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Materiali più furbi grazie alle nanotecnologie

All'IIT di Torino riducendo a dimensioni nanoscopiche materiali già noti sono state scoperte interessantissime proprietà, adatte a migliorare le applicazioni preesistenti o a scoprirne di nuove.

 

Pubblichiamo un articolo a cura della giovane ricercatrice che ha vinto l'edizione 2013 del Premio Giovedì Scienza, Valentina Cauda.

La ricerca degli ultimi anni ha visto le nanotecnologie acquisire sempre una  maggiore importanza in tantissimi settori scientifici. La chimica e la scienza dei materiali sono solo due esempi dei vari settori scientifici che beneficiano delle nanotecnologie.

Non solo è stato possibile creare nuovi materiali, sconosciuti fino a pochi anni fa, come per esempio il caso del grafene,  ma riducendo a dimensioni nanoscopiche materiali già conosciuti si sono evidenziate  nuove interessantissime proprietà, che consentono di migliorare le applicazioni preesistenti o di scoprirne di sconosciute.

Il Center for Space Human Robotic,  dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) a Torino è uno dei poli scientifici in Italia in cui la ricerca sulle nanotecnologie è una delle attività principali.  In collaborazione con il Nano-fili di ossido di zincocollega Samuele Porro stiamo lavorando sulla riduzione delle dimensioni dei materiali su scala nanoscopica (ovvero al di sotto del milionesimo di metro), con un approccio chiamato “confinamento ad una dimensione”.

In questo ambito si cerca di rimpicciolire a scala nanoscopica almeno una delle tre dimensioni di un materiale già noto, e studiarne le proprietà risultanti. Un esempio è quello dei nano-wires (nano-fili) di ossido di zinco - ZnO, dove il loro diametro è di circa 50-100 nm (50-100 miliardesimi di metro) e la loro lunghezza può variare da qualche centinaio a migliaio di nanometri. In questa forma lo ZnO è in grado di produrre in modo più efficiente energia elettrica se sollecitato meccanicamente o stimolato dalla luce solare, permettendo quindi la sua applicazione in nano-generatori di corrente elettrica o in celle fotovoltaiche di nuova generazione.

 

Altri esempi sono i Film polimerici contenenti nanoparticelle metallichefilm polimerici contenenti nanoparticelle metalliche, di diametro appunto nanometrico, e che permettono la preparazione di sensori tattili di pressione, altamente flessibili e conformabili,  realizzati dai ricercatori  Stefano Stassi e  Giancarlo Canavese. Queste applicazioni si rivolgono non solo a settori di robotica e automazione, ma anche a scopi medicali per protesi e esoscheletri altamente funzionali ed interattivi con l’organismo umano.

 

Sempre nel  “confinamento dimensionale”, sono riuscita a sviluppare delle nanoparticelle da circa 50 nm di diametro come sistemi intelligenti per il rilascio controllato di farmaci. Il materiale alla base è la silice Nanoparticelle in silice porosaamorfa, lo stesso di cui è fatto il vetro, ma con un elevatissimo numero di porosità, grandi pochi nanometri, adatte ad ospitare le molecole di farmaco da veicolare fino alle cellule tumorali.

L’intelligenza di queste nanoparticelle consiste non solo nel trasporto del farmaco attraverso il circolo sanguigno ma anche nel suo rilascio in modo localizzato e mirato. Questo è possibile camuffando le particelle rivestendole con opportuni doppi strati lipidici che ingannino la membrana cellulare delle cellule tumorali ed arricchendo la superficie esterna con particolari proteine dette recettori, che mirino con precisione al loro obbiettivo, ovvero la cellula tumorale 

La speranza è di poter creare nuove ed efficaci terapie personalizzate per la lotta ai tumori,  possibilmente prive di effetti collaterali.

 

 

 

 

 

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