Scoperti i nanotubi fotovoltaici

Una squadra internazionale di ricercatori guidati dall’Università di Tokyo ha scoperto un nuovo materiale che, quando avvolto in un nanotubo genera energia elettrica se esposto alla luce. Se ingrandita e scalata, dicono gli scienziati, la tecnologia potrebbe venire utilizzata in futuri dispositivi solari ad alta efficienza.

 

Un rendering grafico del nanotubo di disolfuro di tungsteno Immagine: © 2019 Iwasa et al

 

Gli scienziati studiando possibili applicazioni per un nanotubo semiconduttore hanno scoperto che un determinato materiale – composto da disolfuro di tungsteno – esibisce l’effetto fotovoltaico anomalo (BPVE) a un’efficienza molto più alta rispetto ad altri materiali conosciuti per esibire lo stesso fenomeno. La BPVE avviene quando la corrente generata attraverso l’intera struttura del materiale piuttosto che essere affidata a una giunzione tra i materiali.

“Essenzialmente il nostro materiale di ricerca genera elettricità come fanno i pannelli solari, solo in maniera differente. Abbiamo dimostrato per la prima volta che i nanomateriali possono superare un ostacolo che presto limiterà l’attuale tecnologia solare.”

– University of Tokyo professor Yoshihiro Iwasa

Il disolfuro di tungsteno esibisce un effetto fotovoltaico solo quando avvolto in nanotubi. L’effetto fotovoltaico anomalo avviene perchè il nanotubo non è simmetrico e la corrente generata ha una direzione favorita verso cui scorrere. Altri materiali con una simile struttura di “inversione di simmetria rotta” hanno dimostrato di esibire lo stesso effetto ma Iwasa e la sua squadra hanno scoperto che con i nanotubi di disolfuro di tungsteno l’efficienza di conversione si è dimostrata molto più alta.

“La nostra ricerca mostra un intero ordine di magnitudine di miglioramento nell’efficienza di BPVE rispetto alla sua presenza in altri materiali”, ha detto Iwasa. Lo studio è stato pubblicato su Nature.

In teoria, il BPVE potrebbe fornire agli scienziati una strada verso celle solari più efficienti. In ogni caso, l’efficienza dimostrata per ora risulta essere troppo bassa per andare oltre il laboratorio. Iwasa ha oltretutto osservato che scalare questa tecnologia a grandezze significative costituisce una sfida significante.

“Nonostante questo enorme miglioramento, il nostro nanotubo WS₂ non può ancora essere comparato al potenziale generato dai materiali con giunzioni p-n. Questo perchè il dispositivo essendo nanoscopico sarà difficile da ingrandire. Ma è possibile, e spero che i chimici siano in grando di raccogliere la sfida”

– University of Tokyo professor Yoshihiro Iwasa

Fonte: pv-magazine-australia.com

 

 

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Come la bockchain puo’ cambiare le modalità di remunerazione dei servizi digitali. Rivoluzione imminente?

Articolo a cura di Denis Gobbi

Molto scalpore ha fatto alcuni giorni fa l’introduzione di uno script sulla nota piattaforma Bittorrent The Pirate Bay che consente di utilizzare la potenza di calcolo dei visitatori del sito allo scopo di minare Monero, una delle criptovalute piu’ di successo al momento.

La notizia è di qualche giorno ormai: The Pirate Bay, il noto sito basato su protocollo di condivisione Bittorrent ha deciso, in completo segreto, di testare un algoritmo javascript offerto da CoinHive che permette di prendere in prestito, durante la visualizzazione del sito, la capacità di calcolo hardware dei visitatori per generare Monero, una delle criptovalute piu’ diffuse al momento, seppur lo stesso CoinHive consigliasse nella documentazione fornita di evitare di tenere all’oscuro i propri utenti in merito a questo innovativo sistema di remunerazione.

Subito in maniera istintiva nel web è partita l’indignazione, ma è davvero così tragico?

Ovviamente il tenere all’oscuro gli utilizzatori lo è, ma non mi riferisco a questo quanto al potenziale di tale soluzione nel risolvere una crisi che a lungo ha afflitto e ancora affligge sia fornitori che creatori di contenuti costretti a combattere su piu’ fronti per sopravvivere cercando di rendere remunerabili i propri servizi; spesso entrando in conflitto tra di loro.

Nella maggior parte dei casi per farlo ci si affida a un advertising a volte fin troppo aggressivo e costretto a fare i conti con i capricci sia degli utenti che rispondono con vari plugin che bloccano la pubblicità, sia con quelli delle aziende che forniscono la stessa, i quali non sempre sono contenti di far apparire il loro prodotto di fianco a certi tipi di contenuti da loro considerati discutibili. Forse Youtube piu’ di molti altri sta pagando a caro prezzo queste dinamiche. Distinguere i contenuti giusti per un certo tipo di pubblicità filtrando quelli non adatti non è un compito facile e spesso di mezzo ci rimettono i creatori di contenuti, che si ritrovano di frequente ingiustamente tagliati fuori dalla possibilità di poter remunerare il proprio lavoro.

Altre volte, ci si affida a improbabili abbonamenti, i cosiddetti “paywall” che permettono solo a chi paga un abbonamento di accedere ai contenuti. Non sembra stia funzionando bene come alternativa purtroppo dato il numero di portali che iniziano a percorrere questa strada e che nella maggior parte dei casi finiscono per ritornare sui loro passi.

Finalmente pero’ si affaccia una nuova possibilità, servizi come quello fornito da CoinHive sembrano aggiungere una valida alternativa ai sistemi che fino ad ora l’hanno fatta da padrone, e potrebbero potenzialmente risolvere questo problema. Se ci si sofferma un attimo ad esaminare questa alternativa, prendere in prestito l’hardware dei visitatori è un metodo che comporta diversi vantaggi:

– Non disturba la lettura dei contenuti, di conseguenza l’impatto sull’usabilità del sito internet migliora notevolmente

– E’ equo, nel senso che fintanto che sei sul sito, il tuo hardware lavora per la creazione di Monero utilizzati per generare introiti supportando fornitori e creatori, appena abbandoni la lettura però, il tutto finisce. Presumibilmente piu’ hai dispositivi con alta capacità di calcolo, piu’ la tua capacità contributiva risultera’ essere alta. Se hai dispositivi poco performanti, il tuo contributo sara’ ridimensionato. Spesso la potenza del dispositivo coincide con la capacità contributiva di ognuno.

Qualcuno potrebbe controbattere giustamente esclamando che il costo si ripercuoterà sulla bolletta elettrica, ma in che misura? E’ presto detto, considerando che la maggior parte dei portatili moderni (i computer ad oggi piu’ diffusi nelle case degli italiani) non ha alimentatori che superano i 130W e che difficilmente arriveranno a pieno carico durante la lettura di tali articoli, seppur con un miner in esecuzione, ipotizziamo pessimisticamente un consumo esagerato di 200 Watt, per 5 giorni la settimana, 2 ore al giorno, facciamo 200 X 10 x 52 settimane = 104000 Watts per ora o 104 Kwh.
104 X 0,14 (costo medio dell’energia elettrica tenuto inconsiderazione) = 14,56 Euro di spesa annuale di energia elettrica. Preferite pagare un abbonamento per ogni sito che visitate, innervosirvi per via dell’infestazione di inserzioni pubblicitarie che impestano le pagine o pagare questa piccola spesa sottoforma di energia elettrica, che andrà a beneficiare molto di piu’ chi vi fornisce il servizio, creando effettivamente valore?
Per i dispositivi mobili il discorso potrebbe impattare negativamente sulla durata della batteria, ma si potrebbe adottare un carico di lavoro inferiore e comunque, per chi non lo sapesse, le inserzioni pubblicitarie presenti in pagine web e applicazioni mobili già impattano sulla batteria, e ancora maggiormanete sulla banda dati utilizzata.

Ovviamente, The Pirate Bay non è stato l’unico ad avere questa idea, c’è arrivata anche la criminalità che, a più riprese, ha piazzato codici simili su svariate piattaforme violandole, tentando di farlo in completo segreto a proprio vantaggio (1) (2) (3). Ma questo è spesso accaduto, di uno strumento si puo’ farne un cattivo o buon uso, sta a noi distinguere senza giudicare la tecnologia stessa che per sua natura è considerata neutra.

Potenzialmente un’innovazione estremamente utile, una rivoluzione che potrebbe cambiare in meglio la qualità dell’internet che utilizziamo tutti i giorni, ma che potrebbe determinare una crisi senza precedenti per chi fa dell’advertising il proprio core business, cambiando per sempre il web per come lo conosciamo ora, travolgendo chi non si adatterà all’ennesima applicazione derivata da questa nuova fantastica tecnologia che negli ultimi anni fa sempre piu’ parlare di sè, la blockchain.

 

 

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L’Agenzia Spaziale Europea annuncia i piani per costruire un “Villaggio Lunare” entro il 2030

Traduzione a cura di Denis Gobbi

Tutti a bordo per Moontown

Villaggi sulla luna costruiti da enormi stampanti 3D e abitati per mesi da diverse squadre di astronauti alla volta, tutto ciò potrebbe divenire realtà nel prossimo decennio come una recente conferenza di 200 scienziati, ingegneri e esperti industriali ha concluso.

La costruzione di questa base lunare presidiata permanentemente potrebbe iniziare già entro cinque anni, come l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha già annunciato al suo Simposio Internazionale sulla Luna 2020-2030 nei Paesi bassi lo scorso mese, suggerendo che un villaggio lunare potrebbe fornire una solida piattaforma per future missioni su Marte.

“La strategia dell’ESA per l’esplorazione spaziale definisce la Luna come una destinazione prioritaria per l’umanità sulla strada per Marte,” ha affermato Kathy Laurini di NASA a Leonard David di Space.com. “Il tempismo è quello giusto per testare le capacità che permetteranno all’Europa di raggiungere i suoi obiettivi esplorativi e riconfermarsi come buon partner in un momento in cui gli esseri umani si apprestano ad esplorare il Sistema Solare.”

NASA in particolare ha un elevato interesse in questo progetto, dato che la Luna è stata designata come una tappa strategica per una missione umana verso Marte. Gli scienziati del MIT hanno calcolato lo scorso mese che astronauti provenienti dalla terra potrebbero venire lanciati con il 68% di massa in meno se si rifornissero per la maggior parte del loro carburante liquido pesante da una base lunare lungo il tragitto.

Aggiungiamo il fatto che NextGen Space LLC, una compagnia consulente per la NASA, ha recentemente stimato che una stazione di rifornimento lunare “ridurrebbe i costi per NASA riguardante le spedizioni di esseri umani verso Marte fino a circa 10 miliardi di dollari all’anno”, così una base lunare comincia a diventare pressochè inevitabile.

Il piano delineato dall’ESA consiste nello spedire robot su marte a cominciare dai primi anni del 2020 con la missione di costruire diverse strutture, a cui seguirà la spedizione dei primi abitanti negli anni successivi.

Fin dal 2013, ESA ha collaborato con compagnie di costruzione per iniziare a testare diverse tecnologie di costruzione per delle basi lunari, giungendo alla conclusione che i materiali locali saranno i migliori per costruire edifici e altre strutture, il che si traduce in nessun bisogno di trasportare risorse dalla Terra ad un costo che si rileverebbe astronomico.

 

ESA/Foster + Partners

 

“Per prima cosa, ci serve mischiare il materiale lunare simulato con ossido di magnesio. Questo si trasforma in una “carta” che possiamo utilizzare per stampare,” ha spiegato in passato Enrico Dini, fondatore di un’azienda manifatturiera del Regno Unito, Monolite.

“Quindi per il nostro inchiostro strutturale, applichiamo un sale legante che rende il materiale solido quanto la pietra. La nostra stampante attuale costruisce ad un ritmo di 2 metri per ora, mentre il nostro progetto di nuova generazione sarà capace di raggiungere i 3,5 metri per ora, completando un intero edificio in una settimana.”

L’azienda architettonica Foster e i suoi collaboratori hanno ideato un sistema di cupola peso-portante a “catena”, la quale possiede un muro strutturale a celle capace di schermare i residenti da micrometeoriti e radiazioni spaziali, oltre a un’altra struttura a celle chiuse incavate che dona alla struttura un buon rapporto resistenza-peso.

Una volta lì, affermano gli scienziati, scopriremo se le risorse sulla luna sono davvero importanti come pensiamo che siano.

“Continuiamo a parlare di risorse lunari, ma dobbiamo ancora dimostrarne la loro utilità […] ” ha affermato l’ingegnere Clive Neal dell’Università di Notre Dame a Space.com. ” Una solida verifica della grandezza di depositi, composizione, forma e omogeneità richiede un programma di prospetto coordinato. Un programma riuscito dimostrerebbe quindi chiaramente se le risorse lunari potrebbero abilitarci all’esplorazione del sistema solare.”

Che il villaggio Lunare diventi realtà o meno nella prossima decade, NASA è determinata a mandare in orbita intorno ad essa i suoi astronauti per mesi , annunciando lo scorso mese  che “uscirà dalla ISS (International Space Station / Stazione Spaziale Internazionale ndt) il più velocemente possibile” per stabilire delle attività intorno alla Luna al suo posto.

Trascorreranno giorni, piuttosto che ore, lontano dalla Terra e dal suo protettivo campo geomagnetico, il che darà agli astronauti un’idea migliore di cosa dovranno affrontare fisicamente e psicologicamente in una missione abitata verso Marte.

Una cosa è sicura, vivremo attraverso degli avvenimenti davvero entusiasmenti nel nostro prossimo futuro.

 

ESA/Foster + Partners

 

Fonte: sciencealert.com

 

 

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Creato un nuovo metallo eccezionalmente forte e leggero

Traduzione a cura di Denis Gobbi

Un team guidato da ricercatori della UCLA Henry Samueli School di Ingegneria e Scienze Applicate ha creato un metallo strutturale super-forte ma leggero con un forza specifica eccezionalmente resistente in termini assoluti. Il nuovo metallo è composto da magnesio infuso in maniera densa e omogenea con nanoparticelle ceramiche di carburo di silicio. Potrebbe essere utilizzato per creare aeroplani, moduli spaziali e auto più leggere – aiutando a migliorare l’efficienza energetica di questi mezzi – come anche nell’industria dell’elettronica portatile e dei dispositivi biomedici.

Per creare questo metallo super-forte ma leggero, la squadra ha trovato un nuovo modo per disperdere e stabilizzare nanoparticelle all’interno del metallo fuso. Hanno anche sviluppato un metodo di manifattura scalabile che potrebbe aprire la strada per altri metalli superleggeri con caratteristiche simili. La ricerca è stata pubblicata su Nature.

“E’ stato ipotizzato che le nanoparticelle potrebbero realmente rafforzare la resistenza dei metalli senza danneggiarne la plasticità, specialmente metalli leggeri come il magnesio, ma nessun gruppo è mai stato in grado di disperdere nanoparticelle ceramiche in metalli fusi fino ad ora”

ha affermato Xiaochun Li, il principale indagatore sulla ricerca con cattedra Raytheon in Ingegneria Manifatturiera all’UCLA.

“Con una infusione di processi fisici e materiali, il nostro metodo apre un nuovo mondo riguardante il miglioramento delle caratteristiche dei metalli per superare le sfide della società moderna nel campo dell’energia e della sostenibilità.”

 

Sulla sinistra, un campione deformato del metallo puro; sulla destra, il nuovo e resistente metallo composto da magnesio e nanoparticelle di carburo di silicio. Ogni micro-colonna ha un diametro di circa 4 micrometri. Credit: UCLA Scifacturing Laboratory

 

I metalli strutturali sono metalli portanti; essi vengono utilizzati negli edifici e nei veicoli. Il magnesio, con due terzi della densità rispetto all’alluminio, è il più leggero metallo strutturale. Il carburo di silicio è una ceramica ultra-resistente comunemente utilizzata nelle lame da taglio industriali. La tecnica dei ricercatori che infonde un grande numero di particelle di carburo di silicio più piccole di 100 nanometri nel magnesio aggiunge una quantità significante di resistenza, rigidità, plasticità e durabilità ad alte temperature.

Il nuovo magnesio infuso con carburo di silicio dei ricercatori ha dimostrato livelli record di resistenza specifica – ovvero quanto peso un materiale può sopportare prima di rompersi – e modulus – la rigidità del materiale in rapporto al suo peso. ha inoltre dimostrato una stabilità superiore ad alte temperature.

Le particelle di ceramica sono a lungo state considerate potenzialmente in grado di migliorare i metalli. L’inconveniente con particelle di ceramica su microscala stava nel processo d’infusione causava una perdita di plasticità.

Le particelle su nanoscala, al contrario, possono migliorare la resistenza mantenendo e addirittura migliorando la plasticità dei metalli. Il nuovo problema consisteva nel fatto che le particelle di ceramica tendevano a raggrupparsi insieme piuttosto che a distribuirsi omogeneamente a causa della tendenza delle piccole particelle nell’attrarsi l’una con l’altra.

Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno disperso le perticelle in una lega di magnesio e zinco. La scoperta di questa nuova dispersione nanoparticellare fà affidamento sull’energia cinetica del movimento delle particelle. Questa le stabilizza e ne previene l’aggregazione.

Per migliorare ulteriormente la forza del materiale, i ricercatori hanno usato una tecnica chiamata torsione ad alta pressione per comprimerlo.

“I risultati che abbiamo ottenuto fino ad ora sono semplicemente stati ottenuti graffiando la superficie del tesoro nascosto di una nuova classe di metalli con proprietà e funzionalità rivoluzionarie,” ha affermato Li.

Il nuovo metallo (più accuratamente chiamato metallo nanocomposto) è composta dal 14% circa di nanoparticelle di carburo di silicio e dall’86% di magnesio. I ricercatori hanno fatto notare che il magnesio è una risorsa abbondante e che il suo utilizzo su scala maggiore non causerà danni all’ambiente.

Fonte: http://phys.org/

 

 

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Il primo test Hyperloop lascia presagire un futuro alimentato ad aria per i trasporti

Traduzione a cura di Denis Gobbi

Preparatevi. Elon Musk  ha già scolpito visione del futuro dei pagamenti online, dell’energia solare, delle auto elettriche e dei lanci spaziali con le sue aziende PayPal, SolarCity, Tesla e SpaceX. Il prossimo anno, tenterà di lasciare il segno nel settore dei trasporti pubblici, testando prototipi di un sistema chiamato Hyperloop.

Musk ha menzionato per la prima volta quest’idea nel 2012. Consiste in capsule passeggeri che sfrecciano all’interno di una serie di tubi a bassa pressione a circa 1100 km/h, cavalcando un cuscino d’aria piuttosto che affidarsi a ruote e cuscinetti. Le capsule da 28 persone vengono accellerate alla loro massima velocità utilizzando una serie di magneti.

Attorno a giugno del prossimo anno (Giugno 2016 ndt), su un percorso di prova lungo due chilometri accanto alla sua base operativa a Hawthorne, in California, la SpaceX di Musk pianifica di organizzare una competizione per testare capsule di diversi progetti ideati da studenti e ingegneri indipendenti.

L’azienda ha comunicato che non intende costruire nessun progetto Hyperloop da sè, ma vuole piuttosto supportare altre aziende e start-up che intendono farlo. Una di queste, chiamata Hyperloop Transportation Technologies, ha in progetto di costruire il suo circuito di prova di 8 chilometri in California.

Queste prove saranno il primo passo verso una tipologia di trasporto completamente diversa. Nel suo rapporto del 2013 Musk ha calcolato che l’Hyperloop utilizzerà molta meno energia degli attuali sistemi di trasporto: circa dieci volte meno rispetto ad auto o aeroplani per viaggio.

Musk ha inoltre stimato che le capsule dell’Hyperloop saranno capaci di viaggiare i 550 chilometri che separano Los Angeles e San Francisco in appena 35 minuti. Londra – Parigi richiederebbe 21 minuti. Alla faccia tua, Eurostar!

 

 

Fonte: New Scientist

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