I ricercatori marito e moglie Krishnan Venkatakrishnan e Bo Tan stanno dimostrando che le cose buone possono davvero arrivare in piccoli pacchetti, specialmente se il pacchetto misura un miliardesimo di metro. Tan è un professore di ingegneria aerospaziale mentre Venkatakrishnan è un professore di ingegneria meccanica e industriale. La coppia si è incontrata mentre completava gli studi di dottorato presso la Nanyang Technological University di Singapore, e oggi condividono un laboratorio - e co-supervisionano gli studenti - a Ryerson.

Rapporto personale a parte, perché collaborare con un professore di ingegneria meccanica quando la tua esperienza è in ingegneria aerospaziale? Tan spiega:"Il processo di costruzione di un aeroplano richiede molte discipline:fisica, ingegneria elettrica e ingegneria meccanica, per citarne solo alcuni. Più, [attraverso partenariati multidisciplinari], l'applicazione della mia ricerca può andare oltre l'industria aerospaziale."

Nel 2008, sia Tan che Venkatakrishnan hanno ricevuto gli Early Researcher Awards dal Ministero della Ricerca e dell'Innovazione dell'Ontario per il loro lavoro nella ricerca manifatturiera avanzata. In questi giorni, i ricercatori sono concentrati su minuscole entità chiamate nanostrutture. Queste configurazioni fabbricate di particelle, in scala da molecolare a microscopica, rappresentano un'area di studio relativamente nuova - così nuova in effetti, che le teorie sviluppate oggi potrebbero essere smentite solo tra cinque anni.

"I nostri interessi di ricerca si completano a vicenda, " dice Venkatakrishnan. "Mia moglie sta esplorando i principi fondamentali delle nanostrutture, mentre sto esaminando le loro applicazioni."

E ci sono molte tra cui scegliere. Per esempio, Venkatakrishnan e Tan hanno iniziato a studiare le nanostrutture all'interno della microelettronica. Più recentemente, anche se, i ricercatori hanno iniziato a sviluppare nanostrutture utilizzando una varietà di materiali.

Un esempio:la ricerca della coppia sulle nanostrutture a base di guscio d'uovo - co-autore con il candidato al dottorato di ricerca Ryerson Amirhossein Tavangar - è stata pubblicata il mese scorso sul Journal of Nanobiotechnology. Ma i gusci d'uovo non sono gli unici materiali in grado di supportare le nanostrutture; ossa e altri biomateriali naturali vengono studiati anche nel laboratorio di Venkatakrishnan e Tan.

Tipicamente, ceramiche fragili o polimeri rigidi vengono utilizzati in chirurgia per riparare rotture, ossa vecchie o danneggiate dal cancro. Nanostrutture incorporate all'interno di ossa reali, però, offrono una soluzione migliore e possono aiutare a "incollare" le ossa deteriorate o frammentate di nuovo insieme. Attraverso un processo biomedico chiamato impalcatura tissutale, un poroso, il materiale creato artificialmente viene utilizzato per simulare il tessuto reale e stimolare la nuova crescita ossea nel corpo, cosa che altri materiali da innesto sono limitati nella loro capacità di fare.

Venkatakrishnan e Tan stanno anche studiando come le nanostrutture possono migliorare l'efficienza dei pannelli a energia solare. Diminuendo la quantità di luce riflessa da un pannello solare, le nanostrutture consentiranno di convertire più energia solare in elettricità.

Finalmente, i ricercatori stanno esplorando l'uso delle nanostrutture nel monitoraggio della qualità dell'acqua. Agendo come sensori, le nanostrutture possono generare segnali per indicare la presenza di contaminanti nell'acqua potabile.

A quello scopo, Venkatakrishnan dice che studiare i molti potenziali usi delle nanostrutture non deve essere molto complicato. "Altri ricercatori stanno utilizzando processi complessi e attrezzature estremamente costose, ma nel nostro laboratorio, stiamo usando un concetto semplice e può essere applicato a molti materiali."