Il termine nanotecnologia indica un settore delle scienze applicate, grazie al quale, in anni recenti, è stato possibile spingersi a manipolare la materia fino ad un livello estremamente fine, realizzando materiali, prodotti, dispositivi caratterizzati da proprietà nuove e inusuali.

Gli atomi: dall’intuizione alla scoperta e all’osservazione

Che la materia fosse tutta costituita da particelle piccolissime lo sospettavano già gli antichi Greci. Ma gli indizi, e poi le prove, di una reale esistenza degli atomi sono arrivate soltanto tra il XIX e il XX secolo. Per riuscire a “vedere” questi corpuscoli, abbiamo dovuto aspettare l’invenzione recente (1981) del microscopio a scansione a effetto tunnel (indicato con la sigla STM). Gli atomi, infatti, non sono solo molto piccoli, ma straordinariamente piccoli: un atomo è dieci milioni di volte più minuscolo della capocchia di uno spillo. Sono dimensioni che vengono misurate utilizzando un sottomultiplo del metro: il nanométro, dove il prefisso “nano” (che viene dal greco e significa “di singolare piccolezza”) sta per “un miliardesimo”, proprio come “milli” sta per “un millesimo” e “kilo” per “mille volte”. Ad esempio, un atomo di idrogeno ha dimensioni dell’ordine degli 0,1 nanometri, quindi un nanometro (che si scrive più brevemente “1 nm”) è la lunghezza di dieci atomi di idrogeno messi in fila. Dall’osservazione degli atomi si è passati, poi, alla loro manipolazione. Col progredire delle conoscenze sul mondo atomico e subatomico, era inevitabile che a qualcuno venisse, prima o poi, l’idea di manipolare i mattoni fondamentali della materia, proprio come si fa con i mattoncini del Lego: disponendoli uno per uno nella realizzazione di strutture progettate a tavolino.

Richard Feynman (1918-1988)

Le nanotecnologie sono nate prima di tutto nella mente e nelle idee di Richard Feynman, che nel 1959 tenne una leggendaria conferenza dal titolo “C’è un sacco di spazio laggiù”, in cui introdusse l’ipotesi che dal mondo dell’ultra-piccolo sarebbero potuti arrivare grandi cambiamenti a livello macroscopico. Questa idea, che sembrava allora strana e utopistica, sta ormai diventando realtà.

Il profeta della nanotecnologia

Nel 1959 il fisico americano Richard Feynman (poi vincitore nel 1965 del Premio Nobel) indicò la strada, profetizzando scenari che oggi sono in parte divenuti realtà. All’epoca Feynman si dimenticò completamente di attribuire un nome alla tecnologia futuribile da lui auspicata e descritta. Ci pensò, quindici anni dopo, un ingegnere giapponese, Norio Taniguchi: fu lui il primo a usare il termine nanotecnologia, riferendolo a uno sviluppo della meccanica di precisione, quando questa fosse divenuta capace di lavorare con tolleranze dell’ordine del nanometro. Oggi la nanotecnologia è una realtà che punta a sviluppare nuovi sistemi (materiali, dispositivi, ecc.) progettandone direttamente la nanostruttura. Ciò apre la strada alla produzione di dispositivi estremamente miniaturizzati (con dimensioni massime dell’ordine di 100 nm) e di materiali innovativi, poiché, operando su scala nanometrica, è possibile modificare profondamente le caratteristiche macroscopiche e microscopiche dei materiali.