I rapidi progressi nel campo delle nanotecnologie metalliche stanno innescando una rivoluzione scientifica che probabilmente avrà un impatto su tutti i settori della società, secondo il professore di fisica Ventsislav Valev e il suo team presso l'Università di Bath nel Regno Unito.

La nanotecnologia metallica è un'area che consente a particelle microscopiche di metalli, come oro e argento, da manipolare con il calore e la luce. Le potenziali applicazioni sono vaste, che vanno dall'ottimizzazione del modo in cui raccogliamo l'energia rinnovabile alla revisione del nostro trattamento dei tumori cancerosi.

Scrivendo in Materiali ottici avanzati , Il team del prof. Valev esamina lo stato attuale della ricerca sulle nanotecnologie e discute le sue probabili applicazioni nel prossimo e medio futuro.

dottorato di ricerca Lo studente Lukas Ohnoutek vede la nanomedicina, una branca della medicina che utilizza la nanotecnologia per migliorare la diagnosi e il trattamento delle malattie, come un'area di ricerca particolarmente vivace. La somministrazione a comando di farmaci si è già dimostrata efficace in diversi studi sugli animali, lui dice. Utilizzando questa tecnologia, i medicinali incapsulati in nanomateriali vengono diretti in un sito specifico del corpo prima di rilasciare i loro principi attivi in ​​modo altamente controllato.

"È fondamentale aumentare l'efficacia dei farmaci e ridurre gli effetti collaterali, e questo è qualcosa che può essere ottenuto con la somministrazione di farmaci su comando, " ha detto il signor Ohnoutek. " Illuminando le nanoparticelle metalliche, è possibile controllare la posizione, tempo, e la quantità di farmaco rilasciata in un paziente".

La ricercatrice, la dott.ssa Kristina Rusimova, afferma che sono previsti notevoli miglioramenti nel trattamento del cancro, grazie sia alla somministrazione di farmaci su comando che alla terapia fototermica del cancro (PTT). PTT comporta l'iniezione di nanoparticelle nel corpo di un paziente, dove si accumulano nel tumore. Quando le particelle vengono poi sottoposte a radiazione, si riscaldano e distruggono il tumore con pochissimi danni ai tessuti circostanti. Nelle sperimentazioni sugli animali, i tumori avanzati sono completamente scomparsi dopo la terapia fototermica.

"Abbiamo esaminato gli studi sugli animali condotti sui topi, cani e gatti, " disse la dottoressa Rusimova. "In ogni caso, il trattamento sembrava riuscito, che è molto incoraggiante per il trattamento negli esseri umani. Sappiamo che le sperimentazioni sull'uomo sono state approvate e sono attualmente in corso, quindi siamo cautamente ottimisti".

Altre ricerche si concentrano sulla ricerca di soluzioni nanotecnologiche alle crisi climatiche. C'è speranza che il decadimento plasmonico non radiativo fornisca un nuovo metodo per migliorare le celle solari e per produrre combustibile a idrogeno direttamente dall'acqua. Questo processo è noto come "scissione dell'acqua". Il risultato sarà un carburante a basse emissioni di carbonio efficiente ed economico, particolarmente adatto per il riscaldamento di abitazioni e altri ambienti.

Altre applicazioni allettanti per la tecnologia delle nanoparticelle metalliche includono l'imaging biomedico avanzato, memorizzazione magnetica migliorata e nanorobotica, dove i robot sono fabbricati con componenti su scala nanometrica.

Il professor Valev ha dichiarato:"Ora si possono formare i più piccoli pezzi di metallo, tagliati e uniti con la luce. Questo ci consente di integrare la conoscenza dell'umanità sulla lavorazione dei metalli con la nostra comprensione dell'autoassemblaggio molecolare e della biotecnologia su scala nanometrica. Questo campo di ricerca offre alcune prospettive davvero sorprendenti per il futuro".

Queste prospettive si basano tutte sulla capacità delle nanoparticelle metalliche di raccogliere e controllare la luce su una scala di lunghezze d'onda inferiori.