Nanotecnologie: quali sono le loro applicazioni?

La nanotecnologia ci apre le porte al mondo dell’infinitamente piccolo, dove gli attori principali sono compresi tra 1 e 100 nanometri. In questo mondo, i materiali hanno peculiari proprietà fisiche, chimiche e biologiche, da sfruttare anche in combinazione con altri materiali per potenziarne e migliorarne le prestazioni.

In altre parole, stiamo parlando dello studio e del controllo di atomi e molecole che compongono noi stessi e tutto ciò che ci circonda. 

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In quali settori si applicano le nanotecnologie?

Le loro applicazioni sono molteplici e delle più svariate in aree come l’elettronica, l’ambiente, la medicina, il risparmio energetico, fino a tante piccole applicazioni di uso quotidiano.

Guardiamo insieme cosa accade nei diversi settori.

Nanotecnologia applicata all’elettronica

L’elettronica è di certo l’area dove le nanotecnologie hanno portato sviluppi molto tangibili sull’elaborazione e l’applicazione di dispositivi elettronici. La necessità di aumentare l’efficienza e la miniaturizzazione sono state, infatti, forze trainanti della ricerca. 

L’evoluzione dei dispositivi di memoria, partita con la miniaturizzazione dei transistor, oggi sfrutta nanotubi di carbonio per la produzione di memorie ad alta densità

La nanoelettronica ha permesso lo sviluppo e l’assemblaggio di sofisticati dispositivi che sono alla base di tutte le nuove apparecchiature ottiche. Videocamere, schermi, scanner biometrici, i fari intelligenti delle nuove autovetture, i sensori anticollisione, fino ai nuovi proiettori integrati negli smartphone. 

Basti pensare a come l’avvento dei diodi a emissione luminosa, i comuni led, abbia permesso di ridurre i consumi, incrementando qualità e quantità dell’illuminazione.

Nanotecnologia applicata al settore alimentare e agricolo

Nel settore alimentare le nanotecnologie hanno enormi potenzialità, dalla produzione in campo, fino alla conservazione dei cibi

Già a livello di produzione, l’agricoltura di precisione è in grado di monitorare, proprio attraverso le nanotecnologie, tutti i parametri fondamentali sia climatici che fisiologici delle coltivazioni

Grazie a un semplice tablet è possibile controllare i grossi latifondi o le aree che presentano condizioni difficili per le colture, intervenendo tempestivamente solo quando e dove serve. Erbicidi, pesticidi e nutrienti possono essere incapsulati ed efficientati attraverso il lento rilascio, la resistenza al dilavamento e la protezione dalla degradazione causata dai raggi UV

La precisione e selettività delle nanotecnologie, oltre a garantire una maggior produzione qualitativa e quantitativa in ambito agricolo, riescono a diminuire l’utilizzo di sostanze chimiche, proteggendo gli insetti impollinatori e la salubrità del terreno e delle falde acquifere.

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Le nanoparticelle possono, inoltre, essere applicate per la conservazione dei cibi:

  • usate per ricoprire i cibi, rallentano la maturazione e la successiva marcescenza;
  • inserite nel confezionamento, possono rilasciare agenti antimicrobici al fine di aumentare la durata delle derrate;
  • sempre nel confezionamento, i nanosensori sono in grado di monitorare i principali parametri di conservazione durante il trasporto e lo stoccaggio, rilevando la presenza di batteri;
  • i nano-food, cioè ingredienti o additivi, contenuti in nanoparticelle o nanovescicole, possono essere usati per arricchire alcuni alimenti, così da renderli meglio assorbibili, o per conferire proprietà organolettiche al prodotto finito.

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Nanotecnologia applicata alla medicina

La nanomedicina sta prendendo sempre più piede e credibilità, sfruttando gli indubbi vantaggi e i sorprendenti risultati derivanti proprio dagli apparati nanometrici:

  • la cinetica di un farmaco può essere migliorata con notevole efficacia, grazie a nanoparticelle in grado di rendere il medicinale più solubile, a lento rilascio nel sito bersaglio e in grado di limitare gli effetti collaterali;
  • nuovi nanomateriali sono in grado di cambiare le loro proprie caratteristiche una volta attivati da un segnale esterno. Un campo magnetico esterno, ad esempio, è in grado di attivare il rilascio di un farmaco intrappolato all’interno di particelle o device medici. Lo stesso campo magnetico può guidare particelle superparamagnetiche (contenuti ossidi di ferro) verso il sito bersaglio o tessuti difficilmente raggiungibili;
  • nella diagnostica, le nanoparticelle sono utilizzate per implementare i mezzi di contrasto al fine di ottenere immagini migliori, diminuendo le criticità fisiologiche dei composti radioattivi normalmente usati. Inoltre, l’uso di nanoparticelle otticamente attive, in grado di riconoscere e depositarsi solo su tessuti malati, può portare a una diagnostica ancor più selettiva.

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Nanotecnologia applicata al risparmio energetico

Nel campo della produzione, gestione e risparmio energetico le nanotecnologie stanno svolgendo un ruolo di primo piano: 

  • i continui miglioramenti dei nanomateriali inseriti nelle celle solari di nuova generazione contribuiranno ad aumentare l’efficienza di conversione della luce in energia elettrica;
  • i nuovi nano-catalizzatori aumenteranno l’efficienza dei normali motori termici;
  • i materiali nanoporosi di ultima generazione permetteranno una migliore controllo e accumulo dell’idrogeno nei motori di nuova generazione.

In generali, tutti i nuovi materiali alleggeriti, rinforzati e coibentati dalla presenza di nanostrutture, contribuiranno a risparmiare energia per il trasporto e per il riscaldamento.

Nanotecnologia applicata alla vita quotidiana

Anche nella vita di tutti i giorni ritroviamo le nanotecnologie. E sono molto più presenti di quello che si potrebbe pensare. 

Ecco alcuni esempi: 

  • superfici antigraffio presenti nelle suppellettili di casa, su occhiali e orologi;
  • abiti nei quali la nanotecnologia ha introdotto tessuti antimacchia, anti piega, in grado di non accumulare cariche elettrostatiche e di essere lavati a basse temperature;
  • creme solari che presentano nanoparticelle di diossido di titanio in grado di proteggere dai raggi UV senza sbiancare la pelle.

Nanotecnologie, le applicazioni di Nanomnia

Noi di Nanomnia, sfruttando una tecnologia modulabile e utilizzando sempre soluzioni biocompatibili e biodegradabili, abbiamo iniziato a studiare le nanotecnologie applicate alla medicina e all’agricoltura.

Questi due mondi, apparentemente molto distanti, sono accomunati dalla necessità di trovare nuove soluzioni per rendere più efficienti medicinali e agrofarmaci e ridurre gli effetti collaterali nel primo caso e l’inquinamento nel secondo

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