I ricercatori della Cornell University, a Ithaca, nello Stato di New York, hanno realizzato una “nanochitarra” lunga 10 micron (un micron è un milionesimo di metro, il diametro di un capello misura 200 micron) con sei corde larghe 50 nanometri (miliardesimi di metro), cioè non più di cento atomi accostati l'uno all'altro in fila. Se fosse possibile pizzicarle, il microscopico strumento suonerebbe a frequenze al di sotto della soglia di udibilità.

Per fabbricarla, un singolo cristallo di silicio è stato letteralmente scolpito con la tecnica della “litografia a fascio di elettroni”, utilizzando un procedimento già sfruttato nell'industria microelettronica per costruire i processori dei computer. Applicazioni? Per il momento nessuna. I ricercatori hanno solo voluto dare una dimostrazione della propria “arte” nanotecnologica, incuriosendo importanti industrie come l'Ibm e la Xerox.

La data di nascita delle nanotecnologie è il 1959. In quell'anno Richard Feynman - premio Nobel nel 1965 per i suoi lavori sulle particelle subnucleari - intervenendo all'assemblea dell'American Physical Society, parlò della possibilità di costruire macchine, allora molto ingombranti, dalle dimensioni microscopiche. Per stimolare le ricerche in questa direzione, Feynman mise in palio mille dollari per chi riuscisse a realizzare una pagina di libro 25.000 volte più piccola di quelle normali e un motore elettrico non più grande di un cubo di 4 millimetri per lato.

Il bando di concorso uscì su “Engineering and Science” e su “Popular Science Monthly”, con il titolo “Come costruire un'automobile più piccola di questa virgola”. Solo tre mesi dopo, Feynman dovette versare mille dollari all'ingegnere William McLellan, che gli presentò un motore elettrico dalle misure stabilite e dalla potenza di un milionesimo di cavallo vapore. Gli altri mille dollari li sborsò 25 anni dopo allo studente Thomas H. Newman, che nel 1985 realizza la minuscola pagina mediante dei chip elettronici. Oggi le nanotecnologie sono una realtà: si sta imparando a osservare e a manipolare la materia molecola per molecola, atomo per atomo.

I microscopi a effetto tunnel e a forza atomica sono gli strumenti che hanno spianato la strada suggerita da Feynman; la nanochitarra di 10 millesimi di millimetro costruita alla Cornell University dimostra che il traguardo è a portata di mano. Basti pensare che la potenza di calcolo di Eniac, il primo computer, che occupava un appartamento e pesava decine di tonnellate, oggi ce la portiamo nel taschino, e che i robot che stanno esplorando Marte sono grandi come una valigetta 24 ore. Qualche futurologo à arrivato a sostenere che dalla nanotecnologia scaturirà in futuro una nuova rivoluzione industriale.

L'americano Eric Drexler è arrivato ad immaginare schiere di minuscoli robot in grado di costruire in poche ore oggetti complessi e costosi come aerei e automobili, microsonde che navigano nel flusso sanguigno per compiervi analisi e nanomacchine che riparano i denti in maniera completamente indolore. Per il momento, tuttavia, la nanotecnologia si trova ancora allo stadio della sperimentazione. Le prime applicazioni realistiche si trovano in tutti quei settori in cui si sviluppano sonde microscopiche in grado di valutare le forze associate all'azione di ogni singola biomolecola.

Ma la nanotecnologia può essere usata anche per far oscillare microscopici specchi e modulare molto rapidamente un raggio laser nelle comunicazioni con le fibre ottiche, incrementandone la velocità di trasmissione. Nella fabbricazione dei MEMS, le microapparecchiature elettromeccaniche, ormai si è scesi sotto la soglia del micron. La prossima tappa è la realizzazione di particolari delle dimensioni di un nanometro.

Istituzione scientifica citata nell'articolo:

Cornell University

E-mail: Alessio Mannucci