Gran Via de les Corts Catalanes, 600, 3r 2a
08007 Barcelona
Telf. 933 172 411 - 933 172 458
Fax 933 172 510 correu@uce.cat

  

XLV UNIVERSITAT CATALANA D’ESTIU
Programa

XLV UNIVERSITAT
CATALANA
D’ESTIU

Ciència i tecnologia

Nanotecnologies, ciència i societat

Coordinació: Núria Ferrer i Anglada (Departament de Física Aplicada, Universitat Politècnica de Catalunya i del grup de recerca consolidat «Caracterització Elèctrica de Materials i Dispositius» [CEMAD] )
Amb el suport de la Societat Catalana de Física, Institut d’Estudis Catalans

Dies: del 17 al 19 d’agost, de 9 a 12 del migdia i de 3 a 4 de la tarda

Resum: Tots som conscients com l’abast de les comunicacions ha canviat la societat: Internet o la telefonia mòbil ens fan sentir part d’un món global, on les notícies més remotes ens arriben en una fracció de segon. Quina és la ciència que ho ha fet possible? Com és que els dispositius electrònics es poden fer tan petits? Quins són els materials que ho permeten? Com a resposta a aquestes qüestions, tractarem dels materials, ciència i nanotecnologies que ho fan possible, en un panorama actual i futur.


dia 17

De la micro a la nanoelectrònica: «There's plenty of room at the bottom» Primera sessió
per David Jiménez (Departament d'Enginyeria Electrònica, UAB)
de 9 a 2/4 d'11

En aquesta conferència començarem fent una ullada a la tecnologia microelectrònica basada en el silici des dels inicis fins als nostres dies, fent èmfasi en les idees clau que han fet possible la reducció progressiva de dimensions, així com l'increment de les prestacions, del circuits integrats. Veurem quines estratègies planteja la indústria microelectrònica per a continuar mantenint la tecnologia basada en el silici en una perspectiva de deu anys. La tecnologia microelectrònica deriva avui en dia cap a una nova disciplina, anomenada ‘nanoelectrònica'. Es caracteritza per l'ús dels efectes quàntics de la matèria i treure'n profit. Veurem com materials com ara els nanofils de silici, nanotubs de carboni o els cristalls bidimensionals ofereixen un ventall de possibilitats inabastable per a desenvolupar noves tecnologies que, per exemple, poden fer servir una quantitat mínima d'energia per a fer funcions lògiques.

Vegeu la presentació del professor

Nanomaterials i dispositius per a aplicacions emergents: magnetisme, robòtica i biomedicina. Magnetisme (miniaturizació de dispositius)
per Eva Maria Pellicer i Vilà (Departament de Física, UAB)
de 2/4 d'11 a 12

Les aplicacions que hom preveu (algunes de les quals, de fet, ja són aquí) per als nanomaterials són vastíssimes. Quan es limita el creixement dels materials de manera que som capaços de confinar-ne llurs dimensions a la nanoescala ( < 100 nm), s'originen nous fenòmens físics que amplien el ventall d'aplicacions. En els darrers anys diversos camps, com ara el magnetisme, la robòtica i la biomedicina, se n'han vist beneficiats. Podem dissenyar dispositius miniaturitzats que permetin emmagatzemar grans quantitats d'informació en el mínim espai possible? Som capaços de moure d'una manera controlada objectes de dimensions reduïdes (nanorobots) i dirigir-los cap on nosaltres volem? La nanotecnologia, de la mà de la física, la química, la ciència i l'enginyeria de materials, permet donar resposta a moltes d'aquestes preguntes.

Vegeu la presentació del professor

De la micro a la nanoelectrònica: «There's plenty of room at the bottom». Segona sessió
per DavId Jiménez (Departament de Física, UAB)
de 3 a 4

Vegeu la presentació del professor


dia 18

El grafè i les seves aplicacions en l'àmbit de les Tecnologies de la Informació i les Telecomunicacions (TIC)
per Josep Solé i Pareta (Departament d'Arquitectura d'Ordinadors, UPC)
de 9 a 12

El grafè és un material format per una capa de carboni monoatòmic (d'un sol àtom de gruix). Consisteix en una estructura laminar plana, composta per àtoms de carboni distribuïts en una xarxa cristal·lina en forma de niu d'abella. Tot i que el terme grafè (en anglès graphene ) aparegué per primera vegada el 1987, aquest material no fou descobert fins a la dècada dels anys 1930. I s'assolí el gran avenç en la ciència del grafè quan Andre Geim i Kostya Novoselov, de la Universitat de Manchester, aconseguiren extreure cristall d'una sola capa d'àtoms el 2004, emprant un mètode ben curiós: aplicaren cinta adhesiva repetidament sobre la mina d'un llapis per a obtenir capes cada cop més fines de grafit, fins a obtenir finalment una estructura monoatòmica, el grafè. Per aquest descobriment i posteriors experiments relacionats, aquests dos investigadors obtingueren el Premi Nobel de Física l'any 2010. El grafè té múltiples i interessants propietats: alta conductivitat tèrmica i conductivitat elèctrica, semiconductivitat, alta elasticitat i duresa, resistència (és el material més resistent del món), suporta la radiació ionitzant, és molt lleuger, com la fibra de carboni, però més flexible, menor efecte Joule, s'escalfa menys quan condueix electrons, consumeix menys electricitat per una mateixa tasca que el silici; a més, el grafè pot reaccionar químicament amb altres substàncies per a formar composts de diferents propietats. En concret, però, aquesta ponència se centrarà a revisar la utilització del grafè en aplicacions de l'àmbit de les tecnologies de la informació i les comunicacions. En les possibilitat que ofereix el grafè per a la realització d'antenes extremadament petites (nanoantenes o grahennas) que requereixen els nanodispositius per a comunicar-se via ràdio, cosa que possibilitarà les xarxes de nanosensors amb què es podran fer realitat aplicacions, fins ara inimaginables, com ara la monitorització de la salut de les persones en temps real, la detecció preventiva de condicions mediambientals proveint-nos d'una mena de sisè sentit, el control de la nostra atenció mentre conduïm o seguim una classe, o la interconnexió de milions de processadors de gran capacitat de càlcul en un sol xip.

Vegeu la presentació del professor

Nanomaterials i dispositius per a aplicacions emergents: magnetisme, robòtica i biomedecina
per Eva Maria Pellicer i Vilà (Departament de Física, UAB)
de 3 a 4

Vegeu la presentació del professor


dia 19

Nous materials per a la societat del futur
per Xavier Àlvarez ( Departament de Física, UAB)
de 9 a 12

La nostra societat ha d'afrontar en els propers temps uns reptes mai plantejats en el passat. Les expressions ‘màxima eficiència' i ‘sostenibilitat' han de reemplaçar les ja envellides ‘màxima potència' i ‘rapidesa'. La crisi econòmica no ha fet altra cosa que evidenciar que el nostre llenguatge i, per tant, la nostra manera d'interpretar el món ha de canviar. Pel que fa a l'energia, aquesta situació sembla especialment urgent. No podem deixar en mans de l'atzar el problema de trobar un substitut raonable per als combustibles fòssils. De la recerca en els propers anys en el sector de la generació i el transport de l'energia, en dependrà en gran mesura la tecnologia que tindrem en el futur per a poder canviar la nostra dependència energètica cap a fonts més sostenibles. Aquest canvi passa per la fabricació de nous materials capaços d'aprofitar més bé l'energia. Avenços que sembla que es podran aconseguir amb la nanociència i la nanotecnologia.

Vegeu la presentació del professor

Nanotubs de carboni: física, materials i dispositius
per Núria Ferrer i Anglada (Departament de Física Aplicada, UPC)
de 3 a 4

Vegeu la presentació del professor