Da Enigma al computer quantistico

Ore 18.00 – 00.00 presso sala Biblioteca
Da Enigma al computer quantistico
A cura di Istituto Nanoscienze_Laboratorio Nazionale di Nanotecnologia del CNR
in collaborazione con Ministero degli Affari Esteri e della Cooperazione Internazionale
Le idee di computer e di crittografia sono antiche quanto la civiltà, tuttavia oggi assistiamo ad una
rivoluzione concettuale in cui l'idea stessa di computazione è in continua evoluzione grazie alla meccanica
quantistica e alle nanotecnologie.
L'idea di computer quantistico nasce nel 1982 da una idea di Richard Feynman. Se in un computer classico la
quantità di dati viene misurata in bit, in un computer quantico l'unità di misura è il qubit. Il principio alla
base del computer quantico, è che le proprietà quantistiche delle particelle possono essere utilizzate per
rappresentare strutture di dati, e che il complesso meccanismo della meccanica quantistica possa essere
sfruttato per eseguire operazioni su tali dati superando i limiti imposti dalla computazione basata sulle leggi
classiche della fisica.
Ore 19.00 – 19.45 conferenza
Verso il computer quantistico
Marco Mazzeo
Ore 20.00 – 20.30 conferenza
Come progettare un sistema di sicurezza
Marcella Cucurachi (Ministero degli Affari esteri e della Cooperazione internazionale)
ore 18.00 – 00.00 proiezioni
Da Giulio Cesare ad Alan Turing… l’evoluzione del messaggio cifrato
Gabriella Zammillo
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ore 18.00 – 00.00 presso Stand CNR NANO
Nanotecnologie per la salute dell’uomo e l’ambiente: progettare e costruire atomo per atomo.
a cura di Istituto Nanoscienze_Laboratorio Nazionale di Nanotecnologia del CNR
Come utilizziamo le nanotecnologie per produrre materiali intelligenti che siano in grado di migliorare il
nostro stile di vita, la nostra salute e l’ambiente in cui viviamo.
NANOzoom
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Le forme e le proprietà dei micro- e nano-materiali svelate al microscopio
Loretta del Mercato, Alessandra Quarta, Luigi Carbone, Concetta Nobile
NANOhands-on
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Come realizzare un micromotore a propulsione di O2
Loretta del Mercato
Come sprigionare colori diversi da un singolo nano-materiale
Luigi Carbone
NANOtecnologia in GIGANTOgrafia
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Come progettare un nano-sommergibile per navigare nel corpo umano
Loretta del Mercato, Laura Gioia Passione, Ross Rinaldi
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Come i nano-materiali ci aiutano a rivelare modeste quantità di molecole direttamente nelle
cellule
Loretta del Mercato, Marzia Ferraro, Ross Rinaldi
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Nanotecnologie per la diagnosi medica e la sintesi chimica
Valentina Arima, Giuseppe Maruccio, Ross Rinaldi
I dispositivi lab-on-chip stanno rivoluzionando i settori della medicina, della chimica e della
sensoristica permettendo diagnosi precoci e veloci a costi estremamente ridotti e senza
ricorrere a laboratori analisi e sintesi specializzati.
Presso i laboratori congiunti CNR-Nano/Dipartimento di Matematica e Fisica sono stati
recentemente realizzati prototipi per saggi immunologici, diagnosi di tumori, test di
migrazione, rilevazione di contaminanti ambientali ed alimentari, sintesi di radiofarmaci o
altre molecole mediante microfluidica in flusso o in gocce.
Presso lo stand, i ricercatori spiegheranno i vantaggi delle nanotecnologie in campo medico
(ad esempio per una medicina personalizzata)e chimico (rapida ed efficiente sintesi di
farmaci o altre molecole organiche) e saranno disponibili video e presentazioni illustrative
oltre ad alcuni prototipi realizzati nei nostri laboratori.
Sarà inoltre possibile discutere più in generale delle svariate applicazioni delle
nanotecnologie, dall’elettronica, alla fotonica, ai nuovi materiali etc.
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Il Gatto che graffia la cellula: la Nanomeccanica per la Nanomedicina
Mariafrancesca Cascione, Daniele Vergara, Antonio Gaballo, Giuseppe Maruccio, Ross Rinaldi,
Stefano Leporatti
Da numerosi decenni il legame tra biomeccanica e medicina è oggetto di notevole attenzione da
parte della comunità scientifica. Dal punto di vista biologico, è ormai noto come un’alterazione dello
stato di salute delle cellule implichi una variazione della funzione cellulare e viceversa; tale
variazione si esprime anche attraverso una differente risposta meccanica agli stimoli indotti
dall’ambiente esterno.
Il nostro obiettivo è stabilire una connessione tra struttura cellulare, funzione biologica, proprietà
meccaniche e stato di salute/malattia umana. A tal fine le nanotecnologie contribuiscono fornendo
tecniche innovative per studiare le cellule. In particolare, nei nostri laboratori possiamo usare il
“Cat” (Gatto) , uno strumento capace di visualizzare le cellule in 3D con risoluzioni elevate, un
sistema integrato di ultima generazione composto da un microscopio Confocale laser, un
microscopio a forza Atomica e un microscopio a riflessione interna Totale in fluorescenza, ciascuno
capace di raggiungere risoluzioni di milionesimi di millimetro, consentendoci così: di investigare gli
oggetti biologici direttamente nel loro ambiente naturale (soluzioni buffer, in situ, in vitro se non in
vivo) senza la necessità di alcun trattamento preliminare purché il campione sia adeso ad un
substrato; di estrarre informazioni circa l’elasticità della cellula analizzata; di correlare i risultati
ottenuti allo studio dell’adesione cellulare e confrontarli con le variazioni strutturali del citoscheletro
e di ottenere, in tal modo, lo studio completo della cellula.
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Nanocarriers come obiettivo di miglioramento dell’assorbimento dei farmaci in Nanomedicina
Nemany Hanafy, Concetta Nobile, Maria Luisa De Giorgi, Ross Rinaldi, Stefano Leporatti
La nanotecnologia ha dimostrato la sua capacità di migliorare l'efficienza dei farmaci e il
loro assorbimento cellulare, poiché è in grado di risolvere il problema della resistenza ai
farmaci cancro. La riduzione della tossicità dei farmaci in seguito al loro incapsulamento in
nanovettore è l’obiettivo specifico per targettarlo sulle cellule tumorali. Il nanovettore sarà
usato per proteggere le cellule normali dall’esposizione alla tossicità e definito come vettore
unico per il delivery del farmaco. Il nostro obiettivo è quello di sviluppare nanovettori con
particolari proprietà fisiche e chimiche per evitare citotossicità, per prevenire la
coagulazione del sangue e per incapsulare molecole cargo. La caratterizzazione di
nanovettori è stata studiata da TEM e SEM. L’adsorbimento alternato a seguito
dell’assemblaggio polimerico è stato seguito dal potenziale Zeta. La citotossicità dei nano
vettori è stata effettuata utilizzando test di sopravvivenza cellulare
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ore 18.00 – 00.00 presso Stand CNR NANO
Alla LUCE delle Nanotecnologie molecolari
a cura di Istituto Nanoscienze_Laboratorio Nazionale di Nanotecnologia del CNR
La nanotecnologie molecolari rappresentano il livello più avanzato e ambizioso delle nanotecnologie,
essendo intrinsecamente orientate all’applicazione nello sviluppo industriale e in grado di offrire soluzioni
concrete ai problemi tecnologici nella direzione dell’efficienza energetica e della tutela dell’ambiente e della
salute dell’uomo. L’implementazione e il consolidamento di tecnologie innovative basate su materiali
plastici e ibridi organico/inorganico di nuova concezione, a basso costo di produzione e ridotto impatto
ambientale, offrono notevoli opportunità in tal senso.
Per l’efficientamento energetico e l’illuminazione artificiale, gli OLEDs (Organic Light Emitting Diodes)
rappresentano una classe di dispositivi molto promettenti con un’efficienza luminosa o di potenza teorica
raggiungibile di 200 lm/W e una capacità imparagonabile di modulare la tonalità di colore.
Nel campo delle energie alternative, la gamma di celle solari di “terza generazione” è ampia e comprende
classi di dispositivi in diversi stadi di maturazione tecnologica: celle totalmente organiche, celle ibride
organiche-inorganiche basate su nanocristalli colloidali di semiconduttori inorganici, ma di particolare
rilevanza sono le celle fotovoltaiche basate su perovskiti che hanno raggiunto in soli due anni un’efficienza
del 20%.
NANOtecnologia in GIGANTOgrafia
 Energie alternative ed efficienza energetica: il ruolo chiave delle nanotecnologie molecolari
Marco Mazzeo, Vincenzo Maiorano, Aurora Rizzo, Giuseppe Gigli
NANOhands-on
 Tra OLEDs e celle solari
Antonio Maggiore, Armando Genco, Daniela Simeone e Fabrizio Mariano