Immagina il matrimonio di metalli duri o semiconduttori con prodotti organici o biologici morbidi. Immagina lo strano, meravigliosa prole:materiali ibridi mai concepiti da Madre Natura.

Le applicazioni in medicina e produzione sono sbalorditive, afferma il biologo Steven Lenhert, il nuovo volto della facoltà di nanoscienza presso la Florida State University.

Che ne dici di un telefono cellulare dotato di un "lab on a chip" in grado di diagnosticare una malattia? Questo e molto altro sono possibilità reali, secondo Lenhert.

"La nanotecnologia sta già salvando vite, e sarà cruciale per la sostenibilità della vita come la conosciamo sulla Terra, " Egli ha detto.

Lenhert è l'autore principale di un documento innovativo pubblicato nell'edizione di aprile 2010 di Nanotecnologia della natura .

All'età di 32 anni, è riconosciuto a livello internazionale per il suo lavoro innovativo nel campo in evoluzione della bionanotecnologia - l'unione di biologia e nanotecnologia - e un processo correlato, Nanolitografia Dip-Pen (DPN), che usa un tagliente, dispositivo simile a una penna e "inchiostro" per "scrivere" modelli su scala nanometrica su superfici solide. Entrambi sono in grado di produrre materiali con un enorme potenziale non solo per applicazioni diagnostiche in ambito sanitario, ma anche praticamente per qualsiasi campo che utilizzi materiali, dall'ingegneria dei tessuti alla scoperta di farmaci alla fabbricazione di chip per computer.

In altre parole, è una tecnologia di grande portata su scala nanometrica. La nanotecnologia comprende oggetti che misurano solo 100 nanometri o meno in almeno una delle loro dimensioni. Un nanometro equivale a un miliardesimo di metro.

"Pensa a un nanometro come la lunghezza che un capello cresce in un secondo, " ha detto Lenhert.

Lo stato della Florida ha assunto Lenhert per migliorare ulteriormente il gruppo interdisciplinare di docenti che formano l'Integrative NanoScience Institute (INSI), una parte fondamentale dell'ambiziosa iniziativa Pathways of Excellence dell'università. Si prevede che il suo lavoro all'avanguardia in nanobiologia serva da complemento ideale alla scienza dei materiali e alla ricerca ingegneristica già in corso.

Insieme, intendono fare dell'istituto un centro di bionanotecnologia di livello mondiale.

In qualità di membro INSI, Lenhert collaborerà alla ricerca all'avanguardia dell'Istituto con illustri docenti di biologia cellulare e molecolare, chimica e biochimica, scienza dei materiali, ingegneria chimica e biomedica, e fisica.

Il documento pubblicato da lui e dai suoi collaboratori ("Lipid multilayer gratings") in Nanotecnologia della natura descrive una tecnica basata su DPN che ha ideato nelle sue precedenti istituzioni, Università tedesca di Muenster e Karlsruhe Institute of Technology. La tecnica ha promettenti applicazioni biologiche. Consente il rilevamento codificato a colori di varie molecole attraverso la diffrazione della luce e del sottile, strati di lipidi su scala nanometrica.

"Ci siamo ritrovati con una classe di materiale fondamentalmente nuova - in effetti, un biometamateriale, che è un biomateriale che non esiste in natura, " ha detto Lenhert.

"Funziona come un biosensore, che risponde alla presenza di un agente biologico combinando un elemento biologico sensibile con un dispositivo fisico, " ha detto. "Il nostro biosensore rende effettivamente il dispositivo fisico fuori dall'elemento biologico stesso.

"L'applicazione più vicina al mondo reale per questo materiale è nella diagnostica medica, " Ha detto Lenhert. "L'idea sarebbe quella di avere un portatile, chip economico e usa e getta che potrebbe consentire al tuo telefono cellulare di diagnosticare condizioni mediche che attualmente richiedono la visita di un medico e l'invio di campioni a un laboratorio. Questo concetto è noto come "laboratorio su un chip, ' e potrebbe analizzare, dire, sangue o urina. Un test di gravidanza a casa è un esempio simile che già funziona, ma altri tipi di test necessitano ancora di effettivi, laboratori avanzati."

Lenhert è un maestro di scacchi che gioca in modo competitivo, quando non è nel suo laboratorio. Nato a Salt Lake City, ha conseguito il dottorato nel 2004 presso l'Università di Muenster. Fino a poco tempo fa, stava conducendo un gruppo di ricerca sulle nanoscienze in Germania. Quindi, in una conferenza nel 2009, si imbatté in un volantino della Florida State sull'Integrated NanoScience Institute.

"Conteneva quella che consideravo la descrizione perfetta della mia motivazione scientifica, " disse Lenhert. "Ora, eccomi qui. La cosa più eccitante e impressionante per me è il modo in cui tutti i membri dell'INSI, da vari dipartimenti dell'FSU, improvvisamente ci si sente a casa insieme a causa della parola 'nanoscienza'.

"Come studente laureato ho avuto la fortuna di poter lavorare come ponte tra diversi dipartimenti, compresa la biologia, medicinale, chimica e fisica, " ha detto. "Mi sono reso conto che molte delle soluzioni a un particolare problema potrebbero già esistere solo dall'altra parte della strada. Ecco perché mi piace il cluster INSI a Florida State, perché si basa su questo principio».

"Steve Lenhert non è un biologo tradizionale:oggi si occupa della biologia di domani, " ha detto il professor Bryant Chase dell'FSU, presidente del dipartimento di scienze biologiche.

"La sua formazione in nanotecnologia e biologia gli consente di rispondere a domande biologiche attraverso nuovi esperimenti che non avrebbero potuto essere eseguiti prima, " Chase ha detto. "Sta progettando nuovi
strumenti con applicazioni senza precedenti nella scienza e nella medicina. Partecipa inoltre ad un'iniziativa denominata 'NanoProfessor, ' che insegna ai docenti come rendere la nanoscienza più accessibile e coinvolgente per gli studenti universitari. Steve è un 'prodigio'".