Evoluzione Elettronica

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Nanotecnologia e uomo

Se la nanotecnologia entrerà a far parte della nostra vita quotidiana, in apparenza non ci saranno cambiamenti radicali. Alla gente piacerà ancora sedersi ai tavolini all’aperto dei caffè, anzi sarà ancora più gradevole perché il servizio sarà estremamente rapido: la scelta operata direttamente sul menù elettronico attiverà automaticamente la cucina. Si potrà pagare il conto in euro facendo scorrere la propria carta di credito sul simbolo “euro” stampato in un angolo del menù. Le mance saranno sempre lasciate in monete perché fanno un rumore tanto piacevole. L’igiene sarà garantita, perché le monete saranno rivestite di nanoparticelle antibatteriche. Le vetrine dei caffè saranno molto care perché avranno svariate funzioni: resisteranno alla sporcizia e ai graffi, si scuriranno automaticamente quando la luce è troppo intensa, trasformeranno la luce in energia elettrica e all’occorrenza si accenderanno come uno schermo gigante.

Con una nanoelettronica matura sono concepibili dispositivi di grande eleganza come una vera agenda elettronica digitale delle dimensioni di un carta di credito (naturalmente sarebbe possibile farla anche più piccola ma sarebbe meno maneggevole). L’oggetto potrebbe essere un monolite nero opaco senza strutture riconoscibili, con la superficie nera che capta la luce solare e la trasforma in elettricità; resisterebbe ai graffi e sarebbe rivestito da uno strato finissimo di diamante, sotto il quale si troverebbe uno strato sottile in piezoceramica che convertirebbe il suono in elettricità e viceversa per consentire la comunicazione vocale. Naturalmente sarebbe anche capace di trasmettere dati attraverso la luce e le onde radio. Questo dispositivo potrebbe anche vedere attraverso un obiettivo piatto e un chip di conversione di immagini ad alta definizione, si accenderebbe come uno schermo e servirebbe da registratore, macchina fotografica, televisione, telefonino e, grazie al GPS, da strumento di orientamento. Su richiesta leggerebbe, tradurrebbe e spiegherebbe il menù di un ristorante straniero, farebbe l’ordinazione e pagherebbe il conto. Naturalmente saprebbe riconoscere le voci e le impronte digitali delle persone autorizzate ad utilizzarlo, proteggendosi così da usi impropri.

Medicina

Grazie alla nanotecnologia, alla nanoelettronica e alla tecnologia dei microsistemi saranno disponibili in commercio apparecchiature di analisi complesse a prezzi accessibili anche per i privati. Per l’analisi del sangue del futuro basterà una piccola puntura sul dito. I risultati potranno essere inviati per posta elettronica al più vicino centro di nanomedicina, in cui si potrà richiedere un’analisi più approfondita o preparare, con appositi procedimenti nanotecnologici, un farmaco personalizzato. Nel corpo il farmaco sarà trasportato da nanoparticelle rivestite in modo tale da aderire solo al punto in cui si trova il focolaio della malattia, permettendo così di somministrare il medicinale con la massima precisione.

Con trucchi del genere si possono anche dirigere nanoparticelle magnetiche su focolai tumorali, che vengono poi riscaldati da un campo elettromagnetico alternato con conseguente distruzione del tumore. Le nanoparticelle possono attraversare il filtro della “barriera” tra sangue e cervello e raggiungere i tumori cerebrali. Attualmente è in corso di sperimentazione anche un’applicazione estremamente complessa della tecnologia dei microsistemi e della nanotecnologia: il trapianto di retina con capacità adattiva. Questa tecnica dovrebbe permettere un recupero parziale della vista in caso di cecità. Il sistema consiste in una piccola telecamera collocata nella montatura di un paio di occhiali che trasmette immagini dell’ambiente circostante ad uno speciale elaboratore di segnali con capacità adattiva. Tramite un dispositivo senza filo, l’elaboratore trasmette questi dati all’interno dell’occhio malato, dove è collocata una pellicola flessibile con elettrodi miniaturizzati. Questi elettrodi sono a contatto con la retina e le trasmettono lo stimolo. Se questa tecnica dovesse dare buoni risultati, si tratterebbe della prima "interfaccia uomo-macchina" al mondo applicata alla vista. Da tempo chi soffre di una diminuzione dell’udito può ricorrere ad un impianto cocleare. Grazie alla nanotecnologia gli impianti di questo tipo potranno essere sempre più perfezionati.

Rischi

Le nanotecnologie presentano però dei grossi rischi: infatti, potrebbero permettere di costruire armiconvenzionali più distruttive ad un costo ridotto e armi di distruzione di massa che si auto-replicano (come fanno i virus. Un'altra possibile applicazione delle nanotecnologie è la utility fog, nella quale una nuvola di microscopici robot connessi (più semplici degli assemblatori) cambierebbe la propria forma e le sue proprietà per formare oggetti o strumenti macroscopici diversi, rispondendo a comandi inviati da un software. Invece di modificare le attuali pratiche di consumare beni materiali in forme differenti, la utility fog sostituirebbe semplicemente la maggior parte degli oggetti fisici. È anche nata la paura che robot nanomeccanici (nanobot), se lasciati liberi di autoreplicarsi, possano consumare l'intero pianeta nella loro ricerca di materie prime, o semplicemente possano competere (e vincere) con le forme di vita naturali per l'energia disponibile, come è successo storicamente quando le alghe blu-verdi sono apparse e hanno cancellato le forme di vita precedenti. Questa situazione è a volte chiamata "grey goo" o scenario dell'ecofagia.

La maggior parte degli esperti però non prende sul serio queste congetture. Richard Smalley, premio Nobel per la chimica nel 1996, osserva ad esempio che la specificità dei legami chimici fa sì che non tutti gli atomi né tutte le molecole possano combinarsi tra loro. Questa considerazione, da sola, renderebbe l‘idea del “nanobot”, robot o assemblatore nanometrico, molto improbabile. Ma anche se un “assemblatore” di questo tipo dovesse mettere insieme la materia atomo per atomo, per farlo dovrebbe utilizzare delle “dita” composte a loro volta da atomi e aventi un determinato spessore. E non si tratterebbe solo di afferrare l'atomo selezionato: durante l’assemblaggio bisognerebbe controllare tutti gli atomi di un nanometro cubico e le dita a questo punto finirebbero per impicciarsi. Ma queste “dita” non si limitano ad essere troppo grosse e ingombranti: sono anche appiccicose. A seconda della tipologia, gli atomi afferrati non si lascerebbero prendere e togliere a piacere, ma formerebbero dei legami. Sono obiezioni di fondo che non si possono ignorare. I nanorobot meccanici rientrano nella sfera dell’impossibile e Richard Smalley deve avere ragione: la paura che eserciti di nanomacchine fuori controllo assalgano il mondo e lo trasformino in una poltiglia grigia è priva di fondamento. Più plausibile è il timore che le nanoparticelle possano avere anche effetti indesiderati sull’uomo e l’ambiente. Potrebbero, ad esempio, provocare danni alla salute per via delle loro piccolissime dimensioni, che consentono loro di penetrare nelle cellule del corpo e persino di superare le barriere biologiche, come la barriera sanguecervello. Le nanoparticelle, come altre polveri ultrasottili quali particelle di fuliggine dei motori diesel presenti nei gas di scarico dei veicoli, sono sostanze che potrebbero comportare effetti secondari sconosciuti: bisognerà quindi fare le ricerche scientifiche del caso per accertarsi che non siano pericolose. Al momento si sa pochissimo sulla sicurezza delle nanoparticelle. Nanoricercatori e tossicologi dovranno effettuare tutti gli esperimenti necessari per dare al più presto una risposta a questi interrogativi. I rischi tuttavia sembrano controllabili perché le nanoparticelle individuate in natura sono estremamente “appiccicose”: si aggregano molto facilmente in grumi di maggiori dimensioni di cui il corpo si può liberare senza difficoltà. Alcune nanoparticelle, di cui si sa già che non sono nocive per la salute, sono utilizzate nelle creme solari come fattore di protezione o sono mescolate ad un’altra sostanza alla quale sono legate saldamente. In questo modo l’utilizzatore non entra minimamente in contatto diretto con le singole nanoparticelle. Mentre tutte queste congetture su un mondo futuro di nanobot sono puramente ipotetiche, le promesse degli specialisti di materiali che lavorano su scala nanometrica sembrano molto concrete. I primi prodotti sono già disponibili, come le testine di lettura ad alta sensibilità per dischi rigidi rivestite da oltre venti strati sottilissimi, dell’ordine di pochi nanometri. Troviamo la nanoelettronica in tutti i nuovi calcolatori portatili. Come tutte le tecnologie ad alto potenziale, la nanotecnologia avrà naturalmente degli effetti collaterali e potrà rendere superflue molte attività poco complesse, che saranno sostituite da altri tipi di attività. L’apprendimento continuo sarà sempre più importante e con la nanotecnologia potrà essere anche divertente.