Che cos’è la nanotecnologia?
17 Febbraio, 2021Tutte le discipline scientifiche i cui risultati sono certi ed utilizzabili per lo sviluppo di prodotti e servizi vengono come sappiamo definite scienze applicate; matematica e fisica ne sono due esempi evidenti, ed a partire dalla metà del ventesimo secolo sono state affiancate dalla nanotecnologia, ovvero quella branca delle scienze applicate che studia e controlla la materia in una scala dimensionale basata sul nanometro, unità di misura di lunghezza pari a 10-9 metri (circa un miliardesimo di metro).
In pratica la nanotecnologia studia e manipola la materia modificandone la struttura atomica e molecolare, e basterebbe soltanto dire questo per pensare quanto vasta possa essere l’area di impiego di questa nuova scienza applicata e quante cose si potrebbero modificare intervenendo alla base, ovvero sulla loro composizione molecolare. Questa interessantissima branca della scienza umana trova inoltre infinite connessioni con altre scienze come biologia, chimica, fisica, bioingegneria, e perfino elettronica, aprendo orizzonti di ricerca e sviluppo sempre più vasti.
Come e quando nasce questa scienza?
E’ stato il fisico statunitense Richard Phillips Feynman nel 1959 a tirare in ballo per la prima volta riferimenti alla nanotecnologia, e lo ha fatto durante un suo ‘master’ , tanto per usare un termine moderno, sulla elettrodinamica quantistica. There is plenty of rooms at the bottom, così si intitolava il corso che stava presentando il fisico, e già dal titolo, che tradotto in italiano significa è pieno di stanze lì sotto, si poteva intendere chiaramente il riferimento ad una scienza in grado di scavare più a fondo e di intervenire alla base di ciò che compone la materia.
Diciamo pure che Feynman nel 1959 aveva aperto il cammino verso l’approfondimento di questa nuova e rivoluzionaria scienza, ma la paternità del vocabolo nanotecnologia va riconosciuta all’ingegnere statunitense Kim Eric Drexler, che ha utilizzato questo termine per la prima volta in un suo libro del 1986 intitolato Engines of creation: The Coming Era of Nanotecnology.
Principi fondamentali della nanotecnologia
Giusto per rendere ancora più chiaro il concetto di nanotecnologiail crittografo statunitense Ralph Merkle aveva fatto un esempio azzeccatissimo utilizzando i legami e gli intrecci di questa nuova scienza con la chimica; ‘prima dell’avvento della nanotecnologia era come se volessimo manipolare dei mattoncini assemblabili utilizzando dei guantoni da pugilato’, diceva Merkle, ed il riferimento era palesemente rivolto alla mancanza di risorse e di strumenti necessari per scavare più a fondo nella struttura atomica della materia, e riuscire a collocare gli atomi a proprio piacimento non lasciando nessuna combinazione al caso.
E’ il rapporto in scala quello che in realtà impressiona della nanotecnologia, ovvero la possibilità che offre, grazie ai modernissimi macchinari a disposizione oggi, molti dei quali tra l’altro ancora in fase di sperimentazione, di poter lavorare su unità di misura un miliardesimo di volte più piccole…praticamente è come paragonare la grandezza di una roccia con quella di tutta la Terra!
La nanotecnologia avanzata
La nanotecnologia avanzata, detta anche ‘scienza della fabbricazione molecolare’ è, come suggerisce il termine stesso, il livello più avanzato di fabbricazione di un prodotto a livello atomico, creando cioè la sua struttura molecolare in laboratorio usando combinazioni non naturali ed abbinamenti scelti di proposito dall’uomo in base a studi precisi. La sua caratteristica fondamentale è quella di riuscire a svolgere la funzione di assemblare insieme le altre branche delle scienze ed integrarsi alla perfezione, siano esse naturali o non naturali, e la cosa certa è che oggi viene utilizzata in tantissimi settori produttivi.
Come già accennato sono moltissime le scienze che hanno aperto le porte alla nanotecnologia e che da essa hanno tratto giovamento per potersi evolvere ed aprire nuovi orizzonti alla ricerca; probabilmente in biologia ed in chimica l’apporto dato dalla nanotecnologia è stato più evidente, ed i suoi risultati sono apprezzabili anche ad occhio nudo (prodotti geneticamente modificati), ma anche i suoi intrecci con l’ingegneria meccanica e la fisica sono importantissimi.
Settori in cui viene applicata la nanotecnologia
Giusto per fare un esempio di nanotecnologia avanzata applicata alla fabbricazione di un prodotto che tutti conosciamo bene come potrebbe essere ad esempio un tessuto, non può non saltare all’occhio il famoso tessuto intelligente di recente creazione; ebbene, grazie appunto all’utilizzo della nanotecnologia, si è riusciti ad intervenire sulla composizione molecolare di tale tessuto cambiandone la disposizione interna degli atomi e conferendogli in laboratorio nuove proprietà come l’impermeabilità, la capacità di non assorbire macchie, o quella di cambiare colore in base alla temperatura grazie alla presenza di nanochips all’interno delle sue fibre.
Altri settori che hanno tratto enormi vantaggi con l’avvento della nanotecnologia sono ad esempio l’agricoltura, settore in cui si è sviluppata notevolmente la produzione di fertilizzanti ed erbicidi più specifici per le esigenze degli agricoltori, la cosmetica, con la creazione di prodotti sempre migliori grazie appunto all’utilizzo di nanoparticelle, ma soprattutto il settore alimentare, con la creazione di dispositivi e materiali che migliorano notevolmente le proprietà di conservazione dei prodotti garantendo inoltre la loro purezza batteriologica.