(Perspektiven no. 2/2006, pag. 12)
LE NANOSCIENZE
perspektiven no. 2/2006
Dal 2002 l’università di Basilea offre lo studio delle nanoscienze, che si occupano di
processi biologici, di legami chimici e di struttura molecolare.
Nel nanocosmo, le ricerche stanno movendo i primi passi su un cammino che si prospetta lungo e promettente.
Nel mondo delle nanoscienze una cellula o una
sostanza organica è vista come un insieme di atomi e molecole. Le ricercatrici e i ricercatori di
questo settore sperano di trovare nuove leggi
che regolano la vita e il mondo materiale, sin qui
nascoste alle nostre osservazioni, compiute con
strumenti ottici.
Nel mondo degli atomi (un atomo misura in
media 0,3 nanometri) e delle misurazioni in
nanometri (1 nm= 0,000000001m), si cerca di
scoprire e capire, con strumenti e metodi speciali, processi biologici, strutture molecolari e le-
gami chimici sin qui sconosciuti. Nelle ricerche
nanoscientifiche non bastano le conoscenze di
un unico settore o metodo. I confini tradizionali
tra la biologia, la chimica e la fisica stanno cominciando a dissolversi.
Le conoscenze che saranno acquisite nei prossimi anni serviranno per produrre nuovi medicamenti, apparecchi capaci di conservare energia e
informazioni, apparecchi elettronici, nuovi materiali, strumenti analitici. Gli specialisti nelle
nanoscienze sono impegnati in vari progetti: analizzare strutture e funzioni di molecole, membrane e tessuti per conoscere meglio i processi vitali
o le malattie, compiere esperimenti per costruire un computer su base quantistica, molto più potente degli attuali, esaminare il flusso degli elettroni attraverso vari tipi di molecole, per produrre materiali particolarmente atti alla trasmissione
di energia o di informazioni. I temi trattati da questa giovane scienza sono in continuo aumento. Si
stanno preparando anche molti nuovi strumenti,
che permetteranno alle nanoscienze di compiere progressi conoscitivi. Per esempio, si è già riusciti a fotografare atomi o a muovere verso una
direzione prestabilita singoli atomi o molecole.
Géraldine Guex ha scelto le
nanoscienze, perché la biologia, la
chimica e la fisica, che le interessavano molto, vi svolgono un ruolo determinante. La sua maturità BIC le è
stata d’aiuto le prime settimane di
università, ma, in poco tempo, tutti
gli studenti si sono trovati sullo stesso piano. Il ritmo di studio era elevato, perché era necessario costituire
una solida base nelle tre discipline
citate, ma anche in matematica e informatica. Le tensioni dovute alle fatiche scolastiche e all’adattamento a
uno stile di vita più autonomo l’hanno quasi portata a interrompere gli
studi. Trentadue ore di lezione e laboratorio, accanto alle esercitazioni
e alla preparazione degli esami, avevano ridotto al lumicino il suo tempo libero. Che differenza rispetto agli
anni di liceo, quando riusciva a frequentare corsi
di danza, recitare con una compagnia teatrale
amatoriale e incontrarsi con gli amici!
Dopo aver superato al primo colpo gli esami,
riprese coraggio, modificando tuttavia il suo metodo di studio e cominciando a studiare con alcuni compagni.
Molti problemi si risolsero: trovò alcuni amici dagli
interessi simili ai suoi, l’apprendimento le risultò
più agevole, grazie agli scambi d’opinione e di
conoscenze con i colleghi.
Era sempre meglio in grado di decidere se un
argomento fosse essenziale. Lo stress diminuì e
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le fu possibile ritrovare un po’ di tempo libero.
Giudica questo studio scientifico duro, ma non
impossibile, quando l’interesse per la materia regge. Ora, raggiunto il sesto semestre, apprezza
l’unione di teoria e di pratica. Dopo aver eseguito numerosi esperimenti di laboratorio in fisica e
chimica, sta acquisendo le più moderne tecniche
di lavoro. Si usano microscopi a forza atomica e
altri strumenti ad alta tecnologia, che permettono di farsi un’immagine di realtà sin qui impenetrabili.
Frank Zoller è uno studente dell’ottavo semestre. Ha già portato a termine due lavori di semestre focalizzati sull’argomento che intende sviluppare nella sua ricerca per il master. Cercherà
di inventare un microprocessore capace di individuare una determinata proteina in una soluzione
organica. Questa scoperta permetterebbe un passo in avanti nella diagnosi di alcune malattie, caratterizzate dalla presenza o dall’assenza di quella proteina.
Nella prima ricerca si domandò come fissare su
un microprocessore una molecola ricettrice.
Con l’appoggio degli specialisti in microtecnica
dell’università di Neuchâtel, sviluppò un procedimento atto a scavare, con un raggio di elettroni,
microscopici fori sul rivestimento esteriore del
microprocessore. Per il secondo lavoro, richiese la
collaborazione dell’istituto biochimico universitario di Zurigo, dove acquisì le competenze tecniche per costruire una molecola ricettrice che attira cellule cancerogene, a cui è attaccata una proteina fluorescente che ne facilita l’osservazione.
Frank non ha ancora deciso se, dopo il master,
cercherà di conseguire un dottorato, che gli aprirebbe la via della ricerca industriale e universitaria, oppure se intraprenderà una carriera in un
altro settore, per esempio in banca, dove, a volte, sono assunti anche diplomati in scienze. Gli
specialisti nelle nanoscienze possono offrire ai
datori di lavoro competenze naturalistiche
interdisciplinari. Per ora questa disciplina non è
ancora nota al grande pubblico, ma - chissà? magari tra pochi anni i suoi specialisti saranno
ricercati. Per ora, le nanoscienze si trovano ancora solo all’inizio del loro cammino.
Il mercato del lavoro
Poiché non si sono ancora diplomati molti specialisti delle nanoscienze, è difficile osare previsioni sulle loro future opportunità di lavoro.
Si può ipotizzare che i più dotati si occuperanno di ricerca di base alle università. Altri specialisti, dopo il dottorato, potranno compiere ricerche per le industrie farmaceutiche, chimiche e
delle tecnologie avanzate. Altri posti di lavoro potrebbero essere offerti da aziende che si
servono delle nanotecnologie per compiere misurazioni o a scopi produttivi.
Gli studi
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In Svizzera le nanoscienze si studiano solo all’università di Basilea. Uniscono la biologia, la
chimica e la fisica.
Il termine <nanotecnologie>, invece, è spesso usato per indicare la miniaturizzazione degli
apparecchi microtecnici, ridotti alla dimensione del nanometro.
In questo numero di Perspektiven troverete un articolo sulla microtecnica.
A Basilea, il primo dei tre anni che compongono il bachelor è dedicato allo studio della biologia,
della chimica e della fisica, cui si aggiungono corsi di matematica e informatica.
Queste discipline sono approfondite nel biennio seguente, quando si cominciano a trattare
campi delle nanoscienze in sviluppo. Durante l’anno e mezzo di master gli studenti si concentrano su settori particolari, per esempio la nanobiologia, i computer quantistici e la coerenza
quantistica, i nanosistemi atomici e molecolari, l’elettronica molecolare, i materiali funzionali,
l’auto-organizzazione gerarchica. Ai detentori di un bachelor in nanoscienze rimane possibile
proseguire gli studi anche con un master in biologia, chimica o fisica, previo accordo con i
relativi istituti.
