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Le nanotecnologie al servizio della salute
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Per produrre una grande quantità di raggi X - utili per le analisi e, quindi, per la diagnosi di molte malattie - si bombarda con un fascio di elettroni un polo positivo o, in termini tecnici, un anodo, composto da tungsteno o altri materiali. Questa operazione porta, però, ad un graduale surriscaldamento della superficie dell'anodo, che provoca danneggiamenti nel materiale e con il tempo rende la strumentazione inservibile. Per ovviare a questo problema l’anodo viene posto su di un disco rotante, che è sostenuto da piccole sfere, ricoperte di materiale lubrificante solido (piombo, oro, argento o altri materiali ancora).
Le sfere guidano la rotazione dell’anodo favorendo la distribuzione uniforme del calore su una superficie più ampia e proteggendo maggiormente i materiali dall'usura. Le tecnologie impiegate finora per il rivestimento delle sfere sono però generalmente inquinanti e offrono risultati non del tutto soddisfacenti in termini di durata e resistenza nel tempo.
L'innovazione studiata dal gruppo di ricercatori del Dipartimento di Fisica consiste nell'utilizzo delle nanotecnologie per ricoprire le sfere con una combinazione di materiali diversi. Ogni sfera conterrà vari strati dalle differenti caratteristiche di resistenza al calore: il piombo per le temperature più basse e quindi per garantire alte prestazioni in caso di analisi veloci; l'oro e l'argento, che sopportano temperature più elevate, per le analisi più complesse, che durano invece più a lungo. Le nanotecnologie consentono, infatti, di costruire un materiale atomo per atomo, impostandolo secondo i parametri desiderati.
Il risultato - testato già nei laboratori industriali e in alcuni ospedali italiani per le TAC - è un materiale che consente prestazioni sempre a livello ottimale e che, in più, garantisce una maggiore efficienza e resistenza nel tempo della strumentazione diagnostica acquistata, con minori investimenti per la manutenzione e - si prevede - con un evidente risparmio economico. Le sedute di TAC o mammografia risulteranno, inoltre, più silenziose, per via della riduzione dell'attrito all'interno della strumentazione, e quindi meno fastidiose per i pazienti.
Si tratta di un passo estremamente significativo nel campo delle nanotecnologie. Un settore, questo, che per la sua versatilità negli ultimi anni ha suscitato molto interesse presso le grandi industrie di settori diversi. I risultati acquisiti, in questo caso, sono frutto della lunga attività di ricerca di base nel campo della preparazione di film sottili con varie metodologie, compiuta dal Dipartimento di Fisica, impegnato da anni anche sul fronte delle tecnologie dell'idrogeno, che si stanno sviluppando anche grazie alle nanotecnologie.
La realizzazione del materiale - che avviene, in termini tecnici, tramite la deposizione di film sotto irraggiamento ionico, in configurazione multistrato di spessore nanometrico - segna un passo importante nel campo delle nanotecnologie e dimostra come queste possono rispondere in modo efficace a importanti problematiche industriali.
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