ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE GALILEO FERRARIS RELAZIONE

Transcript

1 ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE GALILEO FERRARIS RELAZIONE VISITA D ISTRUZIONE PRESSO IL CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE (CNR), ISTITUTO PER I POLIMERI, COMPOSITI E BIOMATERIALI (IPCB) Catania 07/05/2015 CLASSI COINVOLTE II B e II G DOCENTI ACCOMPAGNATORI: GIUSEPPINA FERRARA TIZIANA FERRERI 1

2 Gli alunni della II B indirizzo informatica e della II G indirizzo energia, giorno 7 Maggio dell anno 2015 hanno partecipato ad una visita d istruzione svolta presso i laboratori del CNR, Istituto per i Polimeri, Compositi e Biomateriali (IPCB), sito in via P. Gaifami n. 18 Catania. Al percorso d istruzione dal titolo Alla scoperta dei materiali polimerici organizzato dai docenti Giuseppina Ferrara e Tiziana Ferreri in collaborazione con i ricercatori dell IPCB gli alunni hanno partecipato manifestando un grande entusiasmo. Il percorso è stato progettato per dare la possibilità ai ragazzi della nostra scuola di vedere strumenti e tecnologie avanzate non disponibili nei laboratori scolastici, completare ed l approfondire, attraverso l'esperienza di laboratorio, alcuni argomenti introdotti in classe e/o completamente nuovi. Scopo della visita: - Sviluppare interesse per la scienza, la ricerca scientifica e la tecnologia - Avvicinare gli allievi alla chimica e alla sua magia - Formare una coscienza di cittadinanza attiva e consapevole con attenzione alle problematiche socio-ambientali Alle ore 9 dopo esserci incontrati nell androne dell IPCB ci siamo spostati nell aula magna dove il Dott. Puglisi, responsabile dell IPCB sezione di Catania, ha salutato gli alunni dell Istituto Ferraris e ha illustrato l importanza della ricerca nella vita quotidiana e per un futuro sbocco professionale. A seguire la Dott.ssa Zampino ha illustrato il ruolo fondamentale che le materie plastiche svolgono nel mondo moderno in cui viviamo. I polimeri infatti, entrano nelle nostre case in modi diversi e nelle forme più svariate: dalle confezioni per la conservazione di alimenti ai telecomandi dei televisori, dai computer o tablet agli spazzolini da denti. Le materie plastiche sono materiali essenziali che possono essere scaldati e modellati praticamente in tutte le forme possibili. Possiedono questa qualità poiché sono costituite da molecole incredibilmente lunghe, simili a catene, dette polimeri. A seguire ha illustrato le esperienze di laboratorio e la strumentazione che gli alunni avrebbero visto nel corso della mattinata. L obiettivo del percorso era quello di analizzare la vita di un polimero dalla sintesi, alla caratterizzazione, alla lavorazione ed infine al riciclo. Divisi in due gruppi per lavorare in sicurezza e seguiti dai ricercatori ed assegnisti dell IPCB abbiamo iniziato il percorso alla scoperta dei materiali polimerici. La prima esperienza che ci ha visti coinvolti ha riguardato la sintesi del nylon 6,6 la fibra utilizzata per la produzione di calze, paracaduti, 2

3 costumi da bagno, ombrelli e nell arredamento. La sintesi, una polimerizzazione interfacciale, ovvero nella zona di contatto tra i due reagenti è schematizzata di seguito: SINTESI IN LABORATORIO DEL NYLON 6,6 3

4 A seguire sono stati mostrati i laboratori di caratterizzazione: - Laboratorio calorimetrico Dove gli alunni hanno avuto modo di vedere in opera una TGA e una DSC, strumenti che permettono di valutare la stabilità al calore dei polimeri e le temperature di lavorazione LABORATORIO DI CARATTERIZZAZIONE DEI MATERIALI POLIMERICI - Laboratorio cromatografico Dove gli alunni hanno visto un HPLC, cromatografia liquida ad alta prestazione, si tratta di una tecnica cromatografica che permette di separare due o più composti presenti in un solvente sfruttando l'equilibrio di affinità tra una "fase stazionaria" 4

5 posta all'interno della colonna cromatografica e una "fase mobile" che fluisce attraverso essa. - Laboratorio NMR La tecnica più potente e veloce per identificare prodotti di reazione o composti organici incogniti. - Laboratorio di spettrometria di massa La spettrometria di massa, desorbimento/ionizzazione laser assistito da matrice, comunemente indicata con l'acronimo MALDI (dall'inglese Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization), è una tecnica di ionizzazione soft usata per l'analisi di composti termolabili e ad alto peso molecolare. - Laboratorio ICP-MS La spettrometria di massa a plasma accoppiato induttivamente, indicata con ICP-MS dall'inglese inductively coupled plasma mass spectrometry, è una tecnica analitica basata sull'utilizzo della spettrometria di massa abbinata al plasma accoppiato induttivamente. È una tecnica molto sensibile e in grado di determinare diverse sostanze inorganiche metalliche e non metalliche presenti in concentrazioni anche di circa una parte per bilione (ppb). - Laboratorio GC-MS La gascromatografia-spettrometria di massa, indicata con la sigla GC-MS o GC/MS (dall'inglese gas chromatography-mass spectrometry) ovvero la tecnica analitica basata sull'utilizzo di un gascromatografo accoppiato a uno spettrometro di massa. E uno dei metodi analitici più avanzati e consente l'identificazione e la quantificazione di sostanze organiche in una varietà di matrici. - Laboratorio di ingegnerizzazione In questo laboratorio gli alunni hanno avuto modo di vedere come si progetta e si disegna un oggetto per poi vederlo stampato nella stampante 3D, hanno inoltre visto uno scanner tridimensionale. Il gruppo di ingegneri che hanno accompagnato gli alunni in questo laboratorio hanno mostrato un estrusore bivite accoppiato a una pellettizzatrice, con il quale hanno preparato pellet colorati utilizzati per produrre film in una pressa idraulica. Infine è stato mostrato un dinamometro che permette di verificare la resistenza meccanica di un materiale plastico. 5

6 ESTRUSORE BIVITE CORREDATO DI PELLETTIZATRICE Alle 13:15 la visita ha avuto termine e gli alunni sono stati licenziati. Alcuni alunni delle due classi hanno prodotto successivamente come relazione finale dei prodotti multimediali (power point e video). Un vivo ringraziamento va inoltre al personale ed ai responsabili del CNR per la professionalità e l accoglienza che hanno dimostrato nei confronti dei nostri alunni. Le docenti responsabili Prof.ssa Ferreri Tiziana prof.ssa Ferrara Giuseppina 6