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Nani e giganti

di Giovanni Vagnone - 6 febbraio 2005

La svolta

Potrebbe essere il fenomeno industriale ed economico più radicalmente rivoluzionario della storia dell'uomo. Oppure potrebbe essere impossibile: una materia che è vicina alla fantascienza quanto le colonie nello spazio che qualche sonda, ogni tanto, ci fa ricordare e sognare. Ma qualcuno ci crede abbastanza da stanziare investimenti di mille miliardi di dollari (dieci volte la spesa preventivata per il Medio Oriente), facendolo senza dare troppo nell'occhio, e senza che nessuno se ne interessi più di tanto. Questo qualcuno è Gorge W. Bush e fa riflettere ulteriormente il fatto che questi mille miliardi di dollari saranno comunque secondari rispetto agli investimenti privati di imprese, multinazionali e centri di ricerca. Insomma, sono le premesse di una grande nazione che vuole candidarsi per la leadership di un settore industriale totalmente nuovo tra l'altro osteggiato in Europa. Qual è il campo di applicazione di tali gigantesche risorse? Due nomi già odorati di frequente, ma piuttosto oscuri nel significato: nanoscienze e nanotecnologie.

Il Presidente degli Stati Uniti al suo primo discorso del quadriennio, tocca questo punto con la chiara intenzione di iniziare un programma ad ampio respiro, molto probabilmente assai più a lunga gittata del 2008 (scadenza del suo mandato). Così, mentre l'AIPLA (associazione di giuristi) organizza un congresso ad Orlando, in Florida, per mettere a confronto legali, politici, scienziati e sociologi di tutti i continenti (per l'Italia, Massimo Introvigne unico spettatore) e discutere delle straordinarie possibilità di quella che è stata definita da più parti come la Terza Rivoluzione Industriale, l'Europa rimane alla lettera di un Libro Bianco in cui Bruxelles ha tracciato le linee guida per rendere l'Europa competitiva sul mercato di questa nuova industria; preparandosi al lancio dell'ENIAC (European Nano-electronics Initiative Advisory Council), un consiglio di una dozzina di esperti, presieduto dal fondatore di STMicroelectronics, Pasquale Pistorio, e senza investirci molto più di ottima retorica.

Addirittura l'Inghilterra della common law filo-americana resta indietro e sembra non accorgersi di un mercato che, dalle difficili ed a questo punto ancora "stregonesche" previsioni, nel 2010 dovrebbe essere di più di un miliardo di Dollari US annuali e che ha implicazioni soprattutto mediche sconvolgenti: il principe Carlo d'Inghilterra guida una lobby verde che vuole fermare la nanotecnologia, correndo su un binario parallelo a quello che vorrebbe bandire gli OGM e lasciare che la fame nel mondo dilaghi tranquillamente, additando piuttosto gli sprechi dei ricchi che facendo qualcosa per aumentare la produzione dei poveri, e dimenticando che il più antico prodotto di ingegneria genetica che tutti amiamo, le albicocche (innesto di pesco e mandorlo) non ha mai fatto male ad anima viva.

La mentalità del nostro vecchio continente è ancora quella di etichettare ogni scienza coi parametri del buono e del cattivo, senza la sensibilità di comprendere che ogni scienza è neutra in quanto tale, e diviene pericolosa in base alla sua applicazione. Ed ora, con Bush nuovamente in prima linea, ci si propone nascostamente un nuovo macrotema che sarà, prima o poi, tanto problematico quanto l'ingegneria genetica della clonazione e delle provette umane, tra dubbi sui brevetti, sulla privacy e chi più ne ha più ne metta. Introvigne conclude il suo articolo del primo febbraio su il Giornale così: «restare alla finestra in nome di un ecologismo arcaico significa condannarsi, in nome dell'anti-americanismo, ad aumentare la distanza tecnologica che ci separa dall'America». Noi non possiamo che dargli ragione ed augurarci che qualcosa cambi.

Cosa sono le nanotecnologie

I termini nanoscienze e nanotecnologie indicano la capacità di studiare, assemblare, manipolare e caratterizzare la materia a livello di dimensioni comprese tra 100 ed 1 nanometri. Ciò significa operare a livello molecolare dal momento che 1 nanometro (nm) è un milionesimo di millimetro e corrisponde all'incirca a 10 volte la grandezza dell'atomo dell'idrogeno. Le dimensioni di una piccola molecola sono intorno ad 1 nm e quelle di una proteina intorno a 10 nm. Sono il punto di incontro di discipline diverse che vanno dalla fisica quantistica alla chimica supramolecolare, dalla scienza dei materiali alla biologia molecolare, la cui applicazione è assai meno sviluppata della teoria, per diverse difficoltà nella creazione ed utilizzazione di materiali, dispositivi e sistemi con dimensioni di tale livello, che si basano su principi radicalmente opposti rispetto ai loro fratelloni "macro". L'approccio è necessariamente multidisciplinare, essendo richiesto un insieme di tecnologie piuttosto che un'area specifica ingegneristica o scientifica.

Per quanto riguarda il merito della questione, cioè gli approcci che in pratica vengono studiati e portati avanti ad oggi in questo campo nanometrico, ci sono principalmente due filoni distinti ed essenzialmente differenti: il cosiddetto top down ed il bottom up. La prima strada, il top down è la riduzione con metodi fisici delle dimensioni delle strutture più piccole verso livelli nano. E' più semplice dal punto di vista realizzativo ed è quindi quella che già oggi porta ad esempi immediati come la litografia a raggio elettronico (propria della microelettronica). La seconda strada è, invece, la cosiddetta bottom up: partendo da piccoli componenti, singole molecole (building blocks), se ne controlla ed indirizza l'assemblaggio in nanostrutture sia di tipo inorganico che organico/biologico. Le similarità maggiori sono qui col mondo della biologia ed i problemi realizzativi sono più complessi, ma è il percorso che la comunità scientifica sa di dover percorrere per le realizzazioni più rivoluzionarie ed ambiziose.

I campi di applicazione

E' nelle possibilità della nanotecnologia che sta l'aspetto più rivoluzionario, perché la portata è di quelle che investono ed influiscono praticamente tutti i settori produttivi:

> lo sviluppo e l'applicazione di materiali nuovi o migliorati (per i trasporti, tecnologie dell'informazione, le telecomunicazioni);
> prodotti chimici nuovi o migliorati (per es. nuovi catalizzatori);
> lo sviluppo di nuovi farmaci e di nuovi sistemi/dispositivi di cura;
> applicazioni per l'ambiente (stoccaggio e produzione) e l'energia;
> la messa a punto di nuovi prodotti cosmetici e per l'industria alimentare;
> lo sviluppo di prodotti per il settore della difesa e quello aerospaziale.

Sono già attualmente in uso nanopolveri con proprietà anti UV per creme solari e polveri nanostrutturate per coatings o vernici; hard disks con superfici nanostrutturate per registrazione dati ad altissima densità. E' già possibile concentrare i principi attivi di un antibiotico in particelle infinitesimali da inalare evitando la gran parte dei consueti effetti collaterali. Pare siano stati anche provati al prestigioso MIT (in cui è stato sviluppato un Istituto di Nanotecnologia Militare) prototipi di "polvere intelligente": granellini che sfuggono a qualsiasi rivelatore, ciascuno dei quali è una vera e propria telecamera, che aprirebbero una nuova epoca per la sicurezza e lo spionaggio. Altri prodotti sono attesi in tempi piuttosto ravvicinati come certi dispositivi fotonici per telecomunicazioni, superfici autopulenti, sistemi diagnostici basati sul principio lab-on-chip, nanocompositi.

Infine, con un orizzonte temporale un po' più lungo, ma comunque entro i prossimi 6-7 anni, sono attesi sistemi avanzati per la somministrazione di farmaci, protesi mediche più resistenti e con migliorata biocompatibilità, polimeri conduttori, migliori sistemi di produzione e stoccaggio dell'energia. E poi solo il futuro può dire quando e quanto si potrà entrare in un corpo con fibre e dischi di diametri molto più piccoli di un millimetro, dunque non invasivi, per la trasmissioni di immagini di diagnosi, o per il rilascio di medicinali esattamente ed unicamente nel punto dove il medico sa di dover colpire. Oppure poter inviare fax e fotocopie tridimensionali per la riproduzione di corpi solidi (eccezion fatta per gli organismi viventi).

La letteratura s'è già spinta più avanti, immaginando robot infinitamente piccoli ed in grado di auto-riprodursi come minaccia per il mondo come lo conosciamo. Ma nella realtà non parliamo dei "nanobot" del Micheal Crichton di Preda, piuttosto di un successo statunitense che faremmo bene a non lasciarci sfuggire di mano, per non essere del tutto tagliati fuori dal progresso e per non arrivare tardi su una riflessione, anche etico-morale, dalle dimensioni gigantesche e microscopiche al tempo stesso.

	Giovanni Vagnone