Nanosculture in 3D: sembra arte ma è scienza

Una nano-formula1, una nano-cattedrale e un nano-omino cicciottello: non sono microscopiche opere d'arte, ma sculture dimostrative di una nuova tecnologia.

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.

Guarda anche la gallery dedicata alle nanotecnologie.

 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.

Scopri tutti i contenuti di Focus.it dedicati alle nanotecnologie

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.

Alla scoperta delle nanomacchine: i robot più piccoli del mondo

«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.

«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.

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.

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.

Guarda anche la gallery dedicata alle nanotecnologie.