Grazie alle nanoparticelle possiamo utilizzare alcuni farmaci anti-cancro che prima non risucivano ad attaccare i tessuti tumorali

Prendere elementi naturali e modificarli è da sempre un metodo impiegato dalla chimica farmaceutica. Ora, con l’aiuto delle nanotecnologie, i ricercatori stanno riscoprendo sostanze che non erano mai state utilizzate prima d’ora.

Molte di queste sostanze sono tossine prodotte dalle piante o dagli animali come forma di difesa. Tra queste il veleno di scorpione ha attirato l’interesse dei ricercatori come possibile nuova cura anti-cancro. Contiene un mix di sostanze chimiche di origine naturale chiamate peptidi. Alcuni peptidi sono noti per innescare la morte delle cellule formando pori nella membrana biologica. La morte delle cellule può essere utile se si riesce a definire le cellule da attaccare: ad esempio è efficace se spinge le cellule tumorali ad auto-eliminarsi.

Queste tossine hanno un effetto potente. Ad esempio un piccolo peptide, il TsAP-1, ricavato dallo scorpione giallo brasiliano, possiede sia proprietà anti tumorali che antimicrobiche.

Sfruttare questi fattori a scopi medici è una sfida difficile perché le tossine hanno un problema: possono eliminare le cellule cancerogene, ma anche quelle sane.

Un metodo per placarne l’effetto nocivo è usare le nanotecnologie affinché i farmaci che le contengono riescano a colpire solo determinati tessuti – in questo caso tumorali – e non altri all’interno del nostro corpo.

Tumore al seno: l’efficacia delle nanoparticelle

Uno studio dell’Università dell’Illinois spiega che alcuni scienziati hanno creato delle capsule sferiche che intrappolano la tossina TsAP-1 derivata dal veleno dello scorpione. Questa tossina incapsulata, ribattezzata NanoVenin, aumenta di dieci volte il potenziale antitumorale contro il cancro al seno.

La tossina, nella sua forma naturale, non potrebbe essere usata in quanto non abbastanza specifica, ma un avolta incorporato il veleno nelle nanoparticelle si riesce a potenziare l’effetto del farmaco rendendolo utile per i trattamenti antitumorali.

Al momento questa soluzione funziona per il cancro al seno ma i ricercatori possono modificare il rivestimento esterno delle nanoparticelle attaccandovi delle proteine al fine di renderle selettive nei confronti di alcuni tipi di cancro. È anche possibile ricoprire le nanoparticelle con uno strato biodegradabile in modo da ‘intrappolare’ il veleno finché non raggiunge l’area tumorale da colpire. Una volta a destinazione il rivestimento scompare e la tossina può attaccare le cellule cancerogene.

L’importanza delle nanotecnologie

Spesso dei farmaci funzionanti sono stati scoperti ma non messi in commercio. Il problema era far sì che queste soluzioni andassero a colpire esattamente la parte interessata all’interno del nostro corpo. Ora, con lo sviluppo delle nanotecnologie, alcuni farmaci di origine naturale potranno essere messi a disposizione dei pazienti.

Per prevenire il cancro è fondamentale una corretta alimentazione: recenti studi sostengono che la carne rossa sarebbe cancerogena.

a.po

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Un team di ricercatori dell’Università di California di San Diego ha realizzato uno speciale assorbitore solare in grado di  convertire in calore oltre il 90% della luce catturata, resistendo a temperature superiori ai 700°C

Il fotovoltaico a concentrazione compie un nuovo passo avanti nel campo dell’impiantistica hi-tech. Un team di ricercatori dell’Università di California di San Diego, ha infatti realizzato un nuovo materiale super efficiente costituito da minuscole conchiglie in silicio rivestite da uno strato di ‘boruro di magnesio’ (un superconduttore poco costoso), capace di migliorare l’assorbimento dei fotoni di luce.

Si tratta, in pratica, di uno speciale assorbitore solare in grado di  convertire in calore oltre il 90% della luce catturata, resistendo nel contempo all’umidità e a temperature superiori ai 700°C. Una soluzione, questa, resa possibile grazie alla superficie ‘multiscala’ dell’assorbitore, creata utilizzando particelle di silicio di varie dimensioni: da 10 nanometri (10 milionesimi di millimetro) a 10 micrometri (10 millesimi di millimetro). Sfruttando questa peculiarità sono state quindi realizzate le nuove ‘nanoconchiglie’ in silicio, che riescono (stando ai test in laboratorio effettuati dagli scienziati di San Diego) a mantenere una buona efficienza anche operando a temperature particolarmente elevante.

Inoltre le nuove nano conchiglie sono state sintetizzate in forma di vernice spray per una più facile applicazione sui collettori solari termodinamici. Secondo gli scienziati, le nanoconchiglie di silicio applicate agli impianti solari a concentrazione, permetteranno di  ‘assorbire tutta la luce incidente con una trascurabilissima dispersione di fotoni’. Il nuovo materiale (ancora in fase di testing) sarà, in sostanza, una sorta
di buco nero per i raggi solari.

Il progetto, rientra nel programma SunShot del Dipartimento di Energia statunitense teso a finanziare la ricerca di nuove soluzioni tecnologiche che aumentino la capacità di rendimento degli attuali impianti solari termodinamici.

ml

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In futuro, le celle fotovoltaiche potrebbero essere talmente piccole da permettere qualsiasi tipo di applicazione. Una ricerca dell’Universita’ del Texas studia la possibilita’ di utilizzare le nanotecnologie nel fotovoltaico

In futuro le nanotecnologie potrebbero essere applicate al fotovoltaico per realizzare apparecchi elettronici ad energia solare di qualsiasi dimensione.  Alcuni ricercatori dell’Università del Texas a Dallas, stanno infatti studiando la possibilità di utilizzare le nanotecnologie per realizzare delle nuove celle fotovoltaiche ultrasottili, flessibili e ad alta efficienza. Il dottor Anton Malko, responsabile del progetto, ha infatti sostenuto che, “l’obiettivo di questa ricerca è quello di ridurre considerevolmente lo spessore delle tradizionali celle fotovoltaiche in commercio, diminuendo lo strato del silicio da 100 micrometri ad 1 micrometro” (1 micrometro corrisponde ad 1 millesimo di millimetro).

In che modo le nanotecnologie potrebbero essere applicate al fotovoltaico? Grazie ad un particolare metodo che i ricercatori utilizzano per osservare quei meccanismi che, nelle tradizionali celle fotovoltaiche, convertono la luce in energia. Durante il processo di ‘conversione’ infatti, sono state analizzate delle particelle cristalline nanometriche chiamate ‘punti quantici’ che, all’interno del silicio, ricoprono il ruolo di  semiconduttore ad alta efficienza per l’assorbimento dell’energia solare. Il punto chiave di questa ricerca è stato quindi quello di individuare il modo in cui viene trasferita l’energia solare assorbita dai punti quantici attraverso i vari strati di silicio, per determinare in che modo sia possibile sfruttare tali proprietà per ‘ottimizzare’ la disposizione dei punti quantici nel silicio e ridurre al massimo lo spessore di questo materiale.

Nel prossimo futuro, le celle fotovoltaiche nanotecnologiche, potrebbero rivoluzionare il mondo dispositivi elettronici, con la realizzazione, ad esempio, di moderni cellulari alimentati grazie al fotovoltaico o la creazione di innovativi vestiti e zaini termici per gli escursionisti.

 (ml)

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Se sino ad oggi avete utilizzato acqua e sapone per il lavaggio dei vostri indumenti, è possibile che in un futuro prossimo vi basterà semplicemente esporli alla luce del sole per ottenere un effetto autopulente dei tessuti. Merito delle nenotecnologie

Se sino ad oggi avete utilizzato acqua e sapone per il lavaggio dei vostri indumenti, è possibile che in un futuro prossimo vi basterà semplicemente esporli alla luce del sole per ottenere un effetto autopulente dei tessuti.

L’invenzione proviene da due ricercatori cinesi dell’Università di Shangai, Mingce Long e Deyong Wu, che hanno messo a punto nei laboratori accademici una nuova metodologie basata sull’applicazione delle proprietà delle nanoparticelle del biossido di titanio ai tessuti, al fine di ottenere un effetto smacchiante e disinfettante.

Il biossido di titanio è un noto catalizzatore in grado di degradare per ossidazione numerosi composti organici; quando viene esposto alla luce del sole ha la particolarità di eliminare lo sporco e disinfettare le superfici su cui viene applicato uccidendo i microbi; per queste proprietà il TiO2 è già largamente utilizzato in alcuni prodotti come vetri autopulenti, piastrelle per cucina, asfalti ma anche vernici e creme solari.

La sperimentazione dei due ricercatori cinesi prevede l’utilizzo di un rivestimento di biossido di titanio alle fibre dei tessuti; in questo modo la molecola del titanio attiverà il processo chimico di autopulitura in seguito all’esposizione al sole; il test di sperimentazione è stato fatto sporcando i tessuti con una macchia arancione di metilarancio, un colorante chimico, e i risultati sono stati quelli prospettati: con l’esposizione alla luce, il tessuto si è autopulito senza lasciare traccia del colorante. ’’Una volta esposto al sole il cotone ha eliminato il metilarancio, e anche i batteri presenti sulla superficie – si legge nell’articolo dei due chimici cinesi – e il processo è rimasto efficiente per diversi lavaggi’’.

In seguito ai lavaggi il tessuto continua a mantenere le sue proprietà nel tempo e la formula, inoltre, è perfezionabile con l’aggiunta di ioduro d’argento, un composto fotosensibile utilizzato per le pellicole fotografiche e in medicina come disinfettante o per la costruzione di protesi.

L’uso del diossido di titanio e in generale delle nanotecnologie, in ogni caso non è stato esentato da polemiche per la presunta tossicità, soprattutto nell’ambito della cosmesi; alcune ricerche hanno riportato che le radiazioni provenienti dal Sole possono aumentare la tossicità delle nanoparticelle di TiO2 da 20 a 40 volte e che queste vengano poi assorbite dall’epidermide. Nel nostro corpo è presente in quantità rilevabile, non è un metallo velenoso e pare che il corpo umano sia in grado di tollerarne anche un’elevata quantità. In ogni caso le conseguenze dovute alla sovraesposizione e inalazione possono provocare leggere variazioni nei polmoni, difficoltà di respirazione e irritazioni cutanee.

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La matita ha rivoluzionato il modo di comunicare in una certa epoca, poi, molto dopo, è arrivato il computer e le nuove tecnologie come nuove forme di comunicazione. Oggi il grafene, antenato della matita, promette di rivoluzionare il mondo dei trasporti, della tecnologia e persino dell’energia

Chi avrebbe mai pensato che il futuro dell’umanità e delle nanotecnologie applicate al quotidiano fosse contenuto nella mina di una semplice matita? Oramai la ricerca è certa che nel Grafene, parente stretto della grafite, stia davvero il futuro di computer, trasporti terrestri, aerei e telecomunicazioni, per non parlare dell’energia. La Ue proprio alcune settimane fa ha varato un impegno da un miliardo di euro per dieci anni nella ricerca su questo materiale che sembra essere in grado di prendere il posto dell’attuale silicio, proprio grazie a capacità conduttive straordinarie del materiale. Inoltre il processo di miniaturizzazione che interessa l’elettronica nello studio di microchip e transistor sempre più piccoli, vede al centro questo elemento, in grado di essere ridotto allo spessore di un atomo.

Andre Geim e Konstantin Novoselov, premi Nobel per la Fisica nel 2010, si sono resi infatti conto che il Grafene è costituito da atomi di carbonio legati tra di loro su un unico piano, in grado di condurre corrente e calore meglio e più rapidamente di ogni altro materiale conosciuto. È quasi del tutto trasparente e molto denso, leggerissimo, flessibile e cento volte più resistente dell’acciaio. Il CNR ha effettuato e pubblicato molti studi sul materiale, pur affermando che non sono ancora maturi i tempi per un suo impiego commerciale e industriale. Il Grafene è disponibile in grandi quantità ma per ricavarlo in modo economico e rendere stabili i materiali e i supporti realizzati si deve attendere la ricerca: una volta ottenuto il composto in polvere – e questo sembra semplice – diventa complesso assemblare il Grafene in fogli. I Premi Nobel affermano il Grafene in forma cristallina è tra i materiali più costosi al mondo. La corsa ai brevetti ed ai tentativi di impiego da parte di molte aziende americane ci dice quanta attenzione venga prestata all’argomento Grafene. Il futuro sembra ancora una volta scritto da una matita. (Vincenzo Nizza)

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