Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Nanotechnology” riporta la creazione di gruppi di nanosonde abbastanza piccole da poter registrare il lavoro interno di cellule cardiache e neuroni primari. Un team di ricercatori delle Università del Surrey e di Harvard hanno prodotto nanosonde composte da transistor a effetto di campo basati su nanofili a forma di U. La possibilità di misurare segnali intracellulari offre nuove possibilità in campo medico ma anche di sviluppi tecnologici legati a interfacce uomo-macchina.
Apparecchiature usate per mappare l’attività elettrica delle cellule come ad esempio quelle cerebrali stanno diventando sempre più sofisticati ma rimangono i problemi delle dimensioni e della possibile invasibilità dell’operazione. Sono stati fatti anche progressi nel collegamento tra nervi e apparecchiature elettroniche come possono essere arti bionici per poterli comandare direttamente con la mente ma siamo appena agli inizi.
In molti casi la soluzione ideale sarebbe avere sonde microscopiche in grado di fornire mappature e connessioni migliori di qualsiasi apparecchiatura macroscopica. Ora un team di ricercatori dell’Advanced Technology Institute (ATI) dell’Università del Surrey e dell’Università di Harvard ha annunciato la produzione di nanosonde di quel tipo.
Charles Lieber, un pioniere delle nanotecnologie di Harvard, sta lavorando alla creazione di nanosonde utilizzabili per applicazioni pratica da parecchi anni. Ci sono diverse possibilità di sviluppo come una macchina a stati finiti nanoelettronica (nanoelectronic finite-state machine o nanoFSM) composto da centinaia di transistor a nanofili descritta in un articolo pubblicato nel gennaio 2014 sulla rivista “Proceedings of the National Academy of Sciences”.
Il problema era produrre i singoli transistor microscopici, non certo semplice dovendo avere a che fare con nanofili. I transistor a effetto di campo, in inglese field-effect transistor (FET), sono stati inventati quasi un secolo fa e sono diffusissimi nel campo dell’elettronica ma ridurli a dimensioni microscopiche è tutt’altro che facile. Charles Lieber e il suo team hanno sperimentato diverse soluzioni riguardanti la curva del nanofilo, che in origine era a forma di V, testando varie curve a forma di U. È risultato che la forma ottimale è con una “punta” stretta e un transistor piccolo.
Uno dei grandi problemi in queste ricerche avanzate è nel passaggio dal laboratorio alla produzione in massa. Anche in questo caso la produzione delle nanosonde presentava problemi, al punto che nel commento al nuovo annuncio la produzione con la tecnica originale il risultato è stato descritto come un piatto di spaghetti invisibili. I ricercatori perfezionato la tecnica di produzione per ottenere nanosonde separate che produce centinaia di nanofili a forma di U nello stesso tempo che in passato impiegavano a produrne solo un paio dato che ora sono ben allineati e facili da controllare.
Yunlong Zhao dell’ATI, uno degli autori dello studio, ha spiegato che quelle nanosonde posono costituire strumenti potenti per misurare segnali intracellulari senza danneggiare le cellule. Oggi esiste la tecnica del patch clamp ma è dannosa per le cellule, nel futuro prossimo potrebbe essere superata da queste nanosonde.
Le prospettive sono interessanti, resta da vedere se i progressi compiuti sono sufficienti per applicazioni pratiche fuori dal laboratorio. Per Charles Lieber quelle più intriganti riguardano le interfacce uomo-macchina. Anche in questo caso le applicazioni sono tutte da valutare ma i cyborg potrebbero essere più vicini alla realtà.
