Da domani al 25 novembre si svolgerà a Mestre (VE) l’edizione 2011 di NanotechItaly, la principale conferenza italiana sulle nanotecnologie, organizzata da Airi/Nanotec IT, Veneto Nanotech, Cnr e Iit (Istituto italiano di tecnologia). Su alcuni interessanti sviluppi delle nanotecnologie applicate all’elettronica e sui risultati ottenuti da un giovane team di ricercatori milanesi, interviene Cristina Lenardi, dell’Università degli Studi di Milano, responsabile della Piattaforma materiali nanostrutturati e polimerici per le biotecnologie della Fondazione Filarete.
Molte applicazioni nell’ambito della biomedicina, della robotica e della sensoristica richiedono la capacità di integrare attuatori ottici e elettronici su piattaforme polimeriche altamente deformabili. Questa necessità ha dato un forte impulso allo sviluppo dell’elettronica flessibile e estensibile per la produzione di dispositivi innovativi che siano facilmente “integrabili e indossabili”.
Tra le ricerche più stimolanti vi è senza dubbio la creazione della pelle artificiale che riproduca qualità sensoriali finora attribuibili esclusivamente agli esseri umani. Questa infatti rappresenta una delle ambizioni scientifiche verso cui molti ricercatori provenienti da diverse discipline hanno orientato i loro studi. Recenti articoli, apparsi su prestigiose riviste scientifiche, hanno presentato significativi e promettenti sviluppi. Tra questi risalta la ricerca del gruppo coordinato da Zhenan Bao dell’Università di Stanford che ha pubblicato in un numero di ottobre di Nature Nanotechnology lo sviluppo di sensori di pressione basati su film di nanotubi orientati.
Il procedimento per la produzione del dispositivo prevede la deposizione di nanotubi con orientazione casuale su un supporto in silicone altamente deformabile. Stirando il supporto, i nanotubi si allineano secondo la direzione di allungamento che mantengono anche dopo il rilascio del supporto che torna alle sue dimensioni originarie. La resistività dello strato di nanotubi orientati si mantiene pressoché costante anche dopo un numero elevato di cicli di elongazione.
Questo comportamento ha suggerito ai ricercatori di utilizzare un secondo supporto con film di nanotubi orientati in direzione perpendicolare. Interfacciando i due strati di nanotubi e separandoli con una sottile pellicola di silicone, si viene a creare un condensatore la cui capacità viene modificata esercitando una pressione tra le armature. La misura di tale variazione può quindi essere correlata al valore della pressione esercitata e della deformazione indotta. In particolare, le pressioni rilevabili con siffatti dispositivi corrispondono grosso modo alla pressione applicata in un deciso pizzicotto. Quindi il sistema, indubbiamente ancora da sviluppare, si presenta come un sensore ideale per dispositivi flessibili con proprietà simili a quelle della pelle.
Ma all’idea di pelle artificiale si associa anche quella di “pelle elettronica” in cui siano integrati sensori in grado di monitorare in modo non invasivo e efficiente lo stato di salute dell’individuo su cui venga applicata. Tra i vari studi nel settore spicca quello del gruppo coordinato da John A. Rogers dell’Università dell’Illinois, che ha recentemente pubblicato i suoi risultati su Science.
La pelle si applica come un cerotto invisibile, meccanicamente e fisiologicamente impercettibile in grado di monitorare, ad esempio, i battiti cardiaci, l’attività celebrale e le contrazioni muscolari. Stephanie Lacour, ingegnere presso l’Università di Cambridge, esperta di fama internazionale nel settore dell’elettronica flessibile, conferma che questa ricerca rappresenta una dimostrazione chiave di come l’elettronica possa essere progettata per mimare le caratteristiche sensoriali di tessuti biologici aprendo allo sviluppo di sistemi “impercettibilmente indossabili” a alto contenuto tecnologico.
E in Italia cosa si sta facendo? Ci sono diversi e autorevoli gruppi che si occupano dello sviluppo dell’elettronica flessible come l’equipe altamente qualificata diretta da L. Lorenzelli presso la Fondazione Bruno Kessler di Trento. Ma in questo contesto vorremmo cogliere l’occasione per raccontarvi la storia, per ora agli inizi, ma estremamente promettente, di un gruppo di giovani ricercatori dell’Università di Milano. Questi hanno mosso i loro primi passi nel laboratorio diretto da Paolo Milani, dove da diversi anni si effettuano studi su materiali nanostrutturati prodotti utilizzando una tecnica innovativa che permette di sintetizzare e depositare, mediante fascio supersonico, nanoparticelle su substrati di qualsiasi natura.
Qui Luca Ravagnan, già distintosi per alcune ricerche di base su una nuova fase allotropa del carbonio, ha utilizzato, con i suoi collaboratori, tale tecnologia per la metallizzazione di substrati polimerici flessibili ed estensibili. La novità di questo approccio consiste essenzialmente nel fatto che le nanoparticelle vengono impiantate nel polimero senza indurvi alcuna degenerazione, come invece avviene attualmente per altri processi di metallizzazione. I materiali così prodotti, oltre a mostrare un elevato grado di biocompatibilità, sono in grado di sopportare reiterate e significative deformazioni mantenendo intatte le proprietà di trasporto elettrico e integrità della metallizzazione.
L’applicazione principe individuata dalla giovane squadra si è rivolta all’ambito dei Dispositivi Medici Impiantabili come, ad esempio, elettrodi per neurostimolazione in alternativa a quelli oggi comunemente utilizzati, che in molti casi si rompono e/o si spostano dalla sede dell’impianto inducendo, oltre che la perdita della funzionalità, indesiderati processi infiammatori. I rilevanti risultati ottenuti non sono stati confinati a una pur bella e utile pubblicazione su una delle riviste più importanti nel settore dei nuovi materiali come Advanced Materials, ma si è concretizzata in un brevetto e nella costituzione nel 2011 di una società: la WISE srl (Wiringless Implantable Stretchable Electronics).
Questo piccolo, agile e altamente qualificato team ha già ricevuto numerosi riconoscimenti nazionali e internazionali per l’innovazione e l’attività imprenditoriale. In particolare recentemente WISE ha ricevuto i premi “Start Cup Milano Lombardia 2011” e “Nanochallenge 2011”, quest’ultimo dotato della cifra di 300.000 euro. Ora questa giovane realtà, condotta sulla base di un solido piano di crescita imprenditoriale, si appresta allo sviluppo e messa a punto di un prodotto innovativo da immettere sul mercato.
Che dire? La crisi economica forse non è l’ultima parola sullo spirito e la capacità di intrapresa tutta italiana. Ci auguriamo perciò che altri esempi di imprenditoria giovanile, alcuni già in atto, siano il volano efficiente e di successo per il trasferimento tecnologico di quella tanta e buona ricerca che ancor oggi viene fatta in Italia.
