15
lug 2004

Benvenuti nel nanomondo

Presso il dipartimento di Ingegneria dell'università di Cambridge (Inghilterra) si è svolto un curioso concorso. La sfida non è stata questa volta tra i migliori progetti di ricerca in vista di una borsa di studio: macchina fotografica alla mano, gli scienziati si sono sfidati a colpi di clic per la migliore foto di scienza. Vincitrice assoluta Ghim Wei Ho che lavora presso il Nanoscience Centre. Sono sue le foto di questa fotogallery in cui vi raccontiamo la loro genesi e il futuro dell'infinitamente piccolo.<BR> Le foto sono state ottenute attraverso un microscopio elettronico a scansione ed elaborate a computer.<br><br>Tutte le immagini sono di proprietà di Ghim Wei Ho e del professor Mark Welland, Nanoscience Centre, Università di Cambridge.<BR> Questa nanostruttura tridimensionale è stata ottenuta su un composto di silicio, attraverso un processo, detto deposito di vapore chimico, messo a punto dalla ricercatrice e analogo al passaggio di stato da vapore a stato liquido e poi solido (il cosiddetto processo vapore-liquido-solido, o VLS): nella fase gassosa i gas si decompongono in particelle che in seguito si ipersaturano in differenti e imprevedibili forme. E il risultato in questo caso è uno splendido bouquet di inusuali fiori. Dimensioni? Almeno mille volte più piccole di un capello umano… <br>Questa è la foto che ha vinto il concorso dell'università di Cambridge. Come tutte le immagini di questa galleria, si tratta di nanostrutture ottenute dal silicio con questa tecnica.Il progetto di ricerca di Ghim Wei Ho consiste proprio nella realizzazione e descrizione di nuove nanostrutture. Svariate sono le morfologie ottenute attraverso la tecnica del deposito di vapore chimico. "Oltre a bouquet di "fiori", posso creare nanofili, nanoconi, nanocerchi, ecc…", spiega la ricercatrice. E non si tratta solo di un esercizio estetico visto che lo scopo è ottenere materiali che, grazie alle proprietà ottiche, elettriche e meccaniche, possono essere utilizzati in molte applicazioni.Uno dei settori dove maggiormente trova applicazione la nanomisura è l'elettronica, basti pensare che i moderni transistor, cioè gli elementi che elaborano i bit nei circuiti integrati, sono larghi solo un centinaio di nanometri.<br>Ma quanto misura un nanometro? Appena 0.000000009 metri, un decimillesimo del diametro di un capello.Le nanotecnologie crescono, ma da dove vengono? Ecco una breve cronistoria della nanoricerca: <br><b>1959</b>: il fisico Richard Feynman prospetta la nascita della nanotecnologia.<br><b>1974</b>: l'IBM brevetta il primo dispositivo elettronico molecolare. <br><b>1985</b>: scoperti i fullereni (alla prossima foto, per scoprire cosa sono), per i quali Hary Kroto, Richard Smalley e Robert Curl vinceranno poi (1996) il premio Nobel. <br><b>1997</b>: costruita la più piccola chitarra del mondo. È grande circa quanto un globulo rosso.<br><b>2001</b>: James Gimzewski entra nel Guinness dei Primati per il più piccolo computer: ha un diametro inferiore a un milionesimo di millimetro.Fino a una ventina di anni fa si pensava che la molecola del carbonio potesse presentarsi soltanto con tre forme fisiche: quella del diamante, della grafite e del carbone. Da allora molte "piccole" cose però sono cambiate. Bombardando a 2 mila gradi un pezzo di graffite con un laser, si è scoperto che gli atomi di carbonio possono unirsi anche in un reticolo regolare a forma di pallone da calcio. Questa nuova sostanza fu chiamata fullerene, o Buckyball, dal nome dell'architetto Richard Buckminster Fuller, famoso per le sue famose cupole geodetiche. Nel 1991, al ricercatore giapponese Sumio Iijima è "bastato" aggiungere ferro e nichel alla grafite e si sono così ottenuti i nanotubi, o buckytubi, vale a dire fogli di grafite arrotolati su se stessi, con gli atomi collocati in una struttura a nido d'ape. Produrli oggi è relativamente facile, facendo scattare una scintilla tra due elettrodi di grafite: il difficile sta soprattutto nel manipolarli, come vi spieghiamo nella prossima didascalia. Più tardi ancora i nanotubi furono prodotti in modo da essere composti da un unico foglio di atomi con diametro di un nanometro e mezzo (1,5 milionesimi di millimetri) e lunghezza di circa 100 micron (100 millesimi di mm). Come si fa a lavorare nell'infinitamente piccolo? Vi abbiamo parlato di un metodo per produrre nano cavi capaci di condurre elettricità (vedi <A href="/Notizie/2004/gennaio/Nano_fili_dai_virus.aspx" target="_new"><b><u>Nano fili da virus</u></b></A>), ma recentemente si è scoperto che potrebbe essere utile copiare il funzionamento del nostro sistema immunitario. Un giorno macchine e circuiti in nano scala potrebbero essere assemblati sfruttando il modo in cui il sistema immunitario accerchia batteri e virus: basti pensare che quando un antigene entra nel nostro corpo, il corrispondente anticorpo si attiva per accerchiarlo e neutralizzarlo, spostandosi da un punto ad un altro. Secondo alcuni ricercatori dell'Hunter College di New York (U.S.A), questo processo potrebbe servire per collocare nanotubi tra due punti esatti di un circuito.Cosa succederebbe se la nanotecnologia entrasse nei corridoi degli ospedali? Le applicazioni mediche potrebbero essere svariate: nanorobot potrebbero, per esempio, <a href="Javascript:openwin('http://www.focus.it/fed/f_giorno.asp?G=21&M=09&A=2002&direzione=sx','f_giorno','scrollbars=no,resizable=no,width=680,height=340')"><b><u>navigare all'interno dei vasi sanguigni</b></u></a> individuando e distruggendo eventuali cellule cancerogene, oppure riparando cellule malate o danneggiate. Oppure si immagini un microprocessore che a contatto con una goccia di sangue sia capace di analizzare all'istante il livello degli zuccheri, la presenza di eventuali agenti patogeni e la struttura genetica: un modo per individuare all'istante il disturbo di cui si soffre.Ma davvero le nanotecnologie hanno solo vantaggi? A metterlo in dubbio recentemente è un'organizzazione non governativa canadese, l'ETC group (nota in precedenza come Rafi per aver lottato contro le sementi di soia geneticamente modificate). La produzione di nanomateriali è infatti in aumento anche se non si conosce ancora esattamente l'impatto del loro uso su ambiente e salute. Alcune ricerche condotte nel 2002 avevano, per esempio, rilevato la presenza di nanoparticelle nel fegato delle cavie a contatto con questi materiali. Alcuni auspicherebbero una sospensione della ricerca, ma il colossale giro di affari che si prevede si svilupperà attorno a questo settore potrà difficilmente essere bloccato. Si va verso una nanoetica?{CONTENT}

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