Lo Specchio giugno 2007
Il nanomondo ci salverà
di P.B.

Vetri e muri che si autopuliscono da polvere e smog. Camicie sempre
impeccabili, fresche come se fossero appena uscite dalla lavatrice. 
Odori di frittura, fumo di sigaretta e scarichi di auto neutralizzati. 
Inquinanti pericolosi come ossidi di azoto e anidride solforosa 
eliminati dall'aria che respiriamo in città. Ma anche cosmetici che 
cancellano le rughe come uno stucco miracoloso: finalmente un lifting 
senza bisturi. Sono le prime applicazioni delle nanotecnologie già 
entrate nella vita quotidiana. Per adesso circolano soltanto negli 
ambienti più sensibili alle ultime novità della ricerca scientifica, 
ma ormai sono mature per arrivare al grande pubblico.
ABRACADABRA... LA MAGIA DELLA FOTOCATALISI
Le nanotecnologie vivono nella dimensione del nanometro, cioè del 
miliardesimo di metro o, se preferite, del milionesimo di millimetro, 
un centomillesimo di un capello. Difficile da immaginare. Diciamo 
allora che il punto alla fine di questa frase è largo milioni di 
nanometri. Questa è la scala degli atomi e delle molecole. In una goccia 
che cade dal rubinetto ci sono tante molecole di acqua che potremmo 
darne 200 miliardi a ogni abitante della Terra. Sì, le molecole sono 
davvero molto piccole. Eppure i nanotecnologi hanno imparato a 
manipolarle, a metterle insieme e a usarle come se fossero minuscole 
macchine. 
Qual è il segreto del loro funzionamento? Nel caso dei muri autolavanti, 
delle camicie anti-sudore e dei nuovi prodotti per ripulire l'aria ed 
eliminare i batteri, le parole magiche sono biossido di titanio e 
fotocatalisi. Il biossido di titanio è una polvere molecolare finissima, 
formata da un atomo di tiranio legato a due atomi di ossigeno: una 
nanostruttura semplice, dal diametro di 8 milionesimi di millimetro, che 
l'industria giapponese riesce già a esportare in quantità commerciali. La 
fotocatalisi è una reazione chimica accelerata dalla luce: sotto l'azione 
della radiazione solare, e più precisamente dei raggi ultravioletti, gli 
elettroni nell'orbita esterna del biossido di titanio si liberano, e 
così permettono all'ossigeno di reagire con sostanze organiche di ogni 
genere trasformandole in molecole innocue: acqua e anidride carbonica 
(quest'ultima è un gas a effetto serra, ma le dosi in gioco nel nostro 
caso sono trascurabili rispetto alle quantità prodotte bruciando 
petrolio, carbone e metano).
Il meccanismo ricorda la fotosintesi che avviene nelle foglie delle 
piante. I fotoni - cioè le particelle di luce solare - spostano elettroni 
nella clorofilla permettendo alla pianta di sintetizzare zuccheri.
Nello stesso modo, i fotoni spostano elettroni nel biossido di titanio 
promuovendo reazioni chimiche che distruggono le molecole sgradite, si 
tratti di cattivi odori, smog o altri inquinanti. Il processo è a 
ciclo chiuso: gli elettroni vengono subito riacchiappati dal biossido di 
titanio, che così non si consuma e può rimanere attivo per anni.

LE «NANO.. SCONFIGGERANNO I CATTIVI ODORI 
Per l'edilizia si apre un'era nuova. Mescolato ad acqua e spruzzato su 
pareti di cemento, intonaco, mattoni o marmi, il biossido di titanio 
mantiene puliti questi e altri materiali da costruzione: il sole fa 
funzionare l'auto-lavaggio con grande efficienza. Addio imbianchini e 
imprese di pulizia. Negli interni - uffici, ristoranti, palestre, 
abitazioni - in un paio d'ore demolisce inquinanti come fumi di 
sigaretta, benzene, ammoniaca, il pestilenziale solfuro di idrogeno 
(l'odore di uova marce), la formaldeide (sostanza cancerogena). A 
innescare il processo basta la normale illuminazione, meglio se al neon 
perché contiene più raggi ultravioletti.
Straordinari sono i tessuti resi «intelligenti» grazie all'azione 
deodorante e antibatterica del biossido di titanio. Il sudore appena 
emesso non ha odore, ma poiché oltre al 70 per cento di acqua contiene 
anche zuccheri e sali minerali, è un buon terreno di coltura per batteri 
che abitano normalmente sulla nostra pelle, in mezzo ai tre milioni di 
ghiandole sudoripare: tanto che, sulla cute sudata, la loro  popolazione 
raggiunge rapidamente i sette milioni  per centimetro quadrato. E purtroppo 
gli acidi grassi prodotti dal metabolismo dei batteri sono tun'altro che 
inodori. La stoffa agevola la sudorazione e trattiene gli olezzi sgradevoli. 
Il biossido di titanio riesce ad accelerarlo sia smontandone le molecole 
sia eliminando i batteri.
L'industria tessile produce già stoffe nano-trattate per maggliette,  
abbigliamento intimo e sportivo, camici da ospedale, lenzuola, materassi. 
Ma possiamo rendere «intelligenti» anche capi normali nebulizzando su di 
essi il solito biossido di titanio nanostrutturato. Un esperimento fatto 
su camicie e giacche ha dimostrato che l'odore di sudore viene abbattuto 
dell'ottanta per cento anche sotto la luce artificiale che c'è di norma 
in un ufficio. E poiché il biossido di titanio lavora a ciclo chiuso 
azionato dai fotoni luminosi, dopo una settimana di uso, la camicia era 
praticamente come appena lavata. Il che non vuol essere un incoraggiamento a 
lavarsi e cambiarsi poco, tanto più che lo stesso test ha provato come il 
biossido nebulizzato su una camicia mantenga la sua efficacia anche dopo 
50 lavaggi.
ARRIVA L'ACCIAIO A PROVA DI SUPERMAN
Le nanotecnologie applicate nei fotocatalizzatori al biossido di titanio e 
nei cosmetici con nanoparticelle funzionanti come stucco per le rughe 
(ma anche per cancellare piccole rigature sulle automobili) sono tra le 
più semplici. La ricerca punta ora a progetti più ambiziosi, che promettono 
computer ultrapotenti, capsule molecolari per introdurre farmaci anticancro 
solo nelle cellule malate e non in quelle sane, nanorobot, nanomacchine per 
produrre energia. Si lavora anche a cavi sottilissimi, centinaia di volte 
più resistenti dell'acciaio, fatti con nanotubi: alla base c'è una molecola 
a forma di pallone da calcio costituita da 60 atomi di carbonio: è il 
fullerene, scoperto da Harold Kroto nel 1986 (Nobel per la chimica dieci 
anni dopo) osservando una stella con un radiotelescopio.
Gli atomi possono ormai essere manipolati uno per uno con il microscopio a 
effetto tunnel e con il microscopio a forza atomica. Stati Uniti e Giappone 
sono all'avanguardia. Ma anche in Italia ci difendiamo. Ricerche 
promettenti nel campo delle nanotech si fanno, per esempio, all'Università 
e al Politecnico di Torino. C'è anche il supporto della Regione Piemonte, 
che in parallelo ha varato una ricerca sulla percezione delle nanotecnologie 
da parte dei cittadini. L'obiettivo è una informazione chiara e oggettiva, 
per evitare che dopo No-Ogm e No-Tav salti fuori anche un movimento No-Nano.<