Una scoperta che permetterà di vedere al di sotto di strutture nanoscopiche, come ecoscandagli che scrutano il mare sotto la superficie. Con ricadute interessanti per la produzione di circuiti elettrici ma anche nel campo biomedico. Stiamo parlando dei nuovi traguardi nel campo delle nanonostrutture perseguiti dal laboratorio di Spettroscopia ottica della facoltà di Scienze matematiche, fisiche e naturali che ha sede a Brescia.

Il team di ricerca guidato dal fisico Francesco Banfi, del dipartimento di Matematica e Fisica, è riuscito a generare onde acustiche molto corte, determinando la possibilità di vedere strutture di circuiti elettrici nanoscopici posti al di sotto di una superficie e mostrare l’immagine di cellule o bio-oggetti estremamente piccoli grazie a una nano-ecografia. Tutto questo grazie alla teoria formulata nel laboratorio di via Musei che permette di prevedere le dinamiche di onde meccaniche ad alta frequenza sulla superficie di nano-oggetti.

Per spiegare meglio di cosa si tratta, il professor Banfi propone un’analogia con il sonar. «Le navi usano gli ecoscandagli per individuare oggetti sotto la superficie del mare, lanciando onde acustiche e, osservando le riflessioni di queste, riescono a determinare se c'è un oggetto o meno sotto la superficie. La nostra ricerca permette di estendere una simile idea al nano-mondo al fine di determinare la presenza e le proprietà meccaniche di nano-oggetti posti in prossimità o sotto la superficie di un solido».

Lo studio, realizzato con il finanziamento di un Prin (Progetto di ricerca innovativa di interesse nazionale) di cui fanno parte anche l’Università di Trieste e le facoltà di Medicina e Ingegneria di Brescia, nasce in collaborazione con l’Università del Colorado dove sta svolgendo il post doc Damiano Nardi dopo aver terminato il dottorato in Cattolica.

I fisici hanno elaborato la teoria ed effettuato la validazione sperimentale in laboratorio su un sistema semplice. Ma, in concreto, quali potranno essere i risvolti di questo risultato? «Questa ricerca – spiega il professor Banfi - permetterà di individuare circuiti elettronici danneggiati prima che escano dalla linea di produzione industriale. Sviluppando la tecnica e la teoria messa a punto sarà infatti possibile visualizzare eventuali difetti presenti nei circuiti elettronici di cui sono composti tutti i dispositivi elettronici di uso corrente. I circuiti elettronici odierni sono costituiti da piste metalliche poste l’una sopra l’altra: possiamo immaginarli molto simili alle autostrade a più livelli degli Stati Uniti. La tecnica messa a punto permetterà di individuare i difetti - buche o dissestamenti - su queste strade attraverso dei nano sonar». I circuiti cui si fa riferimento sono presenti in tutti i prodotti tecnologici dai computers, ai cellulari, ragion per cui l’impatto economico derivante dal riuscire a scartare i circuiti difettosi prima che entrino in commercio è potenzialmente enorme. Questo per quanto riguarda l’industria. Il secondo passo sarà il campo biomedico. Questa ricerca apre la strada alla possibilità di fare ecografie di cellule o nano oggetti biologici di piccolissime dimensioni depositati su un substrato, quale un vetrino per microscopia, per individuarne la morfologia ed eventuali malformazioni.

L’indagine, a cui hanno partecipato anche Gabriele Ferrini, Fulvio Parmigiani e Marco Travagliati, laureato in Cattolica con il professor Banfi e ora dottorando in Biofisica Molecolare alla Scuola Normale di Pisa, è stata pubblicata su"Nano Letters", una prestigiosa rivista mensile americana dedicata a tutto ciò che è “nano” nel campo della fisica, chimica, medicina e biologia.

Fig. 3 - Alta risoluzione [jpg] ( KB)

Fig. 2 - Alta risoluzione [jpg] ( KB)

Fig. 1 - Alta Risoluzione [jpg] ( KB)