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Il movimento del litio
Nel tentativo di migliorare le performance delle batterie agli ioni di litio, i ricercatori del Laboratorio nazionale statunitense Oak Ridge hanno sviluppato un nuovo tipo di microscopio a scansione chiamato Esm, «electrochemical strain microscopy». Come hanno spiegato su «Nature Nanotechnology», questo strumento offre un tale dettaglio da permettere di osservare il flusso degli ioni all'interno delle batterie ricaricabili. La sua risoluzione, secondo uno degli studiosi coinvolti nel progetto – Sergei Kalinin – supera «di sei o sette ordini di grandezza» quelle ottenibili con altre tecniche. L'Esm potrà essere utilizzato per comprendere come le caratteristiche su scala nanometrica dei materiali usati negli elettrodi influenzino le performance complessive delle batterie agli ioni di litio. Nel frattempo un'industria privata dell'Arizona, la Spheric Technologies, ha annunciato di avere sviluppato una tecnologia che riduce di 20 volte il tempo necessario per la produzione di un materiale usato nei catodi. Questa tecnica si basa sull'utilizzo delle microonde, e potrebbe contribuire a ridurre il costo di fabbricazione delle batterie ricaricabili. (an.car.)

Nanomaciste
Fino a 117 volte più forte dell'acciaio, e 30 più del kevlar, il tessuto sintetico utilizzato nelle vele, nei giubbotti antiproiettile e in molte altre applicazioni in cui è richiesta la massima resistenza. Anche questo sono i nanotubi di carbonio: elementi che possono resistere a pressioni e tensioni enormi, molto superiori ai limiti suggeriti finora. A dimostrarlo sono alcuni esperimenti condotti da Stephen Cronin, del dipartimento di ingegneria dell'Università di Los Angeles, durante i quali i singoli nanotubi, sottoposti a forze di diverso tipo, ma sempre molto più grandi di quelle provate fino a oggi, hanno svelato un'elasticità mai sospettata. La scoperta, di cui dà conto Acs Nano, lascia intravvedere nuove, futuristiche applicazioni tra le quali – esempio fatto dallo stesso Cronin – l'utilizzo come cavi per ascensori spaziali, che proiettino oggetti al di fuori dell'atmosfera terrestre. (a.cod.)

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Categorie: nano

9 settembre 2010 - 12:55

Nanonews da Nòva

MICROFARMACI
Tutte le forme dell'Rna
Usare spezzoni di Rna come mattoncini Lego, e assemblarli in diversi modi per far rilasciare alle macrostrutture ottenute nanomolecole terapeutiche quali gli Rna a interferenza (iRna) o silenzianti (sRna), perché più del 90% del genoma umano passa dall'Rna per la trascrizione, ed è lì che si deve agire se si vuole interferire in maniera efficace. È la proposta dei ricercatori dell'Università di Santa Barbara, che hanno costruito vari poli Rna nano sfruttando la capacità di questo acido nucleico di formare aggregati detti poliedroni. Come illustrato su «Nature Nanotechnology» e «Nature Chemistry» in due lavori usciti in contemporanea, con questo sistema è possibile ottenere polimeri cubici di 6, 8 o 10 molecole che danno origine a forme diverse; l'Rna, poi, offre altri vantaggi: è un materiale endogeno e non genera dilemmi di tipo etico e, oltretutto, non richiede sostanze sintetiche o animali per essere realizzato. (a.cod.)

MOF
Scarti commestibili
Servono per immagazzinare l'idrogeno, la CO2 e altri gas (anche nei serbatoi delle auto), per il confezionamento di strumentazioni mediche e per la conservazione degli alimenti. Sono i Mof (da metallo-organic framework), sostanze in uso già dal 1999 e derivate dai prodotti di scarto dell'agricoltura. Presto, però, potrebbero diventare ancora più verdi e commestibili. Un po' per caso, come riferito su «Angewandte Chemie», un gruppo di chimici della Nortwestern University, che stava studiando variazioni dei prodotti classici, ha infatti messo a punto i nuovi Mof, del tutto edibili e ottenibili partendo da materie prime derivate anche dalla filiera del riciclo. I componenti di base sono infatti la gamma-ciclodestrina, uno zucchero a 8 anelli di solito scarsamente utilizzato e ricavato da vari amidi, il cloruro di potassio, sostituto del normale sale da cucina, il potassio benzoato, uno dei conservanti più usati e un alcol derivato dal grano chiamato Everclear. Con questi ingredienti, i chimici statunitensi hanno ottenuto cristalli che possono essere utilizzati per formare strutture di base per plastiche altamente versatili, economiche ed eco-compatibili. Al gusto di ginger. (a.cod.)

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2 settembre 2010 - 13:06

Nanonews da Nòva

DNA
Analisi con il fungo
La ricetta sembra semplice: si prende una membrana, la si mette a contatto con un fungo chiamato Mycobacterium smegmatis, capace di fare buchi della dimensione di un nanometro, opportunamente modificato. Quindi si immerge il tutto in una soluzione che permette il passaggio di corrente, nella quale si pongono anche frammenti di Dna attaccati agli oligonucleotidi da analizzare, e il gioco è fatto: questi ultimi, grazie alla corrente, giungono in prossimità dei pori i quali, date le dimensioni, ne lasciano passare solo uno alla volta, mentre il Dna impedisce che il passaggio sia troppo rapido. Ognuno di essi fornisce un'impronta elettrica specifica, che viene letta e interpretata fornendo così la sequenza dei diversi nucleotidi, unica per ogni frammento. La tecnica, descritta su «Pnas» dai ricercatori dell'Università di Birmingham, è la prima in grado di analizzare la sequenza del Dna su scala nano e di fornire così una lettura precisa anche di un singolo nucleotide, e potrebbe quindi essere molto utile per analisi molecolari e genetiche dei difetti alla base di molte malattie. (a. cod.)

MEDICINA
Quanti terapeutici
Arriva la medicina quantistica. Una piastra messa a punto dai bioingegneri dell'Università del North Carolina riesce infatti a rilasciare nella cute quanti di sostanze ad azione terapeutica altamente selettive, ma anche marcatori di proteine specifiche, per poi seguirne l'andamento e le variazioni con un microscopio multifotonico e ottenere così diagnosi accurate di patologie quali i tumori della cute e di altro tipo. Il tutto è possibile – come sottolineato su «Faraday Discussion» – grazie all'uso di una piastra a sua volta ottenuta tramite un procedimento al laser che potrebbe essere utile per molti tipi di somministrazioni, perché facile da realizzare ed estremamente flessibile per quanto riguarda le caratteristiche degli aghi, variabili in base al tipo di soluzione. (a. cod.)

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26 agosto 2010 - 11:34

Nanonews da Nòva

NUOVI MATERIALI
Più buio della notte
Una vera e propria foresta di nanotubi di carbonio larghi non più di 10 nanometri (nm) e alti 160 micrometri (micron). È grazie a questo singolare rivestimento che i ricercatori del National Institute of Standards and Technology (Nist) di Gaithersburg, in Maryland, hanno realizzato il materiale più buio mai prodotto, che potrebbe rivelarsi molto utile per tutti i detector al laser, per rilevazioni satellitari e per molti altri scopi. I detector di questo tipo – spiegano gli autori su «Nano Letters» – si basano sulla capacità del loro rivestimento di assorbire il laser e trasformare la luce in calore. Quest'ultimo, a sua volta, viene registrato in materiale piroelettrico e convertito in elettricità. Le variazioni delle correnti elettriche forniscono quindi una misurazione molto accurata di ciò che passa sotto il detector, che tuttavia può essere influenzata dalla riflessione della luce. Per tale motivo disporre di un rivestimento che, almeno virtualmente, non rifletta significa ottenere una misurazione più pulita e precisa. Risultato: i nanotubi riflettono meno dello 0,1 per cento della luce compresa tra il violetto più lontano e il vicino infrarosso. (a. cod.)

BIOMEDICINA
Prove anticorrosione
Il diamond-like carbon o Dlc, ossia il carbonio che, per la sua durezza, si avvicina al diamante, è utilizzato come rivestimento per gli strumenti più disparati, dai rasoi agli hard disk, nonché per le protesi biomediche. Tuttavia, e nonostante i test in laboratorio confermino la sua inattaccabilità da parte di agenti fisici e biologici, una volta inserito nel corpo è destinato a una inevitabile usura, che culmina con il distacco dello stesso Dlc dal materiale di base. Ora finalmente i ricercatori della Swiss Innovation Promotion Agency hanno capito di chi è la colpa: della nanocorrosione, fenomeno che si determina nell'interfaccia che sempre si forma quando il materiale è a contatto con il corpo, e che ha proprietà fisico-chimiche finora sottovalutate. I ricercatori elvetici, inoltre, hanno anche capito come prevedere la durata media di un rivestimento, stimando appunto la nanocorrosione, e come contrastare il fenomeno. (a. cod.)

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24 giugno 2010 - 14:41

Proprietà da grafene

(ò) nano
Come uno shampoo, o un sapone. L'ossido di grafene si comporta anche così, mostrando l'ennesimo volto finora del tutto sconosciuto, e potenzialmente molto utile. A scoprire le nuove proprietà amfifiliche del materiale, che lo rendono simile a un surfattante naturale, sono stati i fisici della McCormick School of Engineering and Applied Science della Northwestern University, che in un articolo pubblicato sul «Journal of the American Chemical Society» hanno descritto cosa succede quando si immerge l'ossido di grafene in acqua carbonata: si formano soffici bolle colloidali (nella foto) che riescono a disperdere i grassi in liquidi idrofilici. Quest'ultima proprietà potrebbe essere particolarmente utile per realizzare nuovi materiali e, in particolare, per utilizzare i nanotubi di carbonio, del tutto insolubili in acqua, in modi finora non possibili. E non è tutto: nei confronti dell'ossido di grafene, un liquido acquoso si comporta da filtro, e questa caratteristica potrebbe essere sfruttata per separare le particelle di grafene in base alle dimensioni e rendere così più agevoli diverse sintesi industriali di nanomateriali. (a.cod.)

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24 giugno 2010 - 14:40

Nanofilm supersottile

(ò) nano
I ricercatori della Bar-Ilan University israeliana sono riusciti in un'impresa che pareva impossibile: ottenere superconduttori su scala nano che, alla temperatura di -243 °C, conducono elettricità senza opporre resistenza e che per di più, se sottoposti a campi magnetici, generano una resistenza dall'andamento alternato. Fino a oggi la miniaturizzazione dei superconduttori aveva limiti vistosi dovuti al fatto che i materiali classici come il niobio, se ridotti alle dimensioni necessarie, perdono le caratteristiche di superconduttività. Come riferito su «Nature Nanotechnology», ora questi ostacoli sono stati risolti con un procedimento nanolitografico in cui si assemblano, uno sull'altro, diversi strati di ossido di rame, lantanio e stronzio fino a ottenere un nanofilm superconduttore formato da migliaia di nanofili tra i quali la corrente circola liberamente. La scoperta potrebbe avere importanti applicazioni, così come utilissima potrebbe rivelarsi un'ulteriore proprietà di questi superconduttori: se sottoposti a un campo magnetico perpendicolare a essi, i nanofili iniziano a generare una resistenza che non è fissa ma che oscilla in modo regolare, secondo un meccanismo tipicamente quantistico. Anche in questo caso, poter disporre di nano-superconduttori che danno luogo a resistenze note e alternate potrebbe consentire di realizzare materiali del tutto nuovi. (a.cod.)

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17 giugno 2010 - 11:11

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(ò) nano

GRAFENE
Elettronica flessibile
Un gruppo di ricercatori ha disegnato un circuito elettronico su un foglio di grafene servendosi di un microscopio a forza atomica. Gli studiosi hanno descritto su «Science» come siano riusciti a incidere sulla superficie del monostrato di carbonio alcune linee conduttrici larghe non più di 12 nanometri, dimostrando in pratica che il grafene costituisce il candidato più promettente per sostituire il silicio nelle applicazioni elettroniche. Secondo i ricercatori, coordinati da Zhongqing We dello U.S. Naval Research Laboratory, questa tecnica faciliterà l'avvento di un'elettronica su supporti flessibili, permettendo quindi di installare componenti miniaturizzati su qualunque superficie. Flessibilità che è anche alla base degli esperimenti realizzati da Evan Ma all'Università John Hopkins di Baltimora, il cui gruppo è riuscito a rendere elastici dei nanofili di silicio. Gli studiosi hanno infatti spiegato su «Nature Communications» come sia possibile modificare il vetro su scala nanometrica rendendolo capace di sopportare allungamenti anche del 200 per cento. (an.car.)

NANOPARTICELLE
Anticorpi in plastica
Il risultato ottenuto all'Università della California di Irvine potrebbe rappresentare un punto di svolta nella lotta contro virus e batteri. Per la prima volta è stato prodotto un anticorpo artificiale di plastica che neutralizza tossine velenose. L'idea alla base dell'anticorpo sintetico, realizzato da Kenneth Shea, è quella di costruire delle molecole capaci di riconoscere le sostanze tossiche e di catturarle. I ricercatori hanno sintetizzato dei polimeri unendo monomeri con molecole di melittina, un componente del veleno delle api. Poi hanno estratto la sostanza tossica dagli stessi polimeri, ottenendo però macromolecole che conservavano la memoria delle tossine, e che erano capaci di riconoscerle e trattenerle. Gli esperimenti effettuati hanno dimostrato l'efficacia di questi anticorpi e, come hanno scritto gli studiosi sul «Journal of the American Chemical Society», mostrano per la prima volta che «una semplice nanoparticella non biologica simile agli anticorpi può effettivamente funzionare nel sangue di animali viventi». (an.car.)

News da Nòva di giovedí 17 giugno 2010

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