I nanotubi di carbonio (e le nanoscienze, in generale) stanno entrando nelle nostre vite e, dato che le nanoscienze rappresentano un campo di ricerca piuttosto fecondo, sono destinati a ricoprire un ruolo sempre più importante tra i materiali con i quali verremo a contatto quotidianamente nei prossimi anni.

Ottenuti grazie ad una particolare proprietà degli atomi di carbonio, che li porta a disporsi secondo particolari geometrie (e, attraverso specifici processi, a raggiungere la configurazione tubolare), i nanotubi, la cui scoperta è generalmente attribuita al ricercatore industriale giapponese Sumio Iijima, sarebbero in realtà già stati analizzati da ricercatori russi negli anni ’50 e, successivamente, nella descrizione dei fullereni (le strutture di atomi sferiche da cui poi si ottengono i nanotubi) proposta dal chimico statunitense Smalley nel 1985.

Ma cosa rende interessanti queste strutture estremamente piccole (il termine “nano” è associato a fenomeni e strutture di dimensioni molto ridotte, riconducibili ad un milionesimo di millimetro)?

I nanotubi hanno mostrato, nel corso degli anni, di essere adatti a molteplici applicazioni, grazie alla loro elevata durezza (paragonabile a quella del diamante), alle loro proprietà elettriche (possono fungere sia da conduttori, come il rame, che da semiconduttori, come il silicio utilizzato per i nostri computer) e, ovviamente, alle loro caratteristiche strutturali.

Le caratteristiche elettriche dei nanotubi hanno permesso, ad esempio, di studiare le loro possibili applicazioni nel campo dell’elettronica, laddove potrebbero spodestare in pochi anni, un materiale fondamentale come il silicio, tanto importante da aver dato il nome al più importante polo di industrie elettroniche al mondo (la celeberrima “Silicon Valley”).
I nanotubi garantiscono prestazioni migliori rispetto al silicio, soprattutto nei transistor sempre più ridotti che le aziende stanno progettando, sia per ciò che riguarda le emissioni termiche e sia nel controllo dell’energia elettrica.

Al contempo, però, esistono delle problematiche che ci tengono ancora lontani dal possedere un “supercomputer” con chip in nanotubi; esistono infatti problemi dati sia dal mancato allineamento di frazioni molto piccole di nanotubi (frazioni comunque rilevanti nel campo dell’elettronica) che dalla tendenza di alcuni di questi a comportarsi come conduttori invece che come semiconduttori (elemento che ovviamente non permette di controllare a pieno il passaggio di corrente)

La soluzione di questi problemi non sembra però molto lontana, tanto che alcuni centri di ricerca importanti, come ad esempio quello della IBM, sembrano giunti all’elaborazione di processi tali da permettere un funzionamento corretto ai circuiti, attraverso l’eliminazione dei nanotubi fallaci o la riprogettazione delle caratteristiche degli stessi circuiti;

Se da una parte si aprono scenari interessanti, fatti di computer sempre più efficienti, dall’altra i nanotubi potrebbero entrare in gioco anche in settori molto delicati, come quello della medicina.
Negli Stati Uniti, ad esempio, un’equipe composta da studiosi provenienti dalla Harvard Medical School e dal MIT di Boston ha realizzato dei dispositivi in nanotubi capaci di rilevare la presenza di cellule tumorali circolanti nel sangue; questi mezzi forniscono ai medici la possibilità, non certo trascurabile, di rilevare in anticipo il processo di metastatizzazione, così come la presenza di virus tra i più pericolosi per l’uomo.

Anche in Italia la ricerca sulle applicazioni biomediche sta conoscendo importanti sviluppi, specie in campo oncologico; la squadra di ricercatori diretta dalla Dott.ssa Albini del MultiMedica Castellanza, ha scoperto negli anni scorsi le interazioni tra nanoparticelle e cellule endoteliali, che costituiscono la componente interna dei vasi sanguigni.
Questo ha aperto interessanti scenari riguardanti l’uso dei nanotubi in ambito oncologico, specie per la somministrazione dei farmaci, dato che il loro utilizzo sembra garantire una migliore penetrazione delle sostanze nelle cellule e, al contempo, una riduzione della tossicità delle stesse.

I ricercatori italiani hanno comunque fatto presente che, un po’ come per i computer, anche in questo ambito i nanotubi potrebbero presentare delle problematiche; alcuni studi effettuati sui topi, infatti, hanno mostrato come molti nanomateriali hanno la tendenza ad accumularsi in organi quali milza e fegato.
Esistono comunque pubblicazioni che avversano questa tesi; la Stanford University ha condotto uno studio in materia, valutando l’accumulo delle nanoparticelle negli organi vitali.
Nelle conclusioni, viene esclusa l’ipotesi di accumuli dannosi di questi materiali, smaltiti dal corpo come normali sostanze di scarto.

Alessandro Mercuri