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Ricerca IBM

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Ricerca IBM: creata la mappa 3D più piccola del mondo in grado di ridurre i costi e facilitare la creazione di oggetti in nanoscala

La tecnica microscopica 3D migliora lo sviluppo di dispositivi in nanoscala

Milano, 28 aprile 2010— I ricercatori IBM hanno creato una mappa 3D della terra così piccola che mille di queste mappe potrebbero essere inserite in un grano di sale.* I ricercatori sono riusciti a realizzarla attraverso una tecnica innovativa che utilizza una punta in silicio – 100.000 volte più piccola di una matita dalla punta affilata – per creare modelli e strutture inferiori ai 15 nanometri con costi e complessità estremamente ridotti. Questa tecnica di “patterning” apre nuovi orizzonti allo sviluppo di dimensioni nanometriche in settori quali l’elettronica, la tecnologia dei chip del futuro, la medicina, le scienze naturali e l’optoelettronica.

Per dimostrare le potenzialità della tecnica, il team ha creato vari modelli tridimensionali e bidimensionali utilizzando materiali diversi per ciascuno di essi come riportato nelle riviste scientifiche “Science” e “Advanced Materials:

• È stata creata una copia tridimensionale alta 25 nanometri del Cervino, famosa vetta delle Alpi alta 4478 metri (14692 piedi) in vetro molecolare in scala 1:5 miliardi.**
• La mappa 3D completa del mondo che misura solo 22 per 11 micrometri è stata “scritta” su un polimero. Con queste dimensioni, è possibile inserire 1000 mappe del mondo in un grano di sale. Nel plastico, mille metri di altitudine corrispondono a circa otto nanometri (nm). La mappa è composta da 500.000 pixel, ciascuno delle dimensioni di 20 nm2, ed è stata creata in soli 2 minuti e 23 secondi.
• Il logo IBM 2D di dimensioni nanometriche è stato inciso nel silicio a una profondità di 400 nanometri, dimostrando in questo modo la capacità della tecnica nelle applicazioni di nano-manufatti.
• Dense line patterning 15-nm 2D ad alta risoluzione.

La scienza dietro la tecnica

Il componente principale della nuova tecnica, sviluppato da un team di ricercatori IBM, è una punta di silicio sottile molto affilata di 500 nanometri di lunghezza e con una sommità di pochi nanometri.
“I progressi nella nanotecnologia sono strettamente collegati all’esistenza di metodi di alta qualità e di strumenti per produrre modelli e oggetti in nanoscala sulle superfici”, spiega il Dr. Armin Knoll fisico del centro di Ricerca di Zurigo. “Con le sue funzionalità e una capacità di patterning 3D unica, questa metodologia di patterning basata sul nanotip è uno strumento potente per creare strutture molto piccole”.

Il tip simile a quello utilizzato nei microscopi a forza atomica è collegato a un “cantilever” pieghevole che effettua, in modo controllabile, la scansione della superficie del materiale del substrato con la precisione di un nanometro, un milionesimo di millimetro. Applicando calore e forza, il tip nanometrico è in grado di rimuovere il materiale substrato in base a pattern predefiniti, agendo come una “nanomilling” dalla precisione estremamente elevata.

Come avviene con una fresatrice, è possibile rimuovere una maggiore quantità di materiale per creare strutture 3D complesse con una precisione nanometrica modulando la forza o reindirizzando i singoli punti. Ad esempio, per creare la copia 3D del Cervino, sono stati successivamente rimossi 120 singoli strati di materiale dal substrato di vetro molecolare.

Confronto con la litografia e-beam

La nuova tecnica IBM raggiunge risoluzioni fino a 15 nanometri con la possibilità di arrivare anche a dimensioni inferiori. L’uso dei metodi esistenti quali la litografia e-beam*** diventa sempre più difficile per creare modelli con risoluzioni inferiori ai 30 nanometri nei quali vi sono troppe limitazioni tecniche.

Inoltre, rispetto ai costosi strumenti per la litografia e-beam, che richiedono diverse fasi di elaborazione e attrezzature facilmente presenti in un laboratorio, lo strumento creato dai ricercatori IBM, che può facilmente stare su un tavolo, promette capacità migliorate e risoluzioni molto alte, ma a un quinto o a un decimo del costo e con complessità inferiori.

Un altro vantaggio della tecnica basata sul nanotip è la capacità di valutare direttamente il modello usando lo stesso tip per creare un’immagine delle strutture scritte, come hanno dimostrato i ricercatori IBM nei loro esperimenti.

Le potenziali applicazioni vanno dalla prototipazione rapida di dispositivi nanometrici per i chip dei computer del futuro alla produzione di elementi ottici delle dimensioni di un micron come le lenti asferiche e le lenti per l’optoelettronica e le comunicazioni ottiche su chip.

Un importante passo avanti nei materiali

Nelle due pubblicazioni, i ricercatori descrivono la loro nuova metodologia di nanopatterning 3D per due tipi di materiali del substrato molto distinti e promettenti: un polimero definito poliftalaldeide e un vetro molecolare simile ai materiali di substrato utilizzati nelle tecniche di nanofabbricazione convenzionali, cosiddette resist. L’identificazione di questi due materiali ha rappresentato un fattore fondamentale per l’esito e l’affidabilità della tecnica.

L’immagine 3D mostra una punta di silicio riscaldata in nanoscala presa in prestito dal microscopio a forza atomica che rimuove il materiale da un substrato per creare una mappa 3D del mondo. Come riportato nella rivista scientifica “Advanced Materials”, i ricercatori IBM hanno utilizzato questa nuova tecnica di nanopatterning per creare la più piccola mappa del mondo in 3D, che misura solo 22 x 11 micrometri ed è stata “scritta” su un polimero, in un grano di sale entrano 1000 mappe del mondo di queste dimensioni. Nel plastico, mille metri di altitudine corrispondono a circa otto nanometri (nm). È composta da 500.000 pixel, ciascuno dei quali misura 20 nm2 ed è stata creata in soli 2 minuti e 23 secondi. (Immagine per gentile concessione di Advanced Materials).

Nella loro ricerca di materiali per il substrato adatti ed efficienti, i ricercatori si sono concentrati sui materiali organici che potevano essere usati come “resist”, seguendo quindi la stessa filosofia utilizzata per la tecnologia dei semiconduttori attuale, importante per un’ulteriore integrazione.

“Il materiale rappresentava una scelta decisiva”, spiega Jim Hedrick, ricercatore del centro di Ricerca IBM di Almaden. “Siamo stati costretti a cercare e a sintetizzare materiali che formano vetri meccanicamente temprati in grado comunque di decomporsi termicamente in unità volatili non reattive”.

Il vetro molecolare utilizzato per l’esperimento del Cervino comprende molecole simili a fiocchi di neve delle dimensioni di un nanometro circa aventi una forma quasi sferica. A una temperatura superiore ai 330°C, i legami di idrogeno che tengono insieme le molecole si rompono consentendo alle parti molecolari di diventare mobili e di fuoriuscire dalle superfici. Una particolare forza del materiale è quella che il vetro molecolare del campione può essere trasferito con tecniche di incisione convenzionali ad esempio al silicio che è molto comune nel settore dei semiconduttori. Il vetro molecolare era stato proposto per la prima volta alla fine degli anni Novanta da Mitsuru Ueda dell’Università di Yamagata, Giappone, per l’utilizzo come fotoresist ad alta risoluzione ed è stato in seguito sviluppato da Chris Ober della Cornell University.

La mappa del mondo 3D di dimensioni nanometriche è stata creata in un polimero definito poliftaldeide, originariamente sviluppato dall’IBM Fellow Hiroshi Ito negli anni Ottanta. Esposti a temperature sostanzialmente elevate, i componenti di questa molecola organica a catena si decomprimono e si suddividono in parti volatili. Una reazione autoamplificata provoca la decomposizione della molecola e quindi accelera l’intero processo di patterning dato che è ancora più veloce del movimento meccanico del tip.

IBM e la nanotecnologia

IBM è stata la prima nel settore delle nanoscienze e della nanotecnologia fin dalla creazione del microscopio a scansione a effetto tunnel (STM) che risale al 1981. Per questa invenzione, che ha consentito di rappresentare i singoli atomi e in seguito di manipolarli, i ricercatori Binnig e a Rohrer della IBM hanno vinto il Premio Nobel per la Fisica nel 1986. Il microscopio a forza atomica, un discendente dell’STM, è stato inventato da Binnig nel 1986. L’STM è considerato lo strumento che ha aperto le porte al nanomondo.

Nel mese di aprile di 20 anni fa, infatti, l’IBM Fellow Don Eigler ha annunciato il primo movimento controllato dei singoli atomi utilizzato nel microscopio a scansione a effetto tunnel per scandire le lettere “I B M” con 35 atomi di xeno.

Questi progressi storici hanno creato una solida base per la ricerca continua da parte di IBM nelle nanoscienze. Per contribuire a queste ricerche è in costruzione un nuovo laboratorio per le nanoscale presso il campus del centro di Ricerca di Zurigo. Questo centro all’avanguardia nelle nanotecnologie, che aprirà a maggio 2011, fa parte di una partnership strategica nelle nanotecnologie tra IBM Research ed ETH Zurich, una delle università tecniche leader in Europa.

Record per spam e botnet nel secondo trimestre 2009

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Il report Mcafee sulle minacce per il secondo trimestre 2009 rivela livelli record per spam e botnet

I risultati mostrano che il malware AutoRun rappresenta una minaccia decisamente più temibile di Conficker

Black Hat Conference, Las Vegas, 29 luglio, 2009 – I volumi di spam sono cresciuti del 141% dal mese di marzo, prolungando la più lunga ondata di sempre in termini di crescita di spam, secondo il report sulle minacce per il secondo trimestre 2009 di McAfee, Inc. (NYSE: MFE) pubblicato oggi. L’indagine evidenzia inoltre l’allarmante espansione di botnet e di minacce di malware AutoRun, ovvero ad esecuzione automatica.
Oltre 14 milioni di computer sono stati colpiti da botnet di criminali informatici, superando di un ulteriore 16% la crescita del trimestre precedente. Il report ha confermato le previsioni di McAfee del primo trimestre secondo cui l’ ondata di botnet avrebbe ridefinito i livelli massimi di spam, superando il precedente picco di ottobre 2008, prima della chiusura di McColo, l’ISP che distribuiva spam.
I ricercatori McAfee hanno inoltre rilevato che, nell’arco di 30 giorni, il malware AutoRun ha infettato oltre 27 milioni di file. Questo tipo di malware, che sfrutta le funzionalità Auto-Run di Windows, non richiede alcuna azione da parte dell’utente per attivarsi, e spesso viene diffuso tramite dispositivi USB portatili. Il tasso di rilevamento supera del 400% persino il devastante worm Conficker, rendendo AutoRun il tipo di malware numero uno rilevato nel mondo.
L’aumento di attività a livello di bot e spam a cui si è assistito nel corso degli ultimi tre anni è allarmante, e la minaccia del malware ad esecuzione automatica continua a crescere,” ha affermato Mike Gallagher, Senior Vice President and Chief Technology Officer dei McAfee Avert Labs. “L’espansione di queste infezioni ci ricorda il preoccupante danno potenziale che può essere causato da computer non protetti nelle nostre case e sul posto di lavoro.”

La crescita di Botnet genera nuovi attacchi cibernetici e l’aumento di spam
Altri quattordici milioni di computer sono stati trasformati in botnet questo trimestre, arrivando a una media di oltre 150.000 computer infettati quotidianamente, o al 20% dei personal computer acquistati ogni giorno (Fonte: Gartner 2009).


La Corea del Sud è stata interessata dal più ampio aumento di attività di bot, con un aumento del 45% di nuovi computer infettati nel corso dell’ultimo trimestre. Tali botnet sono state utilizzate per eseguire attacchi DDoS contro la Casa Bianca, il New York Stock Exchange e il sito web del governo sud coreano a inizio luglio.
Se la crescita in Sud Corea è significativa, rappresenta meno del 4% di tutti i nuovi bot nel mondo. Gli Stati Uniti rappresentano il 15% di nuovi computer zombie.
L’espansione di botnet rappresenta inoltre il motore principale della crescita di volume di spam, che è ora al 92% di tutte le e-mail. I volumi di spam hanno ora superato del 20% i record più elevati, crescendo a una velocità costante di circa il 33% ogni mese. In altri termini, i volumi di spam crescono di oltre 117 miliardi di email ogni giorno.

Crimine informatico “as a service”
Mentre il numero di botnet continua a crescere, gli scrittori di malware hanno iniziato a offrire software malevolo “as a service” a coloro che controllano le botnet. Attraverso lo scambio o la vendita di risorse, i criminali informatici distribuiscono istantaneamente nuovo malware a un pubblico più vasto. Programmi come Zeus – strumento di semplice utilizzo per la creazione di Trojan – continuano a rendere sempre più facile la creazione e la gestione di malware.

I cybercriminali puntano a Twitter e ai Social Network
Negli ultimi tre mesi, l’aumento di popolarità ha reso Twitter un nuovo obiettivo per i cybercriminali. Malware come il worm Mikeey e nuove varianti del Trojan Koobface attaccano gli utenti attraverso messaggi tweet e URL abbreviati. Gli account di spam su Twitter stanno diventando sempre più diffusi. Gli account amministrativi di Twitter sono stati inoltre colpiti in diverse occasioni, offrendo ai criminali informatici accesso ad account privati di celebrità e politici, come Britney Spears e Barack Obama, permettendo persino la pubblicazione sul Web di documenti finanziari e informazioni strategiche sensibili.
Facebook e MySpace rimangono forti vettori di attacco per i cybercriminali. A maggio, i messaggi sui social network hanno diretto gli utenti a 4300 nuovi file Koobface.

Il report McAfee sulle minacce per il secondo trimestre 2009 è disponibile qui: (http://www.mcafee.com/us/local_content/reports/6623rpt_avert_threat_0709_it.pdf )

A proposito di McAfee, Inc.
Con sede principale a Santa Clara, California, McAfee Inc., è la principale azienda focalizzata sulle tecnologie di sicurezza. McAfee è costantemente impegnata nella lotta contro le più pericolose minacce alla sicurezza. L’azienda offre prodotti e servizi di sicurezza riconosciuti e proattivi che proteggono sistemi e reti in tutto il mondo, consentendo agli utenti di navigare ed effettuare acquisti sul web in modo sicuro. Grazie a un riconosciuto team di ricerca, McAfee crea soluzioni innovative che proteggono gli utenti consumer, aziende, pubblica amministrazione e service provider consentendo loro di essere conformi alle normative, proteggere i dati, evitare interruzioni delle attività, identificare le vulnerabilità e monitorare e migliorare costantemente la loro sicurezza.
Ulteriori informazioni sono disponibili su Internet all’indirizzo: www.mcafee.com .

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Mix di caldo e inquinamento in Pianura Padana

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Mix di caldo e inquinamento in Pianura Padana

Un monitoraggio dell’Isac-Cnr conferma quest’area come uno dei ‘punti caldi’ in Europa per i livelli di inquinamento. Il 75% delle polveri sottili in estate risulta essere di natura secondaria: non è emesso direttamente in atmosfera ma si forma per reazioni catalizzate dalla intensa radiazione solare. I picchi tra le 4 e le 8 del mattino e nel primo pomeriggio

L’Istituto di scienze dell’atmosfera e del clima del Consiglio nazionale delle ricerche di Bologna (Isac-Cnr) ha organizzato presso la Base Sperimentale di S. Pietro Capofiume (Bologna) una campagna internazionale per individuare i meccanismi responsabili delle polveri sottili. La Pianura Padana, come è noto, è uno dei ‘punti caldi’ in Europa anche per i livelli di inquinamento, dovuti alla concentrazione di attività industriali, agricole e di allevamento, alla rete viaria e al fatto che la pianura è circondata su tre lati da alte catene montuose.

“Uno dei risultati più immediati di questa campagna di misura”, spiega il responsabile Sandro Fuzzi, ricercatore Isac-Cnr, “è che il particolato di fondo nella Pianura Padana durante la stagione estiva risulta essere di natura prevalentemente secondaria. Circa il 75% delle polveri sottili non è emesso direttamente in atmosfera come tale, ma si forma per reazioni chimiche in aria, catalizzate dalla elevata radiazione solare”.

La produzione di aerosol secondari ha due picchi di inquinamento, uno tra le 4 e le 8 del mattino – dovuto alla formazione di nitrati originati dall’ossidazione degli ossidi di azoto – e l’altro nelle ore centrali della giornata, tra mezzogiorno e il primo pomeriggio. “Si tratta di due tipi diversi e riconoscibili chimicamente di aerosol secondari”, prosegue Fuzzi. “Il primo picco è dovuto alla formazione di nitrati originati dall’ossidazione di ossidi di azoto, il secondo alla conversione di composti organici volatili a particelle fini in condizione di intensa radiazione solare ed elevati livelli di ozono”.


La dotazione strumentale di misura avanzata messa in campo in questa campagna non ha precedenti in Europa ed è stata messa a disposizione grazie all’interesse di gruppi di ricerca stranieri per la Pianura Padana, considerata un laboratorio ‘ideale’ per studiare l’inquinamento. “La strumentazione innovativa utilizzata, attualmente non disponibile in Italia, comprende moderni spettrometri di massa (aerosol mass spectrometers) per la misura della composizione chimica del particolato”, precisa Fuzzi, “e rende possibile monitorare la concentrazione e la composizione chimica del particolato praticamente in tempo reale e la sua evoluzione nel tempo, al variare dei parametri meteorologici”.

La campagna consente dunque di stabilire precisi legami clima-ambiente. “La ricerca”, conclude il ricercatore, “ha importanti implicazioni dal punto di vista delle politiche di limitazione dell’inquinamento da polveri sottili, in quanto indica che è opportuno intervenire non solamente limitando le sorgenti dirette di particolato ma anche considerando, contemporaneamente, gli inquinanti gassosi precursori del particolato stesso. Inoltre, questi studi dimostrano che non siamo lontani dal momento in cui diventerà comune avere, assieme alle previsioni del tempo anche previsioni puntuali riguardanti l’ inquinamento atmosferico.

Alla campagna – organizzata nell’ambito del progetto europeo Eucari (Aerosol Cloud Climate and Air Quality Interactions) – hanno partecipato anche ricercatori dell’Ibimet-Cnr, dell’Iia-Cnr, dell’Arpa Emilia Romagna, dell’Università di Milano e – a livello internazionale – l’Osservatorio Meteorologico di Hohenpeissenberg (Germania), le Università di Helsinki e Kuopio (Finlandia), Galway (Irlanda), Birmingham e Manchester (Inghilterra), oltre che la compagnia americana Aerodyne Research Inc.

 

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Non solo Superenalotto: italiani a rischio ‘gambling’

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Non solo Superenalotto: italiani a rischio ‘gambling’

Mentre sale la ‘febbre’ per la caccia al 6, con il jackpot record da 107 milioni di euro, l’Istituto di fisiologia clinica del Cnr ha rilevato la diffusione del gioco d’azzardo. Circa 15 milioni di italiani hanno giocato almeno una volta, 120 mila i giocatori a rischio di diventare gambler. Del 40% la diffusione del gioco tra gli studenti

Sono circa 15 milioni, il 38,3% della popolazione tra i 15 e i 64 anni, gli italiani che almeno una volta nella vita, hanno giocato d’azzardo. E di questi a risultare maggiormente coinvolta sarebbe la popolazione maschile, attestandosi al 50% a fronte del 29,2% delle donne. Lo evidenzia un’indagine condotta dall’Istituto di fisiologia clinica del Consiglio nazionale delle ricerche (Ifc-Cnr) di Pisa, Sezione di Epidemiologia e ricerca sui servizi sanitari, analizzando i dati Ipsad-Espad 2007-2008. Si tratta di un fenomeno dunque diverso dal boom di giocate indotto dal ‘6’ da record messo in palio dal Superenalotto ma che può essere interessante focalizzare proprio in corrispondenza della ‘febbre’ da jackpot, che ha ormai superato i 100 milioni.

“I soggetti di età compresa tra i 25 ed i 34 anni sono quelli che hanno maggiormente dichiarato di avere giocato almeno una volta: il 55,1% dei maschi ed il 34,5% delle femmine”, spiega Sabrina Molinaro dell’Ifc-Cnr. “Ma lo studio evidenzia soprattutto che ben il 10,8% dei giocatori, pari a un milione e mezzo di persone, prova l’impulso a giocare somme di denaro sempre più consistenti. Un fenomeno che riguarda il 13,1% degli uomini e l’8% delle femmine. Tra questi giocatori, il 5,3% nasconde addirittura l’entità del denaro speso ai familiari”.


Il dato più preoccupante è però quello della rilevante parte che rientra nella vera e propria dipendenza da ‘gambling’. “Tra i residenti in Italia che hanno giocato almeno una volta”, continua Molinaro, “il 19,8%, pari a tre milioni di persone, potrebbe sviluppare una dipendenza da gioco d’azzardo, e fra questi il 12,4% – secondo la valutazione del Canadian Problem Gambling Index – è nella fascia a rischio minimo, il 4,6% a rischio moderato e lo 0,8%, ovvero 120.000 persone, risulta avere un profilo da gambler”.

La febbre del gioco non risparmia neanche i ragazzi. “Circa il 40% degli studenti italiani alle scuole superiori, poco meno di un milione di iscritti”, evidenzia la ricercatrice dell’Ifc-Cnr citando i dati dell’indagine ESPAD 2008 condotta dal suo Istituto fra 45.000 studenti di età compresa fra i 15 ed i 19 anni, “dice di aver giocato con soldi almeno una volta nel corso del 2008. Sono i ragazzi a giocare di più rispetto alle coetanee, il 52,6 contro il 28,8%”.

Tra i giochi preferiti dai giovani di entrambi i generi risultano in pole position quelli tipo gratta e vinci, seguiti da Lotto, Supenalotto e simili. Tipicamente maschili, invece, i videopoker (ci hanno giocato almeno una volta il 14% dei maschi e il 4% delle ragazze) e le scommesse sportive (30% dei ragazzi e appena il 3% delle studentesse). Tra gli studenti giocatori, il 69% ha speso nell’ultimo mese fino a 10 euro, il 24% tra gli 11 e i 50 euro ed il 7% dai 51 euro in su.

“Per il 30% circa degli studenti ‘giocatori’”, conclude Molinaro, “si rileva un profilo di gioco ‘a rischio’ basso o moderato, stimato utilizzando il ‘South Oaks Gambling Screen: Revised for Adolescents’. Per lo 0,4%, si è evidenziato un profilo di rischio problematico. Anche in questo caso sono i ragazzi a far rilevare i profili più gravi”. Circa il 5% dei ragazzi ammette di essere tornato a giocare sperando di recuperare i soldi persi.

Il gioco in generale è un comportamento comunque percepito come rischioso dal 71,5% della popolazione fra i 15 ed i 64 anni, in particolare dal 75,8% delle donne e dal 66%degli uomini, e disapprovato dal 60,5% degli italiani: il 65,9% delle donne 53,5% degli uomini.

 

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