Le nanoscienze sono il ramo delle scienze indirizzato allo studio di oggetti di dimensioni infinitamente piccole.
Feynman
Il 29 dicembre 1959, il fisico Richard Feynman tenne un discorso all’Istituto Californiano di Tecnologia, un discorso intitolato ‘’There is plenty of room at the bottom’’, traducibile con ‘’C’è tanto spazio laggiù in fondo’’. Feynman quel giorno suggerì agli scienziati presenti di indirizzare i loro studi al mondo dell’infinitamente piccolo, mai esplorato prima di allora. Credeva fermamente che le ricerche in questo ambito avrebbero condotto a scoperte fondamentali ed a grandi innovazioni tecnologiche.
Il nanometro
Non è facile riuscire ad immaginare qualcosa di dimensione inferiore alla più piccola cosa visibile. Siamo infatti abituati a misurare gli oggetti sulla base del metro, unità di misura più vicina e simile a quello che vediamo quotidianamente. Ma provando a guardare più a fondo, come suggerito da Feynman, potremmo vedere oggetti sempre più piccoli, non più misurabili con il centimetro ed il millimetro. Avremmo infatti bisogno del microne di qualcosa ancor più piccolo, il nanometro: dal metro si dovrebbe spostare la virgola di 9 posizioni per raggiungere quello che viene definito come nanometro (1 nanometro = 0,000000001 metri), equivalente ad un miliardesimo del metro. Proprio dal nome di questa unità di misura deriva il termine nanoscienze. Questa visualizzazione numerica tuttavia non è abbastanza intuitiva da permettere di immaginare qualcosa di così piccolo. Sarebbe allora più utile traslare tutto sulla scala che conosciamo meglio: se una biglia avesse la dimensione di un nanometro, allora la Terra avrebbe la dimensione del metro.
Un viaggio più a fondo
Così, con queste semplici nozioni, potremmo pensare di intraprendere un viaggio dimensionale, andando sempre più a fondo. 10000 biglie (10 micron) avrebbero all’incirca la dimensione di una cellula, l’unità funzionale di tutti gli organismi viventi. Al suo interno potremmo vedere il suo nucleo dal diametro di mille biglie circa (1 micron). Nel nucleo, dall’insolita forma a X, ecco i cromosomi: un groviglio di DNA e proteine, questi rappresentano il luogo in cui sono custodite tutte le informazioni genetiche. Il DNA è un filamento dallo spessore di 2 nanometri che potremmo considerare come il codice dal quale vengono decifrate tutte le informazioni fondamentali alla vita. Per arrivare a vedere gli atomi, considerati in fisica come la più piccola particella di un elemento, dovremmo invece immaginare qualcosa di 10 volte più piccolo di una biglia. Ed eccoci arrivati alla fine del viaggio. O meglio, sarebbe troppo difficile ed impervio proseguire ancora più a fondo.
Gli scienziati
Viene spontaneo quindi chiedersi come facciano gli scienziati a vedere qualcosa di piccolo come una biglia, da qualcosa di grande come la Terra. Come hanno fatto ad addentrarsi in questo mondo sconosciuto e scoprirne i meccanismi? È stato soprattutto tra gli anni ’50 ed ’80 che il progresso tecnologico nel campo della microscopia ha permesso lo sviluppo di strumenti mano a mano sempre più potenti. Grazie a questi mezzi i ricercatori hanno potuto addentrarsi nello studio non solo di molecole, ma anche singoli atomi. Tutto ciò ha permesso loro di esplorare la scala dimensionale alla quale la maggior parte dei processi biologici appaiono, quella nanometrica.
Le nanotecnologie
Mentre le nanoscienze sono lo studio orientato alla conoscenza del mondo del piccolo, le nanotecnologie sono la loro applicazione. Dopo la rivoluzione industriale del XIX, si parla oggi di rivoluzione nanotecnologica del XXI secolo: le applicazioni delle nanoscienze interessano i settori più disparati: dall’industria alla medicina, dall’ambiente all’aerospaziale. Gli scienziati sono oggi in grado di manipolare la materia a livello atomico e molecolare, proprio come Feynman aveva suggerito mezzo secolo fa.
Scrivi