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nanotecnologìa

applicazione di procedimenti che consentono di creare e manipolare apparati, materiali e strutture in scala nanometrica, comprese cioè tra 0,1 e 0,001 micron (miliardesimi di metro). Le nanotecnologie sono il punto di arrivo inevitabile della tendenza alla sempre maggiore miniaturizzazione in alcuni settori tecnologici: la microelettronica, per esempio, utilizza prodotti e processi in cui le dimensioni sono comprese tra 10 e 0,1 micron. Rispetto alle microtecnologie, in cui si forzano lavorazioni tradizionali verso il microscopico, le nanotecnologie partono dai costituenti base della materia, come atomi e molecole, per ottenere strutture ordinate. Il principio su cui si basano questi studi è lo spostamento e il riposizionamento di atomi. Uno dei principali strumenti utilizzati a questo scopo è il microscopio ad effetto tunnel, una apparecchiatura che tramite una punta che emette corrente elettrica riesce a spostare singoli atomi o molecole a piacimento. Le applicazioni delle nanotecnologie sono molteplici: dall'elettronica all'informatica, alla tecnologia dei materiali fino alla meccanica, alla chimica, all'aeronautica, alla medicina. Con queste tecnologie è possibile ad esempio realizzare nanotubi di carbonio che sono più piccoli di un filamento di DNA e possono essere utilizzati nei circuiti elettronici. I nanotubi di carbonio rappresentano l'ultima frontiera della miniaturizzazione. Molecole di carbonio modellate come tubi sono infatti in grado di condurre elettricità, di essere piegate, tagliate e modellate all'interno di circuiti elettrici. I nanotubi di carbonio sono stati realizzati per la prima volta nel 1991 nei laboratori di ricerca del gruppo elettronico giapponese Nec; si tratta di strutture che si formano attraverso l'interazione di vapori di carbonio e raggi laser. Sono filamenti il cui spessore è oggi arrivato ad appena 0,4 nanometri (milionesimi di millimetro), disposti in una struttura concava formata da catene di molecole esagonali. Questi filamenti, alcuni dei quali conducono corrente mentre altri hanno proprietà isolanti, tendono a raggrupparsi tra loro. I nanotubi di carbonio hanno già trovato applicazioni come lo stoccaggio di idrogeno per autoveicoli oppure per rimuovere la diossina dai prodotti di combustione dei composti organici negli inceneritori. Per creare strutture più complesse, ricercatori dei laboratori IBM di Yorktown Heights hanno hanno messo a punto una tecnologia che utilizza una maschera di filamenti metallici ultrasottili su una base di silicio. Con un processo di evaporazione con raggi laser hanno fatto prima depositare nanotubi di carbonio sulla griglia e poi hanno dustrutto la griglia stessa con una scarica elettrica lasciando integra la struttura reticolare di nanotubi identica alla maschera originale. La tecnologia può essere utilizzata per l'ulteriore miniaturizzazione dei microchip. Questi potranno inoltre essere molto più stabili, perchè meno soggetti al surriscaldamento che limita la realizzazione dei tradizionali microchip al silicio. Gli investimenti mondiali per la ricerca pubblica nel settore delle nanotecnologie puntano su nanoelettronica, elettronica molecolare, sviluppo di nanotecnologie nel campo delle scienze della vita (per esempio la messa a punto di chip al DNA) e sullo sviluppo di strumenti adeguati sia alla manipolazione sia all'osservazione di strutture dalle dimensioni molecolari. Una delle principali strutture italiane in grado di lavorare nel settore delle nanotecnologie è il sincrotrone Elettra di Trieste, dotato di una linea di microfabbricazione (litografia profonda) che permette di ottenere componenti per la micromeccanica, sensori e dispositivi di uso biomedico, tutti con dimensioni nell'ordine del millesimo di millimetro (micron); di una linea di luce Lilit che permette di fabbricare componenti microelettronici, strutture in silicio e componenti ottici di dimensioni nell'ordine del micron e sub-micrometriche; e di una linea per la cristallografia delle macromolecole che permette di determinare la disposizione dei singoli atomi nelle molecole di importanza biologica, come proteine e virus.

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