Gli strumenti dello Scienziato

All’interno del vasto panorama di attività scientifiche finalizzate allo studio della Terra, il Telerilevamento dallo Spazio ha conseguito, ormai da anni, un’enorme importanza. Montati su piattaforme satellitari, poste in orbita da diverse agenzie spaziali nazionali e internazionali, sensori di vario tipo acquisiscono dati chimico-fisici della Terra con elevata ripetitività ed in maniera globale. Tali dati vengono utilizzati per estrarre informazioni utili per svariate applicazioni e in diversi ambiti scientifici, offrendo uno strumento unico per studiare lo stato del pianeta nella sua interezza.

Le lezioni (3h) sono finalizzate a descrivere e mostrare gli attuali sensori utilizzati nell’Osservazione della Terra e le applicazioni scientifiche che utilizzano i relativi dati acquisiti.

L’osservazione di un paesaggio può fornire molto indicazione che vengono filtrate dalle conoscenze dell’osservatore. Un geologo in un paesaggio leggerà una storia che si sviluppa nel tempo, un tempo che a volte è relativo a milioni di anni. Ma quali conoscenze utilizza e quali strumenti? Uno strumento molto utilizzato è l’analisi dei sedimenti al microscopio. Grazie al riconoscimento di microfossili il geologo raccoglie informazioni preziose relative a tre tematiche diverse: quando si è formata la roccia, in quale ambiente e con quale clima. La micropaleontologia diventa quindi uno strumento utilizzato in ambito stratigrafico (quando), paleo-ambientale (dove) e paleoclimatico (come). La lezione si svolgerà con una breve introduzione su paesaggi tipici e si concentrerà sull’analisi di un paesaggio vicino alla scuola e noto agli studenti e sulla sua analisi dal punto di vista geomorfologico. Verranno spiegate le chiavi di lettura principali e la metodologia di indagine. Nel laboratorio verranno analizzati al microscopio dei sedimenti dalla cui osservazione sarà possibile ricavare informazioni per interpretare il paesaggio scelto.

Progetto per conoscere un bene culturale (sito archeologico, città, monumento, etc.) dal punto di vista metrico.

Si parlerà di strumenti metrici e topografici (stazione totale, GPS) e per l’archiviazione (GIS).

Negli ultimi anni, le Nanotecnologie si sono affermate in modo rivoluzionario nel campo della produzione industriale e della salute. Smartphone, componenti elettronici, lampadine, batterie, marmitte catalitiche, ecc., sono esempi di come le nanotecnologie hanno permesso di sviluppare dispositivi di alte prestazioni per uso comune. Le Nanotecnologie sfruttano le proprietà che la materia possiede su scala nanometrica, un miliardesimo di metro. In questa scala, le proprietà chimico-fisiche dei materiali dipendono fortemente dalla loro superficie e dalla disposizione atomica.

Lo scopo di questa lezione è quello di accompagnare gli studenti verso il misterioso mondo atomico, descrivendo le tecniche di caratterizzazione più avanzate, che vengono impiegate per lo studio delle proprietà chimico-fisiche dei materiali nanostrutturati. Verranno brevemente illustrati esempi sull’utilizzo delle tecniche di microscopia, ottica e a sonda, le spettroscopie di fotoemissione e Auger (con sorgenti convenzionali e con luce di sincrotrone).

Lezione di un’ora sullo sviluppo dei biosensori e loro applicazioni in campo ambientale, agroalimentare, biomedicale, e della sicurezza. I biosensori sono una tecnologia multidisciplinare che racchiude innumerevoli settori scientifici dalla fisica alla chimica ed alla biologia. Pertanto la lezione avrà lo scopo di dimostrare come le varie materie disciplinari affrontate nel percorso scolastico possono convergere nella realizzazione di una tecnologia che può essere concretamente applicata nella vita di tutti i giorni. Nella prima parte dell’insegnamento verranno trattate nozioni sulla configurazione dei biosensori e sulla loro classificazione in base al biocomponente (biologia, bioinformatica e genetica molecolare) ed al trasduttore di segnale (biofisica). Quindi si procederà alla descrizione delle tecnologie per lo sviluppo dei sistemi biosensoristici, tra cui le nanobiotecnologie. Infine, si concluderà con la descrizione delle applicazioni in campo dei biosensori per il monitoraggio ambientale ed agroalimentare, per la diagnostica medica, e per la sicurezza.

Nel corso della lezione si racconterà quale eccezionale strumento siano i laser e come possano essere utilizzati per scoprire e comprendere le caratteristiche della materia.

Verranno descritte e mostrate praticamente le caratteristiche principali delle sorgenti di luce laser, evidenziandone le differenze rispetto alle sorgenti di luce comune. E verrà spiegato come tali specificità li rendano uno strumento utilissimo non solo nella ricerca, ma anche in medicina, nell’industria e nella vita di tutti i giorni.