I nanomateriali intelligenti che rispondono a uno stimolo esterno sono una nuova generazione di materiali che potrebbero scuotere quasi ogni area della scienza, dalla sanità all'industria pesante. Un gruppo di ricerca guidato dalla King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), Arabia Saudita, ha escogitato un nuovo modo per realizzare nanofili sensibili al campo magnetico le cui proprietà possono essere adattate per un compito specifico semplicemente regolando la durata della cottura in forno.
I nanofili intelligenti sono facili ed economici da realizzare, ha affermato Jürgen Kosel del Sensing Magnetism and Microsystems Group dell'Università e che ha anche guidato la ricerca. Il team ha creato un modello poroso di ossido di alluminio e ha utilizzato una corrente elettrica per attirare il ferro nei pori, formare nanofili. Regolando le condizioni, il team potrebbe formare nanofili di ferro a cristallo singolo lunghi un micrometro o nanofili di ferro policristallino lunghi 15 micrometri.
Questi nanofili policristallini hanno un grande potenziale come strumento di ricerca biomedica, ha osservato Kosel. Dopo aver liberato i fili dalla dima, i ricercatori hanno cotto i nanofili a 150 °C, una temperatura che ossida l'esterno del nanofilo per formare un guscio di ossido di ferro biocompatibile. Più a lungo vengono cotti i nanofili, più spesso è il guscio e più bassa è la loro rimanenza, il magnetismo residuo che i nanofili trattengono dopo l'applicazione e la rimozione di un campo magnetico esterno.
La bassa rimanenza li rende perfetti per la separazione cellulare, in cui le particelle magnetiche vengono utilizzate per estrarre determinate cellule da una miscela, disse Kosel. Se le particelle hanno mantenuto un elevato magnetismo residuo, si ammassano insieme invece di disperdersi tra le cellule bersaglio.
"Ancora, dovrebbero avere un'elevata magnetizzazione quando viene applicato un campo magnetico, " ha osservato. "Questo è esattamente ciò che forniscono quei nanofili".
I nanofili di ferro a cristallo singolo si comportano diversamente. Per quanto tempo siano cotti al forno, formano solo un sottile guscio di ossido di ferro e mantengono un forte magnetismo residuo. Questo robusto comportamento magnetico li rende adatti ad applicazioni industriali ad alta temperatura, disse Kosel. "Nei pozzi, le sfere magnetiche vengono utilizzate per rilevare l'efficienza dei pozzi. I nostri nanofili possono sopravvivere a temperature più elevate e fornire una firma magnetica più forte, " Ha aggiunto.
Il prossimo passo del team sarà personalizzare i nanofili per curare il cancro, sintonizzandoli per riscaldare e uccidere selettivamente le cellule tumorali quando viene applicato un campo magnetico. I sensori basati su nanowire sono un'altra strada di ricerca. "La capacità di mettere a punto le proprietà dei nanofili è la scoperta più importante del nostro lavoro, " Ha detto Kosel. "Consente la fabbricazione economica di un tipo di nanofilo e la personalizzazione per molte applicazioni semplicemente mettendolo in un forno".
