"Considerate la mastodontica Enciclopedia Britannica e tutti i suoi 24
\nvolumi", esord\u00ec il fisico, "e immaginate di poterli scrivere tutti
\nsulla capocchia di uno spillo. Se riuscissimo a farlo, potremmo
\nraccontare alla nostra bibliotecaria , che tutti i giorni fa avanti e
\nindietro fra gli scaffali, che presto le sar\u00e0 sufficiente cercare i
\nlibri all’interno di uno spazio grande quantoun francobollo. Vi starete
\ndomandando: \u00e8 possibile fare questo’ Ebbene, io vi dico di s\u00ec. Potremmo
\ngi\u00e0 farlo con la tecnologia a nostra disposizione e credo anzi che sia
\nil momento di sviluppare le capacit\u00e0 di miniaturizzazione per
\nrealizzare cose ancora pi\u00f9 incredibili". Con il suo inconfondibile
\nstile capace di rendere comprensibili anche i concetti pi\u00f9 difficili,
\nFeynman prosegu\u00ec poi il suo discorso descrivendo possibilit\u00e0 pi\u00f9
\navanzate.
Intu\u00ec le enormi potenzialit\u00e0 dei computer (che in quei
\nanni non brillavano quanto a capacit\u00e0 di calcolo e allo stesso tempo
\nerano macchinari enormi che occupavano intere stanze) e di come queste
\nsi sarebbero esponenzialmente moltiplicate se i loro componenti fossero
\nstati minuscoli, addirittura composti da poche centinaia di atomi.
\nImmagin\u00f2 una tecnologia che permettesse ai chimici di sintetizzare le
\nmolecole assemblandole atomo per atomo invece di usare le tecniche
\nclassiche. Ispirato dagli studi sul DNA, all’epoca recentissimi, pens\u00f2
\nalla possibilit\u00e0 di immagazzinare informazioni in poco spazio in modo
\npi\u00f9 sofisticato rispetto a minuscole incisioni su uno spillo: cos\u00ec come
\nle cellule possono leggere le informazioni codificate nel nucleo e
\nagire di conseguenza. Feynman sognava la realizzazione di strutture
\nartificiali in grado di fare lo stesso.
Descrisse l’importanza di
\nmigliorare le capacit\u00e0 di ingrandimento dei microscopi elettronici,
\nfino a poter vedere i singoli atomi (un risultato teoricamente
\npossibile ma decisamente lontano da quanto era tecnicamente
\nrealizzabile allora): non solo questo avrebbe reso possibile la lettura
\ndi un’enciclopedia scritta su uno spillo, ma avrebbe anche
\nincredibilmente accelerato lo sviluppo di scienze come la biologia.
\nArriv\u00f2 anche a descrivere un’applicazione medica della sua idea: quanto
\nsarebbe stata pi\u00f9 semplice la chirurgia se fosse stato possibile
\ncostruire dei "chirurghi molecolari" che potessero essere inghiottiti,
\nmuoversi all’interno del corpo e operare senza bisogno di tagli,
\niniezioni o procedure invasive’
In poche parole, anche se la parola
\nnon era ancora stata inventata, Richard Feynman aveva introdotto per la
\nprima volta il concetto di "nanotecnologia".
Con un’altra delle sue
\nfrequenti intuizioni sulla comunicazione del sapere scientifico,
\nFeynman concluse il suo intervento lanciando un concorso a premi.
\n"Questo campo di studi \u00e8 cos\u00ec incontaminato", disse, "che persino i
\nragazzi dei licei potrebbero raggiungere dei nuovi record di
\nminiaturizzazione. E, visto che mi rendo che la scienza da sola
\npotrebbe non risultare abbastanza eccitante, voglio mettere in palio
\ndue premi da 1.000 dollari: uno per chi riuscir\u00e0 a scrivere la pagina
\ndi un libro su una superficie 25mila volte pi\u00f9 piccola, l’altro per la
\nprima persona che costruir\u00e0 un minuscolo motore funzionante. Sono
\nsicuro che non passer\u00e0 molto tempo prima che qualcuno mi chieda di
\nfirmare gli assegni".
L’intento del fisico era naturalmente quello
\ndi dimostrare che le sue intuizioni erano cos\u00ec azzecate che poco tempo
\nsarebbe bastato a tramutarle in relt\u00e0. E i fatti gli diedero, visto che
\nbastarono 11 mesi a uno studente del Caltech, William McLellan, per
\nvincere il premio per aver realizzato un motore elettrico del peso di
\nun quarto di milligrammo. Risult\u00f2 invece molto pi\u00f9 complicato risolvere
\nl’altra sfida: solo nel 1985 Tom Newman, un dottorando della Stanford
\nUniversity, ci riusc\u00ec, incidendo un racconto di Dickens su uno spillo
\ncon un fascio di elettroni. Secondo il racconto do John Gribbin, un
\nbiografo di Feynman, ci furono difficolt\u00e0 molto peculiari per
\nl’assegnazione del premio: il grado di miniaturizzazione era tale che
\nsulla capocchia c’era prevalentemente spazio vuoto e ritrovare con il
\nmicroscopio la porzione di superficie contenente il racconto non fu
\naffatto facile. Ormai attribuiti i due assegni da 1.000 dollari, per
\nchi volesse cimentarsi c’\u00e8 ancora una speranza: il Foresight Nanotech
\nInstitute di Palo Alto porta avanti la tradizione, istituendo ogni anno
\nun concorso dedicato a Feynman che premia gli autori dei pi\u00f9
\nsignificativi sviluppi, teorici e sperimentali, nel campo delle
\nnanotecnologie.
La prima dellle visioni di Feynman ad essere
\nconcretizzata fu quella sui computer. L’avanzamento delle tecnologie di
\nminiaturizzazione delle componenti elettroniche dei calcolatori ha reso
\npossibile, in questi 50anni, il passaggio dai mastodontici macchinari
\nai quali le universit\u00e0 statunitensi dovevano dedicare intere stanze
\nfino ai minuscoli computer palmari dei nostri giorni. Gi\u00e0 negli anni
\nSessanta Gordon Moore, il fondatore dell’azienda produttrice di
\nhardware Intel, not\u00f2 che le dimensioni dei dispositivi elettronici a
\nsemiconduttori tendevano a diminuire esponenzialmente, dimezzandosi
\nogni due anni circa. Ci\u00f2 che Moore forse non arrivava a ipotizzare era
\nche il fenomeno sarebbe continuato senza rallentare per altri 40anni:
\nl’attuale record, datato 2007, \u00e8 di un transistor lungo poche decine di
\nnanometri e composto da appena 180 atomi di silicio. Ossia proprio
\nquelle poche centinaia di particelle che Feynman aveva immaginato
\nquando nessun altro osava pensarlo.
Nel 1974, 15anni dopo il
\nconvegno di Pasdena, la tecnologia di alta precisione necessaria a
\ncontrollare i processi immaginati da Feynman era ormai cos\u00ec matura da
\nrendere necessaria l’invenzione di una parola per descriverla. Fu il
\ngiapponese Norio Taniguchi, specialista del ramo, a inventare il
\ntermine "nanotecnologia", che
\ndefin\u00ec come "il processo di separazione, consolidamento o deformazione
\ndi un materiale effettuato atomo per atomo o molecola per molecola".
Era
\nil 1981 quando per la prima volta gli esseri umani furono in grado di
\nvisualizzare oggetti picccoli quanto un atomo: il tedesco Gerd Binning
\ne il sangallese Heinrich Roher, fisici impiegati dalla IBM nei
\nlaboratori di zurigo,avevano inventato il microscopio a effetto tunnel.
\nCon questo strumento, che sfrutta le leggi della meccanica quantistica,
\n\u00e8 possibile ottenere risoluzioni fino a 1\/10 di nanometro. Per
\nconfronto, le dimensioni degli atomi vanno dai 6\/100 di nanometro
\ndell’atomo di elio al mezzo nanometro dell’atomo di cesio: dunque
\nun’altra delle sfide lanciate da feynmanera stata vinta, aprendo
\npossibilit\u00e0 scientifiche cos\u00ec straordinarie che i due inventori vinsero
\nil premio Nobel per la fisica solo cinque anni dopo la scoperta.
Naturalmente
\nanche le ricadute nanotecnologiche furono evidenti: potendo
\nvisualizzare le singole molecole, non era impensabile manipolarle.
\nProprio grazie al microscopio a effetto tunnel furono scoperti, nel
\n1985, i fullereni, cio\u00e8 allotropi del carbonio (sostanze con la stessa
\ncomposizione chimica ma con diversa struttura cristallina: gli esempi
\npi\u00f9 noti oltre ai fullureni sono la grafite e il diamante) dotati di
\nforme geometriche particolari, le cui peculiari propriet\u00e0 chimiche e
\nfisiche sono ora oggetto di studi scientificie e eingegneristici
\nall’avanguardia. Un posto d’onore \u00e8 occupato dai nanotubi, scoperti
\nnegli anni Novanta. Le caratteristiche dei nanotubi sono quasi
\nfantascientifiche: sono il materiale pi\u00f9 forte e pi\u00f9 rigido che si
\nconosca, sono ottimi conduttori termici e discreti semiconduttori
\nelettrici, hanno caratteristiche cinetiche che li rendono componenti
\nideali per eventuali "nanomacchine" e le loro propriet\u00e0 ottiche sono
\nstraordinarie. Le potenziali applicazioni dei nanotubi sono
\nestremamente numerose: dalle pile a cellulosa fino alle componenti
\nelettroniche, dagli indumenti per gli sportivi fino alla tecnologia
\nmedica. Alcune di queste applicazioni esistono gi\u00e0, ma la sfida da
\nvincere negli anni futuri per consentire la realizzazione di altri
\npossibili utilizzi dei nanotubi \u00e8 lo sviluppo di una tecnologia
\nefficiente ed economica per la loro produzione di massa e di un sistema
\nper evitare la comparsa di difetti strutturali che, se presenti, non
\nconsentono alle propriet\u00e0 desiderate di emergere.
Lo stato dell’arte
\ndella tecnologia vede coesistere due diverse filosofie. C’\u00e8 l’approccio
\nstocastico, con il quale tecniche chimiche classiche sono utilizzate
\nper produrre "nanomateriali": per esempioi nanotubi, oppure cristalli
\ndi dimensioni nanometriche (come i cosidetti quantum dots,
\ncristalli semiconduttori dalle rivelanti propriet\u00e0 fisiche quantistiche
\n, dotati di immmense potenzialit\u00e0 applicative in informatica e in
\nmedicina). E c’\u00e8 invece l’approccio deterministico, pi\u00f9 vicino alla
\nvisione originale feynmaniana: in questo caso le componenti delle
\nnanomacchine sono effettivamente assemblate molecola per molecola,
\npartendo da nanomateriali prodotti con l’approccio stocastico.
Uno
\ndei risvolti pi\u00f9 affascinanti dell’approccio deterministico \u00e8 quello di
\nprogettare ingegneristicamente nanomacchine capaci di riprodursi da
\nsole e di evolvere, proprio come i sistemi biologici. Qualora questo
\nfosse possibile, e qualora fosse possibile esaminare con facilit\u00e0 i
\nrisultati di questa evoluzione artificiale, gli ingegneri potrebbero
\nalla fine del processo selezionare, fra le nanomacchine evolutesi
\nautonomamente, quelle pi\u00f9 adatte ad essere utilizzate dall’uomo. E’
\nsolo fantascienza o per i nostri figli sar\u00e0 normale routine’
Feynman non \u00e8 pi\u00f9 fra noi per anticiparci qualcosa, per cui non ci resta che attendere.
Autore : Vanni Noferini<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Era il 29 dicembre 1959 quando Richard Feynman introdusse il concetto di nanotecnologia all’annuale convegno dei fisici statunitensi.L’intervento del fisico con il suo accativante titolo non deluse e segn\u00f2 l’inizio di un scenario scientifico e tecnologico completamente nuovo<\/p>\n","protected":false},"author":10,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"cybocfi_hide_featured_image":"","footnotes":""},"categories":[77],"tags":[],"class_list":["post-11694","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ricerca-e-sviluppo"],"yoast_head":"\n