Hai mai buttato nel fuoco, anche se non avresti dovuto, un pacchetto vuoto di patatine? Il risultato è sorprendente:la plastica si accartoccia e si piega su se stessa, fino a che non si trasformerà in una piccola pallina accartocciata e annerita. Questo fenomeno è spiegato dalla tendenza dei materiali a riprendere le loro caratteristiche originarie in presenza del giusto stimolo. Quindi, questo di solito accade quando si riscaldano materiali che sono stati originariamente modellati ad alte temperature e successivamente raffreddati.

I ricercatori dell'EPFL si sono resi conto che questo fenomeno si verificava in tubi di quarzo ultrasottili (tubi capillari) sotto il raggio di un microscopio elettronico a scansione. "Questo non è lo scopo del microscopio originale. L'aumento della temperatura è spiegato da un accumulo di elettroni nel vetro. Gli elettroni si accumulano perché il vetro è un materiale non conduttivo". spiega Lorentz Steinbock, ricercatore presso il Laboratorio di Biologia Nanoscala e coautore di un articolo su questo argomento pubblicato su Nano lettere .

Mentre il vetro si restringe, può essere visto dal vivo sullo schermo del microscopio. "È come un soffiatore di vetro. Grazie alle possibilità offerte dal nuovo microscopio del Centro di micronanotecnologia (MIC) dell'EPFL, l'operatore può regolare la tensione del microscopio e l'intensità del campo elettrico osservando la reazione del tubo. Così, la persona che utilizza il microscopio può controllare in modo molto preciso la forma che vuole dare al vetro", dice Aleksandra Radenovic, professore associato di ruolo responsabile del laboratorio.

Al termine di questo processo, le estremità del tubo capillare sono perfettamente controllabili in diametro, che vanno da 200 nanometri a completamente chiuso. Gli scienziati hanno testato i loro tubi snelliti in un esperimento volto a rilevare i segmenti di DNA in un campione. Il campione di prova è stato spostato da un contenitore all'altro su un chip microfluidico. Ogni volta che una molecola attraversava il "canale" che collegava i contenitori, è stata misurata la variazione della corrente ionica. Come previsto, il team dell'EPFL ha ottenuto risultati più accurati con un tubo ridotto alla dimensione di 11 nm rispetto ai modelli standard di mercato. "Utilizzando un tubo capillare che costa solo pochi centesimi, in cinque minuti siamo in grado di realizzare un dispositivo in grado di sostituire i "nano-canali" venduti per centinaia di dollari!" spiega Aleksandra Radenovic.

Questi nano-riempitivi hanno un potenziale che va oltre l'uso in laboratorio. "Possiamo immaginare applicazioni industriali in stampanti di altissima precisione, così come opportunità in chirurgia, dove micropipette di questo tipo potrebbero essere utilizzate su scala cellulare", dice il ricercatore.

Per ora, il metodo per la produzione di tubi nano-capillari è manuale, il passaggio a una scala industriale richiederà del tempo. Però, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare il concetto alla base della loro scoperta e hanno registrato un brevetto. Perciò, la strada è già asfaltata.