Che cosa sono le Nanotecnologie?

Rubrica: Che cos’è?

Titolo o argomento: Comprendere il potenziale delle nanotecnologie in modo semplice

Dai circuiti integrati alla cura dei tumori

Le nanotecnologie rappresentano la nuova era della scienza

Nanotecnologie ovvero il complesso di tecniche e discipline scientifiche quali ad esempio la fisica atomica, la meccanica quantistica, la chimica, la scienza dei materiali, l’ottica, l’elettronica, le quali permettono di studiare, progettare, fabbricare e caratterizzare oggetti con dimensioni pari a un milionesimo di millimetro (10^-9 metri). Le nanotecnologie non sono una semplice riduzione a scala, esse permettono di passare dalla fisica macroscopica a quella quantistica man mano che le dimensioni si avvicinano a quelle atomiche.

Una delle tecnologie che in particolar modo caratterizza le nanotecnologie è la “deposizione epitassiale da fasci molecolari” la quale consente di depositare singoli strati delle specie atomiche desiderate lungo un asse chiamato “asse di crescita”.

E’ pertanto possibile realizzare nuovi materiali tramite una progettazione teorica basata sulla conoscenza della meccanica quantistica e sul calcolo numerico. Le tecniche epitassiali permettono quindi di controllare la deposizione di singoli strati atomici in riferimento ad un preciso progetto. Esempi importanti di tecniche epitassiali sono rappresentati dai super reticoli a stato solido, dai cristalli fotonici e dai nanotubi di carbonio. Tali tecniche sono utilizzate nella produzione di dispositivi di calcolo ultrarapidi (processori,  circuiti integrati…). Gli attuali processori contengono oltre 4 milioni di interruttori elettronici (transistor bipolari e c-mos) ognuno delle dimensioni di qualche migliaio di atomi. Parliamo quindi di dimensioni inferiori rispetto alla lunghezza d’onda della luce visibile.

Oggi ormai siamo al punto in cui la nanotecnologia si è separata dalla microelettronica fornendo agli studiosi la possibilità di essere utilizzata nei settori più disparati. Un esempio più che mai importante è rappresentato dalla ricerca sulla cura dei tumori. Attualmente si stanno conducendo studi su nanoparticelle d’oro pregettate per attaccare e distruggere le cellule tumorali. Tali nanoparticelle verrebbero inserite nel tessuto tumorale e successivamente stimolate con un particolare laser ad infrarosso il quale le ecciterebbe scaldandole e generando l’attacco alle cellule da distruggere. Tuttavia non si conosce ancora il livello di tossicità delle nanoparticelle d’oro nell’organismo umano e la conseguente risposta del sistema immunitario.

Le attuali applicazioni delle nanotecnologie:

• Nanomateriali
• Nanoelettronica
• Nanomedicina
• Bio nanotecnologia