Per cercare di risolvere il problema dell'inquinamento delle acque marine, i ricercatori della Anhui Jianzhu University in Cina hanno deciso di ispirarsi a una delle specie messe maggiormente a richio dal cattivo stato di salute degli oceani: i coralli.
Imitare la natura. I coralli sono tra le forme di vita acquatiche che più soffrono le conseguenze delle attività industriali dell'uomo: assorbono facilmente metalli pesanti come mercurio e piombo e, soprattutto, sono minacciati dall'acidificazione delle acque dovuta ai sempre maggiori livelli di CO2.
La capacità di assorbire metalli, che mette in serio pericolo la sopravvivenza delle barriere coralline, ha però fornito lo spunto di partenza ai ricercatori cinesi, che hanno adattato al campo delle nanotecnologie un materiale già impiegato per combattere l'inquinamento marino, ovvero l'ossido di alluminio.
Il composto viene spesso utilizzato in polvere per neutralizzare le sostanze inquinanti diluite nell'acqua, ma durante il processo di assorbimento si agglomera, diventando inutilizzabile dopo breve tempo.
Nanocoralli. La nuova soluzione proposta dagli scienziati prevede di riorganizzare l'ossido di alluminio in nanostrutture simili a quelle dei coralli, ovvero ricche di minuscole arricciature che, aumentando la superficie di contatto del materiale con l'acqua, possono intrappolare una quantità maggiore di agenti inquinanti senza agglomerarsi. Queste barriere sintetiche sono in grado di trattenere 2,5 volte più mercurio rispetto ai metodi tradizionali.
«L'imitazione di strutture di natura biologica come quelle dei coralli apre scenari promettenti», ha dichiarato il responsabile dello studio, Xianbiao Wang. «Speriamo che il nostro lavoro sia a sua volta fonte di ispirazione per altre ricerche sullo sviluppo di soluzioni simili».
I dettagli della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Journal of Colloid and Interface Science.
Un team di ricercatori dell'Università di Vienna ha recentemente messo a punto un nuovo procedimento per realizzare, in pochi minuti, nanostrutture tridimensionali ad alto livello di precisione.
Se l'efficacia di questa tecnlogia sarà confermata, potremo presto dire addio alle nanostampanti 3D utilizzate fino ad oggi, che per ottenere risultati molto più approssimativi di quelli ottenuti dagli scienziati austriaci impiegavano fino a una settimana di tempo.
Le immagini che vi presentiamo in questa gallery, tutte nell'ordine di poche centinaia di micron (cioè milionesimi di metro) sono state realizzate al microscopio elettronico dai ricercatori dell'Università delle Tecnologie di Vienna per dimostrare la versatilità e la velocità del loro processo.
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Foto: © REUTERS/Vienna University of Technology/Handout
Gli attuali processi per la realizzazione di nanostrutture 3D sono lenti e costosi e utilizzano una tecnologia simile a quella delle stampa tridimensionale industriale: vengono cioè realizzate sovrapponendo uno all'altro diversi strati di materiale, fino ad ottenere la forma desiderata.
Jurgen Stampfl e i suoi colleghi hanno invece messo a punto una tecnica nota come “litografia a due fotoni” che utilizza brevi impulsi laser per far indurire una speciale resina fotosensibile.
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Ecco come funziona. La resina è composta da monomeri che si possono legare uno all'altro per fomare polimeri.
La polimerizzazione avviene però solo quando due monomeri sono colpiti contemporaneamente da una coppia di fotoni: nella “stampante” di Stampfl la resina si indurisce solo nel punto di focalizzazione del laser, dove l'intensità della luce è abbastanza elevata. Questo consente a dispositivo di raggiungere livelli di precisione e velocità mai visti prima.
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«La resina liquida contiene molecole che vengono attivate dalla luce del laser, le quali generano una reazione a catena che fa indurire i monomeri» spiega Jan Torgersen, uno degli scienziati.
L'elemento fondamentale del sistema è il punto di fuoco del raggio laser, che viene spostato nella resina mediante una serie di specchi mobili, e che lascia dietro di sé una scia di polimeri induriti dello spessore di poche centinaia di nanometri.
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«Questa tecnologia ci permetterà di raggiunere una velocità di stampa misurabile in metri al secondo, mentre oggi l'ordine di grandezza è quello dei millimetri» spiega Stampfl.
Il processo è frutto di un sapiente mix di competenze: non solo meccanica di precisione per muovere gli specchi del laser, ma anche la chimica, visto il ruolo chiave della nuova resina fotosensibile.
Foto: © REUTERS/Vienna University of Technology/Handout
Bello ma... a cosa serve? Le applicazioni pratiche di questa tecnologia sono tantissime e spaziano dall'industria alla medicina. I ricercatori stanno infatti lavorando su speciali resine bio-compatibili da impiegare per la coltivazione di tessuti biologici direttamente all'interno del corpo umano.
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I nano-netturbini tengono pulite le vie respiratorie, spazzando via polveri e altre schifezze accumulate nei polmoni. Sicuramente avete notato i cassonetti-digeritori: nulla va in discarica, qui. (© Tim Fonseca)
Come macchine al lavoro su di una strada sconnessa, questi nanorobot stanno sostituendo un tratto di dna. È il sogno dei sogni, per i ricercatori: costruire macchine di dimensioni molecolari capaci di lavorare sul codice genetico (nostro, degli animali, delle piante) per rimediare agli "errori della natura"... (© Victor Habbick Visions / Science Photo Library)
Come nascono i pensieri, le parole, le immagini? Che cosa è, per davvero, la memoria? La risposta verrà da nano-centrali che raccoglieranno i segnali elettrici e chimici dei neuroni, li interpreteranno, saranno capaci di ripararli, se necessario, e infine ce li spiegheranno. (© Tim Fonseca)
"Zzzzzz"... Sembra quasi di sentirlo, il ronzio dei nano-rasoi (ma è solo immaginazione), mentre falciano peli e pelucchi. Per la Rasatura Perfetta e la Depilazione Come Non l'Hai Mai Conosciuta... Addio, creme e cerette! (© Tim Fonseca)
Sembrano stalagmiti, quelle cresciute sulla parete di questo vaso sanguigno, invece sono ispessimenti potenzialmente pericolosi perché ostacolano il flusso del sangue. A rimuoverli ci pensa il nano-speleologo, che poi li analizzerà nel suo laboratorio incorporato e, se necessario, darà l'allarme. (© Friedrich Saurer / Science Photo Library)
È in corso un'infezione e servono rinforzi: arrivano i nano-poliziotti, che sferzano i cattivi patogeni, li catturano e danno loro la fine che meritano nel tritatutto addominale! Gli anticorpi possono prendersi una vacanza. (© Tim Fonseca)
Il modulo si adagia delicatamente su quello che potrebbe essere un terribile nemico. Estroflette l'appendice a siringa e si prepara alla biopsia in loco, e se è tumore... tornerà, questa volta per iniettare il farmaco giusto, senza danneggiare una sola molecola sana. (© Roger Harris / Science Photo Library)
È questa l'arma definitiva contro il cancro? Minaccioso e letale come ci si aspetta da un vero guerriero, la nanomacchina da combattimento sostituirà il bisturi, ma anche - e soprattutto - la chemio, portando fin dentro al nemico il farmaco capace di distruggerlo. (© Victor Habbick Visions / Science Photo Library)
Il nano-propulsore dà un passaggio allo spermatozoo verso la cellula uovo. Il trasporto risolverà i tanti problemi di infertilità tipici dei nostri tempi e renderà vecchie e superate le discussioni sulla fecondazione artificiale. (© Victor Habbick Visions / Science Photo Library)
Le nano-babysitter vigilano sull'embrione, e al primo segnale d'allarme chiamano in aiuto i nano-operai del dna, i pulitori, gli spazzini. In questo mondo perfetto tutti i bambini nascono perfetti. (© Christian Darkin / Science Photo Library)
