Nanomateriali replicano la struttura 3D del DNA: sono solidi e super resistenti

Svolta nel campo dei nanomateriali: ricercatori statunitensi usano il silicio per replicare la struttura del DNA in 3D, creando un materiale solido adatto a condizioni estreme e dai costi di produzioni abbordabili.

Nanomateriali super resistenti
Nanomateriali super resistenti che replicano la struttura del DNA (image from pixabay.com)

Un nanomateriale solido e capace di resistere a condizioni estreme come vuoto, alte temperature, alta pressione e alte quantità di radiazioni. È stato concepito dai ricercatori della Columbia University di New York in collaborazione con il Centro per i Nanomateriali Funzionali della Brookhaven National Laboratory. Si tratta di un nanomateriale che replica in versione inorganica la struttura del DNA ma, a differenza di quest’ultima che è in forma liquida o al limite flessibile, è disponibile allo stato solido.

Il risultato è stato raggiunto utilizzando il silicio, che garantisce fedeltà alla struttura del DNA e dona una forte stabilità ai suoi legami, determinando lo stato solido e la grande resistenza del materiale. A guidare la squadra di ricercatori è il professor Oleg Gang, ordinario di Ingegneria Chimica, Fisica Applicata  e Scienza dei Materiali presso lo stesso ateneo newyorkese: “La struttura del DNA è una piattaforma ideale per questo tipo di replica, perché è altamente programmabile. Nel nostro studio abbiamo provato che possiamo costruire un’architettura 3D in nanoscala che può essere convertita in un materiale totalmente inorganico, per esempio un superconduttore”. Per nanoscala si intende una dimensione dalle 1000 alle 10 mila volte più piccola rispetto alla sezione di un capello umano.

Nanomateriali super resistenti e super fattibili a partire da subito

Nanomateriali, processore
La penuria dei semiconduttori tiene in scacco il mercato tecnologico (Image by Pok Rie on Pexels)

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Il processo può utilizzare una vasta gamma di nanoparticelle ed è programmabile tramite le interazioni di Watson-Crick, dal nome dei due scienziati che hanno scoperto la struttura a doppia elica del DNA nel 1953. Non solo: il materiale-replica è chimicamente stabile, può essere modificato a seconda dello scopo, richiede tecnologie già esistenti e costi sostenibili. “L’integrazione di vecchie e nuove tecniche di nanofabbricazione –  ha aggiunto Gang – significa che possiamo fare passi avanti in diversi campi, dalla meccanica alla fotonica, passando per l’elettronica e la superconduttività. I materiali così ottenuti sono così resistenti che potrebbero volare nello spazio“.

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In altre parole, è possibile creare dei nanomateriali super resistenti che abbiano le caratteristiche necessarie a moltissimi campi di applicazione, incluso ovviamente il settore hi-tech. Si pensi ai conduttori e semiconduttori, la cui carenza a livello globale sta mettendo in crisi la produzione di smartphone, computer e consolle per videogiochi. Le ricerche del professor Gang e del suo gruppo possono essere sfruttate da subito tramite gli esistenti metodi di nanofabbricazione: “Possiamo realizzare dei nano-oggetti in una provetta e senza bisogno di strumentazione costosa”.