Nanoalchimia
Per secoli gli alchimisti hanno inseguito il sogno di trasformare e creare a piacere gli elementi della materia. La chimica moderna ha reso possibile inventare nuove molecole e nuovi materiali. La fisica dei semiconduttori ha permesso di manipolare gli elettroni e di catturarli e spostarli uno ad uno.
Siamo anche abituati a materiali che cambiano le loro proprietà, ad esempio i cristalli liquidi usati negli schermi video mutano caratteristiche ottiche sulla base di segnali elettrici, oppure i CD registrabili cambiano riflettenza sulla base dello stato magnetico dei singoli bit.
Tra poco un nuovo tipo di nanotecnologia, la materia programmabile, renderà possibile creare materiali sorprendenti e addirittura estendere la tabella periodica degli elementi.
Questa ricerca sugli atomi artificiali, già attiva in numerosi laboratori, ha trovato il suo guru e divulgatore in un ingegnere aerospaziale divenuto scrittore di fantascienza e finanziatore di ricerca privata, ovvero Wil McCarthy.
Wil McCarthy, che aveva già esplorato le implicazioni della materia programmabile in contesto fantascientifico (con il nome di fantasia Wellstone), ha recentemente pubblicato un libro divulgativo sull'argomento: The New Alchemy.
Il libro è stato recensito favorevolmente anche da IEEE Spectrum.
Un tipo di materia programmabile consisterebbe in materiali semiconduttori che contengono un numero definito di elettroni, bloccati da strutture quantiche; gli elettroni si comportano come atomi con lo stesso numero di elettroni ma privi di nucleo.
Per piccoli numeri le proprietà degli atomi artificiali dovrebbero corrispondere a quelle degli atomi reali aventi lo stesso numero di elettroni (tranne la dimensione che sarebbe maggiore: per questo si parla di mesoscala, a metà tra la nanoscala molecolare e la microscala di oggetti come le cellule sanguigne o i semiconduttori dei chip).
Il contributo di McCarty consiste nell'avere individuato un modo per contenere elettroni in tre dimensioni (o con cilindri intrecciati come in un tessuto oppure con strati sovrapposti di striscie bidimensionali) e quindi costruire materiali rigidi e compatti come il cemento armato.
Prepariamoci ad un futuro sorprendente per le nostre case, con pareti che premendo un interruttore potranno trasformarsi da superfici opache a finestre o a schermi TV giganti.
Parole chiave: nanotecnologia, materia programmabile, atomi artificiali.
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