struttura naometrica, in cui la seconda fase è dispersa sotto forma di particelle, intesi per applicazioni strutturali sono attualmente oggetto di grande interesse e studio per le potenziali capacità che hanno di superare certe limitazioni delle ceramiche a microstruttura micrometrica e di poter migliorare allo stesso tempo alcune caratteristiche come la resistenza all’usura. Presso questo Istituto vengono prodotti e studiati materiali monofasci da polveri nanometriche prodotte con tecniche non convenzionali presso alti Istituti italiani e stranieri. Materiali completamente densi possono essere ottenuti mediante pressatura a caldo utilizzando, nel caso, opportuni aiuto sinterizzanti che ad alta temperatura formano una fase liquida. Le proprietà di questi materiali innovativi, vengono poi confrontate con quelle di materiali analoghi ottenuti da polveri commerciali più grossolane. Vengono inoltre prodotti e studiati nanocompositi a funzione volumetrica variabile di fase secondaria. La polvere usata come rinforzo viene generalmente ottenuta mediante metodi laser o tecniche al plasma presso altri Istituti italiani o stranieri. Nel considerare tipo e quantità della fase di rinforzo dei compositi nanoceramici, è necessario che vengano mantenute, o eventualmente migliorate, le proprietà della matrice di partenza. Per le ceramiche nanostrutturate, sono stati scelti i sistemi monobasici a base di carburo di silicio  (SiC) e nitruro di silicio (Si3N4); tra i compositi, quelli a base di alluminia/carburo di silicio (AI2O3/SiC) e nitruro di silicio/carburo di silicio (Si3N4/SiC). La caratterizzazione microstrutturale dei materiali si avvale di tecniche quali difrattometria a raggi X, la microscopia elettronica a scansione e l’analisi d’immagine per l’individuazione delle fasi chimiche presenti, la morfologia della microstruttura e la quantificazione dei parametri che la contraddistinguono.
La caratterizzazione delle proprietà termo-meccaniche  e
tribologiche è realizzato tramite misure di durezza (macro, micro e nano), di costanti elastiche (modulo di Yung e coefficiente di Poisson), di resistenza alla frattura e di tenacità (anche ad alta temperatura e in atmosfera controllata), di espansione termica, di stabilità durante trattamenti termici (ossidazione), di resistenza all’usura e del coefficiente di attrito.

 

 

 

IL VETRO

LE ORIGINI

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Il vetro ha origini molto antiche e ancora oggi è difficile stabilire con certezza quale popolo possa vantarne la scoperta, che probabilmente avvenne per invenzione fortuita. Secondo un’antica leggenda fenicia, tramandata da Plinio, alcuni mercanti, tornando dall’Egitto con un grosso carico di carbonato di soda (detto anche “natrum” cioè salnitro), si fermarono una sera sulle rive del fiume Belo per riposare. Non avendo pietre a disposizione su cui collocare gli utensili per la preparazione delle vivande, presero alcuni blocchi di salnitro e vi accesero sotto il fuoco che continuò a bruciare per tutta la notte. Al mattino i mercanti videro con stupore che al posto della sabbia del fiume e del carbonato di soda vi era una nuova materia lucente e trasparente. La leggenda contiene delle verità sulla composizione del vetro e sulla diffusione di questo materiale ad opera dei Fenici. Il vetro nasce dalla combinazione della silice, minerale contenuto nelle sabbie dolci, combinata con la calce (carbonato di calcio); la fusione è favorita da una sostanza alcalina, la soda: quest’ultima era ricavata nell’antichità dalle ceneri delle alghe o di piante costiere. La sabbia del fiume Belo, in Fenicia, era molto adatta e ricercata per la fabbricazione del vetro. Inoltre quasi sicuramente, furono i mercanti e navigatori Fenici a diffondere gli oggetti e le tecniche del vetro nel bacino del Mediterraneo.

La più antica manifattura, che sorse nell’Asia occidentale, forse nelle regioni mitanniche o urriane della Mesopotamia, risale all’età del Bronzo, intorno alla metà del terzo millennio a.C. Probabilmente fu la naturale conseguenza dell’impiego di smalti vitrei per la decorazione di vasellame, tegole, oggetti vari e di altre tecniche di lavorazione della ceramica. I più antichi reperti archeologici sono costituiti da perline, sigilli, intarsi e placche. Le più antiche tecniche di lavorazione, infatti, permettevano soltanto la produzione di oggetti di piccole dimensioni, per lo più destinati ad usi rituali o a scopo ornamentale. I primi recipienti di vetro, provenienti da quest’area, risalgono invece ai secoli XVI e XV a.C., e si tratta prevalentemente di vasi a beccuccio.

I reperti rinvenuti in Egitto, risalgono all’epoca faraonica e portano il cartiglio del faraone Thutmose III della XVIII dinastia. In quel periodo gli egiziani condussero alcune vittoriose spedizioni in Mesopotamia, in Siria e in Palestina e probabilmente appresero la composizione e i metodi di fusione proprio da alcuni prigionieri, esperti vetrai. In questo periodo le manifatture Egizie produssero una gran varietà di oggetti come perline, scarabei, amuleti, pomoli per mobili e intarsi, come testimoniato dai ritrovamenti nella tomba di Tutankhamon.

Nell’area mediterranea orientale, l’industria dell’Età del Bronzo fiorì nei periodi di splendore delle maggiori civiltà, tra l’inizio del XV e il XIII secolo a.C. Però mentre la conoscenza delle tecniche vetrarie si diffuse rapidamente, il vetro rimase un materiale raro e costoso, assimilato ai materiali preziosi e semi preziosi, come le pietre dure o le gemme, a causa della difficoltà di produzione. Probabilmente le fabbriche avevano sede nei maggiori centri urbani e svolgevano la loro attività sotto il patrocinio del re o della classe aristocratica. Si trattava di piccoli laboratori di dimensioni e produzione limitate. I vetrai costituivano una classe di operai d’élite dediti a un’arte “esoterica”: i metodi della loro attività erano considerati frutto dell’abilità ma anche della magia e del potere occulto.

Intorno al 1200 a.C. molti dei principali centri della tarda Età del Bronzo furono distrutti dalle guerre e dalle carestie. La cultura minoica e micenea (della Grecia meridionale, di Creta e di Cipro) e il potente Regno Ittita dell’Anatolia scomparvero completamente. In seguito alla caduta di questi Stati, l’area mediterranea orientale e l’Asia occidentale vissero un’epoca di barbarie e di declino culturale che provocò una grave crisi commerciale e industriale, specialmente nella produzione degli articoli di lusso.


 

COS’E’?

La tecnica produttiva consiste nella solidificazione lenta e progressiva, per evitare la cristallizzazione, di una miscela omogenea fusa composta da silice, che funge da vetrificante, soda con funzioni di fondente, e calce, con funzioni di stabilizzante. La composizione del vetro chiaro è 72% silice; 13,5% soda; 10,7% calce; 2,6% magnesio; 0,7% allumina; 0,5% anidride solforosa. L’introduzione nella massa fusa di ossidi metallici consente di ottenere lastre colorate in pasta. Questa miscela fonde ad una temperatura di 1500° circa, diventando una massa liquida molto viscosa. In seguito al raffreddamento, la massa si solidifica senza riorganizzare il reticolo cristallino dei suoi componenti e acquista struttura amorfa, con le molecole disposte secondo una disposizione casuale, simile a quella dei liquidi.

Il vetro si deve quindi considerare, dal punto di vista fisico, un liquido estremamente viscoso. Possiede una discreta resistenza meccanica ma una scarsa deformabilità con conseguente rottura per fragilità.

 


 

FORMATURA

–       Modellazione: l’artigiano vetraio plasma la massa vetrosa (semifluida a circa 700° C) modellandola con appositi strumenti

–       Soffiatura: si realizza a bocca con ugelli che immettono nell’impasto aria compressa.

È utilizzata per la creazione di pezzi d’arte o per i vetri di laboratorio.

–       Colata e stampaggio: è un tipo di lavorazione in cui gli stampi, che possono essere di gesso, di refrattario o di ghisa, sono riempiti tramite gravità ed eventuale rotazione centrifuga attorno all’asse di rivoluzione, in modo da agevolare l’adesione della massa vetrosa allo stampo. Lo stampaggio può avvenire per compressione o per soffiatura.

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FORMATURA DELLE LASTRE

 

Laminazione: è adottata per la produzione di vetro piano. In questo tipo di tecnica, il vetro fuso scorre attraverso rulli di acciaio internamente raffreddati, dando luogo ad un nastro continuo della larghezza massima di 4 m e dello spessore minimo di 1mm. La finitura è realizzata in superficie, dopo il raffreddamento della massa, tramite mole abrasive che levigano ambedue le facce. Nei vetri laminati è possibile includere reticoli d’acciaio (vetri retinati) oppure vetri stampati (uno dei rulli porta l’incisione del disegno da riprodurre).

 

–       Formatura per stiro (vetri tirati): consiste nel prelevare la massa fusa dal forno traendola e spianandola per mezzo di una serie di rulli posizionati verticalmente. Queste lastre presentano delle imperfezioni e difetti di planarità.

–       Float-glass: a partire dalla fine degli anni Cinquanta è stato introdotto il processo float (Pilkington) in sostituzione dei precedenti metodi di tiratura. Il prodotto che si ottiene (float glass) ha sostituito il cristallo ottenuto da molatura di vetro greggio tirato.

La massa fluida in uscita dal forno di fusione cola, per tracimazione, su di un piano costituito da stagno fuso in una camera con atmosfera inerte (bagno). Il fluido vetroso, a causa della differenza di peso specifico, galleggia nel bagno e, quindi, spontaneamente si dispone a formare una superficie perfettamente piana e levigata, di spessore costante. Dato il continuo movimento in orizzontale della massa vetrosa, il raffreddamento avviene molto lentamente e si annullano le tensioni interne residue dovute al processo di fabbricazione. Il prodotto così ottenuto risulta perfettamente piano, di spessore costante e, quindi, di ottime caratteristiche estetiche. La lastra vetrata, una volta uscita dall’impianto float, è finita e, per la maggior parte degli impieghi, necessita solo di essere tagliata e molata sui bordi per smussarne il filo tagliente. Il taglio avviene una prima volta in modo trasversale per creare le lastre, generalmente di 6 m di lunghezza, e una seconda longitudinale per rimuovere le tracce dei rulli. Con il vetro float è divenuta superflua la fase di lucidatura, generalmente effettuata con abrasivi sottili, al fine di eliminare ogni distorsione ottica superficiale, dovuta a un non perfetto parallelismo delle lastre.

 

SECONDA LAVORAZIONE DELLE LASTRE

–       Taglio: si incide il vetro con una punta diamantata e si rompe per flessione

–       Molatura dei bordi: serve a smussare gli angoli taglienti delle lastre.

–       Foratura: è possibile forare il vetro non temprato con particolari punte da trapano.

–       Smerigliatura: trattamento mediante spruzzi di sabbia ad alta pressione che opacizza la superficie conferendole aspetto biancastro.

–       Curvatura: si riscalda la lastra fino a rammollimento (550°) e si fa aderire a curve idonee.

 


PROPRIETA’ CARATTERISTICHE

–       Coefficiente di trasparenza: il rapporto tra il flusso luminoso che attraversa la lastra e quello incidente su di essa: anche il vetro più trasparente e incolore non lascia infatti passare in modo completo tutta la luce che lo investe, ma ne assorbe e ne riflette una parte.

–       Conduttività termica: il vetro è un materiale che può avere valori di conduttività estremamente diversi. Il vetro in lastre ha una conduttività superiore a quella dei laterizi pieni, ma, se ridotto in fibre acquista una bassissima conduttività che lo fa classificare tra i materiali isolanti.

–       Resistenza al fuoco: i prodotti vetrati ordinari non sono in grado di fornire la resistenza al fuoco prescritta per legge. Esistono prodotti specifici da più lastre di cristallo temprato tra le quali sono interposti strati di una sostanza gelatinosa ad alto potere isolante.

–       Fragilità: la scarsa resistenza agli urti, è il difetto più tipico del vetro, dovuto allo stato disordinato della sua struttura molecolare, che non permette una omogenea distribuzione degli sforzi, facilitando il rapidissimo accumulo di tensioni che portano alla rottura.


COMPORTAMENTO TERMICO DELLE SUPERFICI VETRATE

Attraverso una superficie vetrata avvengono scambi di energia termica riconducibili a due forme essenziali:

  1. Dispersione di calore attraverso superfici vetrate: il vetro possiede un’elevata conduttività termica, ha perciò una scarsa attitudine ad opporsi al passaggio del calore, anche quando viene applicato in lastre di spessore maggiore. L’attitudine a contrastare il passaggio del calore aumenta invece decisamente se si impiegano determinati prodotti vetrari, come quelli costituiti da due lastre separate da un’intercapedine di aria (cristalli uniti al perimetro o pannelli vetrocamera).
  2. Apporto di energia radiante dall’esterno: l’irraggiamento solare che colpisce una superficie vetrata determina un apporto di energia. Questa energia viene in parte riflessa all’esterno e va perduta, in parte assorbita dal vetro e in parte trasmessa all’interno. Per valutare l’apporto di energia attraverso il vetro si ricorre al fattore solare che rappresenta il rapporto tra l’energia totale entrante in un ambiente e l’energia incidente. Esso varia a secondo dello spessore e delle caratteristiche del vetro (colorazione del vetro).

POTERE FONOISOLANTE

Il potere fonoisolante dei serramenti, cioè la capacità di ridurre la trasmissione dell’energia sonora incidente, dipende dalla composizione degli strati e dalla massa dell’elemento. Il fonoisolamento aumenta se si ricorre ai vetri stratificati, per effetto del diverso comportamento elastico del film plastico interposto. Per raggiungere valori più elevati del potere fonoisolante è necessario installare le doppie finestre, cioè due serramenti, distanti tra loro almeno 20 cm, in modo che l’intercapedine d’aria che li separa possa funzionare da cuscinetto ammortizzante per il passaggio del rumore.


PRODOTTI VETRARI

Cristalli trasparenti: lastre prodotte per colata su bagno metallico di stagno fuso (Float Glass) perfettamente incolori, trasparenti e lisce.

Cristalli atermici: derivano dal vetro float con l’impiego di coloranti nella pasta vetrosa e possiedono la proprietà di ridurre l’irraggiamento solare negli ambienti anche se il loro colore viene sfruttato maggiormente per fini architettonici.

Vetri stampati: sono vetri traslucidi, ottenuti per colatura e laminazione attraverso cilindri che imprimono su una o entrambe le superfici disegni o decorazioni. Sono frequentemente impiegati nelle porte a vetri, utilizzando la loro caratteristica di lasciar passare la luce senza consentire la visione nitida delle immagini.

Vetri profilati a U (U-Glass): sono costituiti di barre di vetro profilate a forma di U, prodotte per laminazione della paste di vetro tra cilindri opportunamente sagomati. Vengono prodotti nei tipi normale e armato: quest’ultimo incorpora nella sua massa fili longitudinali di acciaio. Sono detti vetri strutturali perché la loro sezione a U, di spessore 6 mm, conferisce buone doti di resistenza e permette di vetrare ampie superfici verticali con il semplice vincolo degli elementi alle estremità.

Vetri di sicurezza

–       Cristalli temprati: si ricavano da lastre riscaldate al di sotto della temperatura di rammollimento e raffreddate con getti d’aria sulle due facce. In tal modo aumenta la resistenza del vetro e, in caso di rottura, riduce la lastra in piccoli pezzi, anziché in schegge taglienti. Il vetro temprato è di comune impiego nelle vetrate senza telaio e nelle vetrine.

–       Cristalli armati: contengono al loro interno fili metallici che trattengono le schegge in caso di rottura. Il reticolo metallico dei vetri retinati ha il solo scopo di trattenere le schegge e non migliora le caratteristiche di resistenza meccanica.

Cristalli stratificati: si ottengono intercalando un foglio di butinale polivinilico tra due lastre, in modo da incollarle stabilmente, a caldo e sotto pressione. Un esempio è costituito dai vetri per auto, in cui lo strato inserito tra due lastre è di tre millimetri.

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vetri cromogenici sono quelli in grado di assumere un comportamento che dipende dalla luce, dalla temperatura o da una differenza di potenziale elettrico applicata. Si dicono fotocromici quando la trasparenza ed il controllo solare varia nel tempo in base alla luce, termocromici se tali caratteristiche si modificano in funzione della temperatura ed elettrocromici se le suddette peculiarità si modificano in base alla variazione di una tensione elettrica.


 VETRI FOTOCROMICI
I vetri fotocromici variano le proprie caratteristiche ottiche in funzione della loro esposizione ai raggi ultravioletti solari: maggiore è tale radiazione e più diventano scuri, al buio tornano chiari e trasparenti. Fino ad oggi sono stati impiegati principalmente come lenti per gli occhiali da sole.

VETRI TERMOCROMICI
I vetri termocromici hanno proprietà ottiche che variano in funzione della loro temperatura: maggiore è la temperatura, più il vetro si opacizza. Se utilizzati nel settore edile, è fondamentale che la temperatura alla quale si innesca il fenomeno sia nell’intervallo del benessere termico e visivo dell’uomo.

VETRI A CRISTALLI LIQUIDI
I vetri a cristalli liquidi vedono cambiare l’orientamento dei cristalli tra gli elettrodi del sistema in funzione della differenza di potenziale applicata. Lo stesso vale per i sistemi con particelle sospese. La variazione della trasparenza copre tutto lo spettro della radiazione solare ed è più marcata nel campo del visibile. Quando il dispositivo è acceso, la vetrata è trasparente perché i cristalli o le particelle sono allineate. Quando il dispositivo è spento, la vetrata appare traslucida.

 VETRI ELETTROCROMICI
I vetri elettrocromici sono costituiti da più strati: un elettrolita è inglobato tra due elettrodi a loro volta incorporati tra due conduttori trasparenti. Il tutto è inserito tra due lastre di vetro. Quando viene applicata una tensione elettrica, avviene una reazione elettrochimica che causa la migrazione di ioni all’elettrodo e dall’elettrodo cromo genico, provocando una variazione del colore del componente. Quando al sistema viene applicata la tensione, il vetro si colora. A circuito aperto il sistema conserva memoria perché l’elettrolita ha una bassa conduttività elettronica. Per ottenere il ritorno alle condizioni di trasparenza bisogna invertire la polarità permettendo ai cationi di abbandonare l’elettrodo migrando verso il contro elettrodo. Con tali sistemi si può abbassare notevolmente la trasmissione luminosa ed infrarossa modulando la differenza di potenziale.


VETRI FOTOVOLTAICI

Esistono dei vetri, semplici all’apparenza, in grado di catturare la luce del sole producendo energia pulita. Il segreto è in una specie di vernice che riveste il vetro, un particolare gel che inizialmente non era ritenuto adatto alle civili abitazioni perché non ancora perfettamente trasparente. Eliminata l’opacità però, si è giunti ad un prodotto utile come un pannello fotovoltaico ma molto meno costoso. Si parla infatti di circa 2 euro per watt (oltre la metà di un pannello fotovoltaico). Il gel in questione contiene silicio amorfo reso semiconduttore grazie ad un procedimento nanotecnologico che può essere applicato in intercapedine o superficialmente.

 APPLICAZIONE IN INTERCAPEDINE
Quando il gel al silicio amorfo viene applicato nella vetrocamera, è in grado di trasformare l’energia solare in energia elettrica producendo fino a 300 watt per metro quadrato. Per trasformare un vetro doppio in un vetro fotovoltaico, deve essere smontato, l’intercapedine riempita di gel e poi dotato di due contatti elettrici, rimontato sulla finestra e connesso alla centralina.

APPLICAZIONE SUPERFICIALE
In assenza di intercapedine tra i due vetri, al gel al silicio amorfo, viene sostituito un spray analogo per componenti, che è in grado di generare fino a 100 watt per metro quadrato.

 Il gel fotovoltaico è indubbiamente un prodotto in grado di suscitare grande interesse anche per via della integrabilità architettonica. Sebbene svolga la sua stessa funzione, un vetro fotovoltaico non ha l’aspetto di un pannello fotovoltaico e per questo motivo non è soggetto a limitazioni legate all’integrazione architettonica.


IL VETRO RICICLATO

Con le nuove tecnologie, dal vetro riciclato  è possibile ricavare un materiale con requisiti e caratteristiche identiche a quello del vetro vergine, utilizzandolo anche per le stesse applicazioni.
Per eseguire questo processo ci si avvale sia degli scarti industriali sottoforma di frammenti e scaglie, che di vetro proveniente dalla raccolta differenziata. Si procede quindi a una fase di selezione, dividendo il vetro in base al colore. Poi si esegue un’operazione di depurazione meccanica e manuale per evitare inquinamenti con altri materiali, infine si eseguono la frantumazione e la vagliatura.

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Ora i resti vitrei sono pronti per essere fusi da soli o mescolati con vetro vergine, secondo il grado di purezza che si vuole ottenere.
Il vetro riciclato con una quantità d’impurità più alta verrà, infatti, usato prevalentemente in ambito edile, invece per imballaggi e manufatti occorre rispettare vincoli molto rigidi per quanto riguarda i parametri di purezza.

BENEFICI AMBIENTALI DEL VETRO RICICLATO
Questo tipo di lavorazione apporta benefici ambientali non indifferenti, a partire da una riduzione di consumo delle materie prime, fra tutte la silice che è un prodotto di cava. Facile fare i conti: cento chili di vetro differenziato producono cento chili di nuovo prodotto; al contrario, da centoventi chili di materia prima si ottengono solo cento chili di nuova materia.

Inoltre, il processo produttivo per il riciclo del vetro non consuma così tanta energia come quello del vetro vergine, contribuendo quindi a ridurre le emissioni di CO2 nell’atmosfera.
Infine la raccolta differenziata presenta il vantaggio di evitare l’accumulo di materiale nelle discariche, che neppure le altissime temperature di termovalorizzazione riescono a fondere completamente, potendo anzi causare danni agli impianti.

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APPLICAZIONI
Gli ambiti di applicazione del vetro riciclato sono tantissimi. In campo edile è usato come materiale da costruzione, rifinitura per piccole e grandi superfici, rivestimenti, serramenti, pavimenti, isolanti, sottofondi stradali e altre applicazioni. Si usa profusamente anche nel campo del design, dell’arredamento, dell’arte, degli accessori moda, nell’ambito alimentare, farmaceutico e cosmetico.

Sicuramente le sue trasparenze, i suoi giochi di colore, le sue forme ricercate e particolari ne fanno un materiale sempre al passo con i tempi, attuale e di grande impatto visivo, con tante storie da raccontare ancora.

 

touch screen

                                                    I TOUCH SCREEN

 

Il funzionamento degli schermi touch screen

Sono sempre più numerosi i dispositivi elettronici di uso comune, presenti sul mercato che offrono la possibilità di essere utilizzati attraverso interfacce intuitive ed accattivanti. In questo contesto, la tecnologia “touch screen” compare senz’altro come una delle più diffuse, importanti ed apprezzate: telefoni cellulari, eletrodimestici, pc e sportelli bancomat sono solo alcuni dei sistemi con cui quotidianamente l’uomo si intefaccia attraverso uno schermo sensibile al tocco.

Le modalità di funzionamento delle tecnologie su cui si basa il concetto dei touch screen sono svariate: tipicamente si impiegano grandezze elettriche, la cui variazione di intensità fornisce informazioni utili al sistema di controllo per identificare la posizione del tocco.

 

Componenti di un sistema touch screen

Un dispositivo touch screen è costituito da tre componenti base:

  1. un gruppo schermo-sensore,
  2. un controller
  3. un driver software.

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  • Il sensore di un dispositivo touch screen è, solitamente, un pannello di vetro trasparente, la cui superficie è sensibile al tocco, che viene posto a ricoprire l’area del monitor preposta alla visualizzazione. Il principio generale di funzionamento del pannello è comunque esprimibile come segue: al momento del contatto fra il pannello sensibile e il dito, viene modificato, e univocamente determinato, il valore di un’opportuna grandezza originata dal pannello stesso. La variazione così generata è utilizzata come segnale per la localizzazione della zona di tocco.
  • Il controller è una scheda elettronica che ha il compito di far dialogare lo schermo tattile con il computer: essa riceve le informazioni che il sensore genera nel momento in cui viene toccato e le traduce in opportune comunicazioni per il PC.
  • Il driver è il software che permette al dispositivo touch screen e al computer di lavorare insieme. Esso, infatti, “spiega” al sistema operativo come interpretare i segnali inviati dal controller nel momento del tocco. Touch screen resistivi.

 

Touch screen capacitivi

I dispositivi touch screen più noti e maggiormente diffusi, a causa della loro versatilità, facilità di realizzazione, versatilità ed economicità, sono quelli a funzionamento resistivo. Questo tipo di tecnologia racchiude numerose varianti realizzative le quali presentano, comunque, un certo numero di caratteristiche comuni. L’architettura, per esempio, si può identificare per tutte le tipologie come segue: lo schermo è composto da due pannelli, rivestiti e da una sottile patina conduttrice. I due rivestimenti conduttivi, separati da una sottile intercapedine di aria e da punti separatori, in configurazione di riposo non vengono a contatto fra loro, garantendo un isolamento elettrico fra gli stessi. Durante il funzionamento viene applicata, in maniera opportuna, una differenza di potenziale fra i due strati e, poiché la superficie rivolta verso l’utente dello strato più esterno è flessibile, il tocco dell’utilizzatore fa sì che i due pannelli vengano a contatto in un punto. Ciò si traduce nella chiusura di un circuito elettrico i cui dati caratteristici permettono di effettuare la misurazione.

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Al momento del contatto fra le membrane si realizza un circuito caratterizzato da valori di grandezze elettriche univoci, diversi cioè per ogni punto dello schermo. L’interfaccia elettronica raccoglie un primo valore analogico di tensione, proporzionale alla coordinata orizzontale, e successivamente un secondo, proporzionale a quella verticale. Dall’analisi dei valori rilevati si può risalire univocamente alla posizione dell’area dello schermo che è stata premuta.

L’attivazione dello schermo avviene mediante pressione sul dispositivo, ciò consente di utilizzare i touch screen resistivi a mani nude, se si indossano guanti o tramite penne o qualsiasi altro oggetto capace di imprimere forza sul display.

Touch screen capacitivi

A differenza dei pannelli basati su tecnologia resistiva, la tecnologia capacitiva è priva di parti in movimento, caratteristica che la rende costruttivamente più affidabile. Inoltre, mentre il rilevamento del tocco basato su tecnologia resistiva necessita di due rivestimenti conduttivi, i pannelli capacitivi utilizzano un solo strato conduttivo, protetto da una sottilissima copertura di vetro.

Il principio di funzionamento è il seguente: ai quattro angoli della lamina di ossido conduttivo viene applicata una tensione opportuna, così da generare un campo elettrico uniforme sulla superficie stessa. La tecnologia capacitiva consente di rilevare la posizione in cui è stato toccato uno schermo tattile monitorando i valori di capacità elettrica (o capacitanza) che si registrano al variare della distanza relativa fra due parti conduttive. L’avvicinamento del dito allo schermo, infatti, altera il valore del campo elettrico: il dito dell’utilizzatore costituisce l’armatura di un condensatore, connessa a terra, lo strato conduttivo l’altra armatura, mentre lo strato di vetro funziona da dielettrico. Questa configurazione consente il passaggio di una piccola quantità di corrente, il cui effetto si manifesta nei circuiti agli angoli del substrato sotto forma di oscillazioni dei valori di frequenza ed è percepito dall’elettronica di controllo.

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Il dispositivo funziona a mani nude o tramite penne apposite, ma non può essere attivato tramite oggetti elettrostaticamente scarichi (come penne o tessere di plastica) né indossando guanti.

 

Differenze

 

Visibilità in ambienti interni

  • Resistivo: ottima
  • Capacitivo: ottima

 

Visibilità in ambienti esterni

  • Resistivo: povera, lo strato extra riflette troppo la luce ambientale
  • Capacitivo: ottima

 

Sensibilità al tocco

  • Resistivo: la pressione di cui abbiamo bisogno per effettuare il contatto con lo schermo, può essere effettuata con le dita (anche coi guanti), unghie, pennini, etc..
  • Capacitivo: anche il minimo contatto delle vostra dita ricche di elettroni con il display è sufficiente per attivare la capacità di rilevamento. Non funziona con oggetti inanimati, unghie o guanti. Il riconoscimento della scrittura manuale è quindi problematica.

 

Costo

  • Resistivo: economico da utilizzare nel design di un cellulare
  • Capacitivo: decisamente più costoso di schermi resistivi.

 

Robustezza

  • Resistivo: La natura stessa degli schermi resistivi denota che il loro strato superiore è morbido, soffice abbastanza per premere verso il basso. Questo rende vulnerabile lo schermo a graffi e altri danni minori. Uno schermo resistivo richiede frequenti calibrazioni. Tuttavia, uno strato resistivo sullo schermo di plastica fa in modo che questi dispositivi, già robusti, non si rompano con una caduta.
  • Capacitivo: Essendo di vetro può essere utilizzato come strato esterno. Anche se non invulnerabile (e certamente inclini a rottura agli impatti più forti), il vetro è più resistente a graffi e imperfezioni.

 

Video

Taglio laser

Taglio laser
Il laser può tagliare i materiali in base a tre principi diversi: per vaporizzazione, per fusione o per combustione. In tutti e tre i casi, il processo di taglio si innesca e si mantiene grazie all’energia che il raggio laser può concentrare in un punto molto piccolo. A seconda del tipo di laser, del tipo di materiale e delle potenze in gioco può prevalere l’uno o l’altro meccanismo.

Vaporizzazione e taglio laser
Laser Nd:YAG, laser ad argon, laser Q-switch e in generale tutti i laser che funzionano ad impulsi: taglio di metalli di piccolo spessore, taglio di plastica e materiali non ferrosi, marcatura, incisione, laser medicali. Ogni impulso scalda istantaneamente il materiale oltre il punto di vaporizzazione, asportandone un piccolo strato (si hanno centinaia o migliaia di impulsi al secondo).

Fusione
Laser CO2 ad onda continua di grande potenza, taglio di metalli di grande spessore. Il laser viene usato per portare a fusione un piccolo punto del metallo; il metallo fuso viene soffiato.

N-Uova terra

N-Uova terra

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N-Uova terra è un composto di argilla e gesso naturale derivante dai gusci d’uovo utilizzato per la realizzazione di elementi contenitivi per piante da giardino. La caratteristica di questo materiale è la sua composizione: 70% di argilla e 30% di gesso ottenuto dai gusci delle uova di gallina.

 

N-Uova terra nasce dall’esigenza di utilizzare gli scarti delle uova ad uso alimentare.

Le proprietà compositive del guscio ricco di calcio e proprio di una sostanza della pellicola stimolatrice di collagene, hanno permesso il suo utilizzo in ambito della coltivazione di piante e fiori da giardino. Questa miscela conferisce effetti benefici per la pianta come concime e come antiparassitario naturale.

 

I gusci delle uova vanno lavati accuratamente e fatti asciugare, facendo attenzione a non eliminare la pellicola protettiva interna, stimolatrice di collagene. Successivamente i gusci vanno tritati fino ad ottenere una polvere simile al gesso.

 

Il gesso naturale viene unito all’argilla: sette parti di argilla e tre di gesso. L’argilla conferirà la giusta solidità al contenitore.

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A questa miscela viene aggiunta l’acqua fino ad ottenere un composto omogeneo che verrà modellato per creare il vaso contenitivo per la pianta; (modellazione manuale o con stampo) ottenuta la forma desiderata, il vaso viene messo ad asciugare in un essiccatoio, o semplicemente all’aria, su un piano di legno. Quando il grigio bagnato dell’argilla lascerà il posto a un grigio più chiaro, il contenitore sarà pronto per essere cotto (a circa 900 gradi) in un forno apposito. Volendo però il vaso può anche essere completato con la sola asciugatura, proprio come si faceva un tempo. Nell’asciugatura, l’argilla perderà gran parte dell’acqua di cui è costituita, di conseguenza il vaso potrebbe risultare di dimensioni anche molto ridotte rispetto alle dimensioni iniziali.

 

Successivamente il vaso è pronto per ospitare la pianta desiderata. Il composto può semplicemente essere aggiunto alla terra come concime per dare tutti gli aspetti benefici alla pianta.

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Clash (materiale inventato)

Clash e un materiale che, prende dimensioni volumetriche e morbide diverse sfruttando l’elasticita di una struttura di multistrato in PU soft & hard che ingloba un altro sandwich di SMA (shape memory alloys). L’intenzione era la combinazione tra due sollecitazione , una mechanica che sono i srati metallici e l’altra dinamica basandoci sulla memoria di forma dei tre materiali.

Clash
Sandwich

Il SMA (generalmente fatto di rame-aluminium-nickel) mantiene la memoria della sua forma a freddo, riacquisendola quando viene surriscaldata. Il PU e un ottimo termo-isolante  e puo venire con diversi intensita di durezza. Queste characteristiche ci permettono di poter realizzare  diverse forme a scelta, con una struttura di sostegno interna  che regga la persona.

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Diversi ambienti possibili

Diversi ambienti possibili

GLI SCHERMI CURVI (Rivisto da Karim Fayad)

I componenti:

I display al plasma sono sostanzialmente delle lampade a luce fluorescente (come i neon). Molte piccole celle posizionate in mezzo a due pannelli di vetro mantengono una mistura inerte di gas nobili (neon e xeno).il gas nelle celle viene elettricamente trasformato in un plasma, il quale poi eccita i fosfori ad emettere luce.i gas di xeno e neon in un televisore al plasma sono contenuti in centinaia di migliaia di piccole celle posizionate tra due pannelli di vetro.anche dei lunghi elettrodi vengono inseriti tra i pannelli di vetro, davanti e dietro le celle. Gli elettrodi di indirizzamento sono dietro le celle, lungo il pannello di vetro posteriore.Gli elettrodi trasparenti dello schermo, che sono circondati da materiale elettrico isolante e coperti di uno strato protettivo in ossido di magnesio, sono montati davanti alle celle,lungo il vetro anteriore.la circuiteria di controllo carica gli elettrodi che si incrociano ad una cella, creando una differenza di potenziale tra davanti e dietro, provocando la ionizzazione dei gas e la formazione di plasma; quando gli ioni del gas si dirigono verso gli elettrodi e collidono vengono emessi dei fotoni.

Ogni pixel è fatto di tre sottocelle separate, ognuna con fosfori di diversi colori.Una sottocella ha il fosforo per la luce rossa, una per la luce verde e l’altra per la luce blu. Questi colori si uniscono assieme per creare il colore totale del pixel, analogamente ai computer a tre colori. Variando gli impulsi di corrente che scorrono atraverso le diverse celle migliaia di volte al secondo, il sistema di controllo può aumentareo diminuire l’intensità di ogni colore di ogni sottocella per creare miliardi di diverse combinazioni di verde, rosso e blu.in questo modo il sistema di controllo può produrre la maggior parte dei colori visibili.

Plasma-display-composition

Il vetro(Risultato dalla curvatura dello schermo)

La lastra di vetro viene messa sullo stampo e con esso introdotto nel forno. La lastra si rammollisce e per il peso proprio, si adagia sullo stampo nel sistema a gravità, oppure viene accompagnata dalle pinze meccaniche se le curve sono tali da non permettere con la sola forza di gravità l’adesione della stessa allo stampo.

Curvatura vetro