Ricerche

Ricercatori dell'Istituto nanoscienze del Cnr, Imperial College e Università di Pisa realizzano un nuovo tipo di Nano-laser basato su un reticolo di filamenti plastici che emettono e amplificano la luce.

Pubblicato su Nature Communications, lo studio apre la strada a una nuova classe di dispositivi che potranno essere usati come sorgenti di luce miniaturizzate e sensori ottici ad alta efficienza

Un team di ricercatori dell'Istituto nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (CnrNano) ha sviluppato un nuovo tipo di laser costituito da una rete di filamenti miniaturizzati di polimeri. Il risultato della collaborazione tra Imperial College di Londra, CnrNano, Università di Pisa, Università del Salento e Università di Exeter è pubblicato su Nature Communications, (1) e apre la strada ad una nuova classe di dispositivi laser che potranno essere usati come sorgenti di luce miniaturizzate e come sensori ottici ad alta efficienza.

Il cuore del laser non-convenzionale è una sorta di minuscola e impalpabile ragnatela, un intreccio di nanofibre polimeriche che emettono e amplificano la luce. “Contrariamente ai laser convenzionali che usano specchi o strutture periodiche per intrappolare ed amplificare la luce, in questo dispositivo essa è prodotta e amplificata dalla rete di filamenti”, spiega Andrea Camposeo di CnrNano. “Le nanofibre emettono luce e poi funzionano come fibre ottiche lungo le quali questa si propaga: intrappolata nel reticolo lungo i percorsi di una matrice disordinata la luce è soggetta a interferenze in centinaia di nodi ed emerge amplificata come luce laser”.

I ricercatori hanno realizzato una rete di nanofili composti da materiale fotoattivo, con un diametro di tra i 200 e i 500 nanometri (un nanometro è pari a un milionesimo di millimetro) e con un elevato numero di nodi e di rami. Ogni struttura è una rete disordinata planare, ramificata così da connettere ciascun nodo al loro vicino più prossimo.

Uno studio dell'Istituto di biometeorologia (Ibimet) del Cnr di Firenze, riflette sui modelli di estrapolazione verticale della velocità del vento ai fini della predicibilità eolica.

La ricerca, pubblicata su Renewable and Sustainable energy reviews, ha analizzato 332 applicazioni condotte negli ultimi 40 anni, su 96 località nel mondo

“Poter prevedere, sulla base di semplici misure a terra, il profilo verticale della velocità del vento fino a quote difficilmente raggiungibili con strumentazione dai costi contenuti è un evidente vantaggio, soprattutto nella fase di prefattibilità di un progetto d'impianto eolico”, spiega Giovanni Gualtieri dell'Istituto di biometeorologia del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ibimet) di Firenze e autore dello studio.

Questo compito è affidato ai modelli di estrapolazione della velocità del vento, la cui utilità pratica diventa oggigiorno sempre più stringente se si considera il costante aumento delle dimensioni dei moderni aerogeneratori, caratterizzati da un'altezza dei mozzi regolarmente al di sopra di 60-80 m, ma che arriva a superare (soprattutto nei modelli offshore) anche i 150 m.

La ricerca, pubblicata su Renewable and Sustainable energy reviews, (1) passa in rassegna 332 applicazioni condotte in un arco temporale di 40 anni (1978–2018) su 96 località nel mondo poste ad altitudini comprese tra 0 e 2230 m s.l.m.. Tre famiglie di modelli sono state prese in esame: i modelli basati sul profilo logaritmico; (ii) modelli basati sulla legge di potenza; (iii) modello di Deaves ed Harris. Il lavoro documenta l'accuratezza dei modelli applicati su ogni specifica località e ne discute nell'insieme l'andamento prendendo in esame quattro diversi tipi di sito: (i) pianeggiante e prevalentemente privo di ostacoli; (ii) collinare/ondulato con vegetazione/alberi; (iii) montuoso con orografia complessa; (iv) in mare aperto. Le prestazioni dei modelli sono state analizzate nella capacità di prevedere accuratamente il valore della velocità del vento in quota, ma anche nel riuscire a raggiungere quote particolarmente elevate, come richiesto dai moderni modelli di turbina eolica. "Oltre alla mera accuratezza numerica grande risalto è stato dato alla convenienza economica di un modello piuttosto che di un altro, e quindi alla strumentazione più o meno a basso costo richiesta per ogni applicazione", evidenzia il ricercatore Cnr-Ibimet.

Tra i principali risultati raggiunti, lo studio evidenzia che i modelli basati sul profilo logaritimico (utilizzati in passato all'incirca nel 25.6% dei casi) risultano inadatti allo scopo, in quanto non in grado di raggiungere l'altezza tipica delle moderne turbine; essi presentano inoltre lo svantaggio di richiedere un'accurata stima della lunghezza di rugosità del sito (z0), cosa di norma alquanto complessa.

Se apriamo gli occhi e ci liberiamo da ogni pregiudizio senza restare a guardare passivamente, riusciamo a vedere anche l’invisibile per non scoprire in punto di morte di non aver mai vissuto! Tratto dal pensiero di Henry David Thoreau, padre del Rinascimento in America.

La concezione Meccanica della scienza isolando arbitrariamente il soggetto della percezione dall’oggetto rende sinonimi ed intercambiabili i significati di “Vedere e Guardare” che in vero sono profondamente diversi sia etimologicamente che di rappresentazione mentale.

Vedere indica andare oltre la percezione della superficie osservabile della realtà ed esercitare una azione consapevole sui limiti tra ciò che ci e reso visibile dai sensi e la realtà invisibile ma fondamentale per capire la nostra vita.

Il guardare significa atteggiarsi a guardia di cio che accade nel mondo esterno con una impostazione analitica di osservazione deprivata da una chiave di accesso per la comprensione piu profonda della realtà.

Questa distinzione tra “vedere e guardare” è importante oggi dal momento che il riduzionismo della scienza meccanica ha concepito la osservazione come oggettiva escludendo il vedere come capacità interiore creativa capace di superare la visione di un mondo speculare, proiettata come ombra nella retina oculare.

La estetica e lo spettacolo come finzione hanno pertanto preso il sopravvento come sembianze della reale conoscenza interiore del vedere con la mente, fino a rendere virale la moda nei giovani di guardarsi facendosi dei autoritratti (Selfies) amando il guardarsi il viso ed il proprio corpo senza vedersi oltre la apparenza di se stessi oggettivizzare la percezione separata dalla partecipazione consapevole del soggetto oggi nell’epoca contemporanea della “Realtà Virtuale” e della “Intelligenza Artificiale” è ormai divenuto un assurdo palese.

Infatti è esemplare capire che la luce che osserviamo non può essere causata dalla osservazione oggettiva di fotoni visibili in quanto essi provenienti da una fonte luminosa producono una reazione fotochimica dei coni e bastoncelli della retina, che induce un segnale neuronale il quale eccita le sinapsi elettriche del cervello nel produrre “sparks” di luce (biofotoni); pertanto la sensazione di luce che percepiamo può essere quella esterna ma altresì corrisponde alla visione interiore e soggettiva della luce.