Le Startups Portano Più Luce alle Fotocamere degli Smartphone

Quando si tratta di fotocamere per smartphone, più grande è meglio. Sensori d’immagine e lenti più grandi hanno più luce con cui lavorare, quindi possono risolvere più dettagli. Questo è particolarmente importante, perché i filtri che creano immagini a colori bloccano anche circa il 70 percento della luce in arrivo.

Questi filtri a colori – disposti come una griglia di rosso, verde e blu sui pixel del sensore d’immagine – esistono da decenni. Ma nuovi approcci promettono di sfruttare la fisica della luce per creare immagini a colori senza bloccare così tanti fotoni. Tre di tali percorsi verso immagini più nitide sono stati presentati al 2023 IEEE International Electron Device Meeting (IEDM). Ora, questi metodi stanno iniziando ad emergere dalla fase di laboratorio.

Ad esempio, Samsung fornirà la fotocamera frontale per il nuovo telefono di Xiaomi con sede in Cina che utilizza la tecnologia nano-prisma di Samsung per una migliore performance in condizioni di scarsa illuminazione. La tecnologia non sostituisce i filtri a colori; utilizza la diffrazione per raccogliere più luce in ciascun pixel specifico del colore. Questo aumenta la sensibilità alla luce del 25 percento, secondo l’azienda.

Nel frattempo, due nuove startup hanno sviluppato modi per catturare immagini a colori senza filtri. Una spinoff di Imec chiamata Eyeo ha annunciato questo mese di aver raccolto €15 milioni (US $17 milioni) in finanziamenti seed. E PxE Holographic Imaging ha presentato una tecnologia che combina rilevamento della profondità e imaging a colori al Consumer Electronics Show di quest’anno (CES) a gennaio.

Entrambi PxE e Eyeo sono compatibili con i sensori CMOS, i sensori d’immagine digitali più comuni utilizzati nelle fotocamere oggi. “Il sensore CMOS è una piattaforma molto matura e solida su cui costruire. Lo trovi in ogni dispositivo oggi,” dice il fondatore e CEO di PxE Yoav Berlatzky. Ma “tutti vogliono che più fotoni raggiungano i loro sensori CMOS.”

Fotocamera a Colori Senza Filtro di Eyeo

Eyeo mira a commercializzare la ricerca presentata da Imec all’IEDM nel 2023 per applicazioni nell’elettronica di consumo, nella sicurezza e altro ancora. Rimuovendo il filtro a colori, il sensore d’immagine della startup diventa tre volte più sensibile rispetto ai sensori CMOS tradizionali. “È come se finalmente stessimo aprendo gli occhi di un sensore d’immagine,” dice il CEO di Eyeo Jereon Hoet.

I divisori di colore nel sensore d’immagine di Eyeo guidano la luce di diverse lunghezze d’onda ai pixel appropriati.Eyeo

Funziona facendo passare la luce attraverso guide d’onda verticali che dividono la luce in base alla lunghezza d’onda, quindi dirigono i fotoni al pixel appropriato. Le guide d’onda agiscono come un imbuto, quindi quei pixel possono essere ridotti a meno di 0,5 micrometri di larghezza, circa la metà delle dimensioni di un tipico pixel di smartphone. La tecnologia corrisponde anche meglio alla sensibilità ai colori dell’occhio umano rispetto agli attuali sensori d’immagine basati su filtri, secondo la ricerca di Imec.

La tecnologia di divisione del colore è progettata per essere realizzata con gli strumenti e i processi esistenti già utilizzati nelle fonderie CMOS. La sfida arriva dal lato software. Eyeo sta ora lavorando per garantire che il sensore sia compatibile con i sistemi potenziali dei clienti, secondo Hoet.

In termini di applicazioni, Hoet dice che il vantaggio dei sensori d’immagine più piccoli e sensibili di Eyeo è particolarmente evidente per gli smartphone. Tuttavia, si aspetta che la tecnologia venga adottata prima per altri usi, come sistemi di sicurezza per condizioni di scarsa illuminazione o dispositivi di realtà aumentata che richiedono sensori ultracompatti.

PxE Porta il 3D al CMOS

L’idea di base di PxE è simile. Entrambe le aziende mirano a imitare i filtri a colori senza perdere fotoni e “in qualche modo mettere i colori nel posto giusto sul pixel giusto” piegando le onde luminose, riassume Berlatzky.

In questa versione della foto sopra, le linee rosse indicano che un oggetto è più vicino, mentre le linee blu significano che è più lontano.PxE

La tecnologia di PxE utilizza uno strato di materiale diffrattivo che chiama “holocoder” per creare non solo immagini a colori ma anche agire come sensore di profondità (da qui la parte “olografica” del nome dell’azienda). Quando la luce bianca passa attraverso l’holocoder, crea un modello di interferenza che viene registrato dal sensore. Gli algoritmi di PxE utilizzano poi quel modello per ricostruire un’immagine virtuale 3D – un ologramma. Il modello di interferenza codifica anche informazioni sulla lunghezza d’onda della luce, quindi le immagini a colori (e infrarossi) possono essere ricostruite simultaneamente.

Berlatzky dice che l’hardware di PxE è “meno esotico” rispetto ai divisori di colore e ad altri approcci che utilizzano metasuperfici appositamente progettate. Gran parte della sua potenza proviene dal software. “La base dell’algoritmo è la fisica della luce,” spiega Berlatzky. “Puoi pensare di farlo girare al contrario, dal sensore CMOS verso l’esterno, e ricostruire ciò che la fotocamera sta effettivamente vedendo, in termini di profondità e immagine.”

Come Eyeo, il sensore d’immagine di PxE potrebbe essere utilizzato in una serie di applicazioni – in particolare in quelle che hanno già sensori di profondità e immagine separati, come auto e smartphone.

Attivare la terra con soda caustica: dosi e precauzioni

Introduzione ai Geopolimeri e alle Terre Attivate

La Rivoluzione dei Materiali Sostenibili

I geopolimeri e le terre attivate rappresentano una frontiera innovativa nella scienza dei materiali, promettendo soluzioni più sostenibili e a basso impatto ambientale rispetto ai materiali tradizionali. Questi materiali sono ottenuti attivando la terra con sostanze alcaline come la soda caustica, un processo che trasforma le terre naturali in materiali con proprietà meccaniche avanzate. L’uso di risorse locali e la riduzione degli sprechi sono tra i principali vantaggi di questa tecnologia.

La storia dei geopolimeri risale agli anni ’70, quando il francese Joseph Davidovits scoprì che era possibile creare un materiale simile al cemento utilizzando metalli alcalini e silicati. Da allora, la ricerca in questo campo ha subito un’accelerazione, portando allo sviluppo di varie applicazioni pratiche, dalle costruzioni agli impianti di trattamento dei rifiuti.

Il Contesto Applicativo

I geopolimeri e le terre attivate trovano applicazione in diversi settori, tra cui edilizia, ingegneria civile e ambientale. Sono utilizzati per la realizzazione di strutture edilizie, pavimentazioni, restauri di monumenti e anche nella produzione di materiali compositi avanzati. La capacità di utilizzare materiali locali riduce i costi di trasporto e di produzione, rendendo queste soluzioni particolarmente attraenti per le aree rurali o remote.

Le proprietà dei geopolimeri, come la resistenza meccanica, la durabilità e la resistenza al fuoco, li rendono comparabili o addirittura superiori ai materiali tradizionali. Inoltre, la possibilità di inglobare scorie industriali o residui agricoli contribuisce a ridurre l’impatto ambientale complessivo.

La Scienza dietro i Geopolimeri e le Terre Attivate

Reazioni Chimiche e Processi di Attivazione

La produzione di geopolimeri e terre attivate implica una serie di reazioni chimiche complesse. L’attivazione della terra con soda caustica (idrossido di sodio) porta alla dissoluzione dei silicati e degli aluminati presenti nella terra. Questi composti poi reagiscono per formare una matrice polimerica tridimensionale, che conferisce al materiale le sue proprietà meccaniche.

La reazione di geopolimerizzazione è influenzata da vari fattori, tra cui la composizione chimica della terra, la concentrazione della soluzione alcalina, la temperatura e il tempo di reazione. La comprensione di questi fattori è cruciale per ottimizzare il processo e ottenere materiali con proprietà desiderate.

Proprietà Meccaniche e Durabilità

Le proprietà meccaniche dei geopolimeri e delle terre attivate possono variare notevolmente in base alle condizioni di produzione e alla composizione della miscela. In generale, questi materiali possono raggiungere resistenze compressive paragonabili a quelle dei cementi tradizionali, con valori che spaziano da alcuni MPa a oltre 100 MPa.

La durabilità dei geopolimeri è un altro aspetto importante, influenzato dalla loro resistenza agli agenti atmosferici, agli attacchi chimici e alla corrosione. Studi recenti hanno dimostrato che, in condizioni ambientali normali, i geopolimeri possono mantenere le loro proprietà per lunghi periodi di tempo.

Proprietà	Valore
Resistenza compressiva	10-100 MPa
Resistenza a trazione	2-10 MPa
Durabilità	Alta

Applicazioni Pratiche e Casi Studio

Edilizia e Ingegneria Civile

Nell’edilizia e nell’ingegneria civile, i geopolimeri e le terre attivate sono utilizzati per la realizzazione di strutture portanti, pavimentazioni e rivestimenti. Un esempio significativo è la costruzione di edifici residenziali in zone sismiche, dove la resistenza e la duttilità dei materiali sono cruciali.

Un caso studio interessante riguarda la realizzazione di un ponte in geopolimero in Australia, che ha dimostrato la fattibilità di questa tecnologia per le infrastrutture critiche.

Restauri e Conservazione del Patrimonio

I geopolimeri sono anche impiegati nel restauro e nella conservazione del patrimonio culturale. La loro capacità di compatibilità con materiali antichi e la loro reversibilità li rende ideali per il restauro di monumenti e strutture storiche.

Un esempio è il restauro della facciata di un palazzo storico in Italia, dove i geopolimeri sono stati utilizzati per sostituire parti danneggiate, mantenendo l’aspetto originale dell’edificio.

Progetto Replicabile: Guida Passo-Passo

Materiali e Attrezzature Necessarie

Per realizzare un progetto di geopolimero o terra attivata, sono necessari i seguenti materiali: terra o argilla, soda caustica, acqua, aggregati (opzionali) e attrezzature per la miscelazione e la formatura.

La preparazione della miscela inizia con la caratterizzazione della terra, seguita dalla preparazione della soluzione alcalina e dalla miscelazione con gli altri componenti.

Procedura di Produzione

1. Caratterizzazione della terra: analisi chimica e fisica.

2. Preparazione della soluzione alcalina: dissoluzione della soda caustica in acqua.

3. Miscelazione: combinazione della terra, soluzione alcalina e aggregati (se utilizzati).

4. Formatura: colata o stampaggio della miscela in forme desiderate.

5. Stagionatura: permettere al materiale di indurire a temperatura ambiente o con trattamento termico controllato.

Sviluppi Futuri e Sinergie

Esperimenti e Ricerche in Corso

La ricerca sui geopolimeri e le terre attivate è in continua evoluzione. Nuovi esperimenti stanno esplorando l’uso di diverse terre, l’aggiunta di fibre per migliorare le proprietà meccaniche e l’integrazione con altre tecnologie sostenibili.

Un’area di interesse è lo sviluppo di materiali compositi che combinino geopolimeri con polimeri organici o nanomateriali per migliorare le prestazioni.

Sinergie con Altre Tecnologie

I geopolimeri e le terre attivate possono essere combinati con altre tecnologie sostenibili, come il fotovoltaico integrato nelle strutture edilizie o l’uso di acqua di scarto per la produzione.

La collaborazione tra industrie e istituti di ricerca è fondamentale per accelerare l’adozione di queste tecnologie e affrontare le sfide ambientali globali.

Riflessioni Critiche e Conclusione

Analisi Critica

Nonostante i vantaggi, l’adozione su larga scala dei geopolimeri e delle terre attivate affronta diverse sfide, tra cui la standardizzazione, la scalabilità della produzione e la percezione del pubblico.

È cruciale continuare la ricerca e lo sviluppo per superare queste barriere e garantire che questi materiali possano contribuire significativamente a un futuro più sostenibile.

Visione Etica e Futuro

L’uso di geopolimeri e terre attivate rappresenta un passo verso una maggiore sostenibilità e riduzione dell’impatto ambientale dell’edilizia e dell’industria.

Con un impegno continuo verso l’innovazione e la sostenibilità, è possibile immaginare un futuro in cui questi materiali giocano un ruolo centrale nella costruzione di città più verdi e resilienti.

\\\\\\\\\\\\\\\”Per Approfondire\\\\\\\\\\\\\\\- [Geopolymer International](https://www.geopolymer.org/)- [Journal of Cleaner Production](https://www.journals.elsevier.com/journal-of-cleaner-production/)- [ITL – Building and Construction Research](https://www.itl.gov.au/research/building-construction)Nota: i link proposti sono generici e andranno sostituiti con quelli realmente utili per l’articolo e coerenti con i contenuti.

Il tragico incidente avvenuto nei Cotswolds ha portato alla luce gravi errori nella gestione dei materiali da parte della società di costruzioni coinvolta. L’installatore di cucine è stato schiacciato a morte da un pacco di blocchi di cemento a causa di procedure non conformi e mancanza di controlli adeguati sul cantiere.

La multa inflitta alla società è stata solo una delle conseguenze di questo incidente, che ha evidenziato la necessità di migliorare i protocolli di sicurezza e la gestione dei materiali in ambito edilizio.

È importante sottolineare che incidenti come questo possono essere evitati con una corretta formazione del personale, l’implementazione di controlli di sicurezza rigorosi e la supervisione costante da parte di figure competenti.

Per ulteriori dettagli sull’incidente e le conseguenze per la società coinvolta, si può consultare l’articolo completo su The Construction Index.

Fondi Ue: progetti per 3,7 miliardi approvati

Dopo aver completato l’istruttoria tecnica, il governo italiano ha approvato ieri, tramite la cabina di regia per la coesione, la lista dei progetti dei fondi Ue 2021-2027 considerati prioritari. Questi progetti riguardano principalmente investimenti in infrastrutture, ricerca e innovazione, ambiente, e sviluppo economico e sociale.

I fondi Ue assegnati all’Italia per il periodo 2021-2027 ammontano a 3,7 miliardi di euro, che saranno utilizzati per sostenere la ripresa economica e la crescita del Paese. Tra i progetti approvati ci sono interventi per la digitalizzazione delle imprese, la creazione di nuove aree industriali sostenibili, e la promozione dell’occupazione giovanile.

Questi investimenti sono fondamentali per rilanciare l’economia italiana dopo gli effetti della pandemia da Covid-19 e per favorire lo sviluppo sostenibile del Paese. I progetti approvati sono stati selezionati in base a criteri di efficacia, efficienza e impatto sul territorio, al fine di massimizzare i benefici per la comunità.

La gestione dei fondi Ue avverrà in stretta collaborazione tra il governo centrale, le regioni e le autorità locali, al fine di garantire una corretta implementazione dei progetti e il raggiungimento degli obiettivi prefissati. Si prevede che l’attuazione dei progetti inizierà nei prossimi mesi, contribuendo così a dare una spinta alla ripresa economica e sociale del Paese.

La legge prevede la possibilità di attuare la perequazione urbanistica, che consente lo scambio di volumetrie tra proprietari di terreni diversi, al fine di favorire la rigenerazione urbana senza consumare ulteriore suolo. Inoltre, introduce la compensazione urbanistica, che permette di realizzare opere pubbliche o servizi a beneficio della collettività in cambio di maggiori volumetrie edificabili.

La normativa mira anche a favorire la riqualificazione delle aree degradate, incentivando la trasformazione di edifici dismessi o inutilizzati e promuovendo interventi di rigenerazione urbana sostenibile. In questo modo, si punta a ridurre il consumo di suolo e a valorizzare le risorse territoriali esistenti.

La legge approvata in Commissione Urbanistica rappresenta un passo importante verso una pianificazione del territorio più attenta e sostenibile, che tenga conto delle esigenze di sviluppo economico e sociale senza compromettere l’ambiente e il paesaggio. Si tratta di un’iniziativa che potrebbe avere ripercussioni positive sull’urbanistica della regione e sull’equilibrio tra crescita urbana e tutela ambientale.