Durante il Medioevo, i filosofi hanno tentato di trasmutare i materiali di base in oro in un processo chiamato alchimia. Mentre i loro sforzi si sono rivelati infruttuosi, l'alchimia della pseudoscienza ha aperto la strada alla vera scienza della chimica. Attraverso la chimica, abbiamo imparato di più sul mondo che ci circonda, compreso il fatto che tutta la materia è composta da atomi. I tipi di atomi e il modo in cui questi atomi si uniscono determinano le proprietà di una sostanza.
Nanotecnologia è una scienza multidisciplinare che esamina come possiamo manipolare la materia a livello molecolare e atomico. Per fare questo, dobbiamo lavorare su nanoscala -- una scala così piccola che non possiamo vederla con un microscopio ottico. Infatti, un nanometro è grande solo un miliardesimo di metro. Gli atomi sono ancora più piccoli. È difficile quantificare le dimensioni di un atomo:non tendono a mantenere una forma particolare. Ma in generale, un atomo tipico ha un diametro di circa un decimo di nanometro.
Ma la nanoscala è dove si trova. Questo perché è la scala delle molecole. Manipolando le molecole, possiamo fare tutti i tipi di materiali interessanti. Ma come gli antichi alchimisti, non faremmo molti progressi nella creazione dell'oro. Questo perché l'oro è una base elemento - non puoi scomporlo in una forma più semplice.
Potremmo fare altre sostanze interessanti, anche se. Manipolando le molecole per formare forme particolari, possiamo costruire materiali con proprietà sorprendenti. Un esempio è un nanotubo di carbonio. Per creare un nanotubo di carbonio, inizi con un foglio di molecole di grafite, che arrotoli in un tubo. L'orientamento delle molecole determina le proprietà del nanotubo. Per esempio, potresti finire con un conduttore o un semiconduttore. Rotolato nel modo giusto, il nanotubo di carbonio sarà centinaia di volte più resistente dell'acciaio ma solo un sesto del peso [fonte:NASA].
Questo è solo un aspetto della nanotecnologia. Un altro è che i materiali non sono gli stessi su scala nanometrica come lo sono su scale più grandi. I ricercatori del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti hanno scoperto nel 2005 che l'oro brilla in modo diverso su scala nanometrica rispetto alla massa. Hanno anche notato che i materiali possiedono diverse proprietà di magnetismo e temperatura su scala nanometrica [fonte:Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti].
Poiché la scienza si occupa dei mattoni fondamentali della materia, ci sono innumerevoli applicazioni. Alcuni sembrano quasi banali:le nanoparticelle di ossido di zinco nella crema solare ti consentono di diffondere una lozione trasparente sulla pelle e di rimanere protetto. Altri sembrano fantascienza:i medici stanno tentando di utilizzare gli involucri proteici dei virus per fornire piccole quantità di farmaci per curare il cancro. Man mano che impariamo di più su come funzionano le molecole e su come manipolarle, cambieremo il mondo. Le più grandi rivelazioni verranno dalla più piccola delle fonti.
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