Nanotecnologia

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July 1, 2022

La nanotecnologia (detta anche artigianato atomico) denota una tecnologia con una dimensione opportunamente misurabile in nanometri. Può essere utilizzato nell'elettronica e nella tecnologia dei materiali, ma anche in applicazioni chimiche e biologiche.

Il nome

Nano- è un prefisso che significa miliardesimo e deriva dalla parola greca nanos che significa nano. Un nanometro, nm, è un milionesimo di millimetro, un millesimo di micrometro; da confrontare con un tipico atomo di poco più di 0,1 nanometri di diametro.

Storia

Il fisico Richard Feynman ha detto: C'è molto spazio in fondo, che c'è molto spazio in fondo, alla riunione dell'American Physical Society nel 1959. Dopo la scoperta della spettroscopia e dei microscopi a tunnel a scansione, che hanno conferito il Premio Nobel per la fisica nel 1986 ora si potevano vedere gli atomi. Richard Smalley, Robert Curl e Sir Harold Kroto hanno ricevuto il Premio Nobel per la Chimica nel 1996 per le cosiddette bucky ball, le buckminster fuller. I fullereni cilindrici sono chiamati nanotubi.

La tecnica

La nanotecnologia e la nanoscienza riguardano lo studio, la manipolazione e la costruzione della materia a livello atomico dove lo spessore dell'oggetto è dell'ordine da 1 a 100 nm, soprattutto in questo modo per poter progettare proprietà e funzionalità speciali. L'area è in rapido sviluppo ed è soggetta a iniziative nazionali, ad esempio l'American National Nanotechnology Initiative motivata da: "I campi emergenti della nanoscienza e della nanoingegneria - la capacità di spostare con precisione la materia - stanno portando a una comprensione e un controllo senza precedenti sugli elementi costitutivi fondamentali di tutte le cose fisiche. È probabile che questi sviluppi cambino il modo in cui quasi tutto - dai vaccini ai computer, dai pneumatici delle automobili agli oggetti non ancora immaginati - è progettato e realizzato".

Applicazione

Tutte le industrie sono già interessate o saranno interessate dalle nanotecnologie. Ciò non sorprende per le due aree di punta della biotecnologia e della tecnologia dell'informazione, ma si prevede che si applichi anche ad aree come la tecnologia dei veicoli, la tecnologia alimentare, la tecnologia delle costruzioni, ecc. Esistono già diversi esempi di nanotecnologia nell'industria odierna e in alcuni casi è solo di recente che le persone hanno notato che ciò che fanno da molti anni è in realtà la nanotecnologia. La maggior parte degli esempi sono l'uso di nanoparticelle: pneumatici durevoli, la produzione di vernici e cemento, filtri UV nelle creme solari e quindi l'esempio più antico di tutti, le vetrate. Oggi, dal biossido di titanio vengono prodotte diverse tonnellate di nanoparticelle al giorno e anche le nanoparticelle magnetiche per dischi rigidi o supporti a nastro sono un'industria su larga scala. Superfici nanostrutturate che non graffiano e non si sporcano hanno cominciato ad apparire nelle padelle e sui pantaloni. In biologia e medicina, sono necessari strumenti e know-how per lavorare su scala molecolare e sequenziamento. La chirurgia ultrafine e le nanoparticelle magnetiche possono essere utilizzate per trattamenti speciali. La nanotecnologia è generalmente importante nella diagnosi medica e nella creazione di nuovi materiali per impianti e protesi. Forse l'applicazione più importante della nanotecnologia fino ad oggi è la catalisi, in cui vengono utilizzate nanostrutture progettate per controllare la rottura di molecole più grandi. L'industria elettronica è sulla buona strada per essere trasformata dalla micro alla nanoelettronica, ma i tradizionali metodi di produzione litografica non possono essere semplicemente ridotti alle nanodimensioni. Se la miniaturizzazione dell'elettronica vuole continuare, legge di Moore, saranno necessari nuovi metodi e di particolare interesse è imitare il modo naturale di auto-organizzarsi su scala nanometrica. Si prevede inoltre di costruire una base lunare e con l'aiuto della nanotecnologia ciò potrebbe diventare possibile. Con l'aiuto della nanotecnologia, è possibile estrarre una fornitura quasi illimitata di ossigeno. Questo può essere usato per costruire una colonia sulla luna. Le particelle di dimensioni nanometriche hanno proprietà completamente diverse rispetto alla molecola madre. L'argento nelle creme per la pelle e nell'abbigliamento sportivo può penetrare attraverso la pelle fino al flusso sanguigno