SCIENZA
Sono le più piccole del mondo
Le pinzette fotoniche
Sono "ottiche" e sarebbero in grado di afferrare un singolo virus o una molecola, secondo il fisico Mathieu Juan della Macquarie University di Sydney
La fisica quantistica descrive la materia come un susseguirsi initerrotto di campi e momenti che fanno apparire la realtà effettuale come un nebuloso e intermittente spazio pieno di non si sa bene cosa. Ma i ricercatori della Macquarie University di Sydney hanno messo a punto una pinzetta capace di afferrare oggetti davvero piccolissimi, come un virus o una molecola.
Per manipolare campioni biologici o costruire strutture con nanocristalli servono strumenti adeguati, spiega il fisico Mathieu Juan che, sotto la guida del professor Romain Quidant dell'Istituto di scienze fotoniche di Barcellona, in Spagna, ha costruito le pinzette più piccole del mondo; ne parla la rivista Nature Nanotechnology.
Come funzionano le nano-pinzette?
I ricercatori hanno concentrato un fascio di luce laser attraverso una fibra ottica. All'estremità della fibra hanno creato un'apertura a forma di "papillon", costituita da due triangoli sovrapposti, proprio come un cravattino da smoking. Ed è proprio la forma dell'apertura che permette di controllare il fascio di luce con tale "squisita precisione", dice il dottor Juan.
Il dispositivo si basa su un meccanismo noto ai fisici come "azione autoindotta di ritorno": in sostanza, significa che le pinzette ottiche si automodellano in base alla forma dell'oggetto che stanno afferrando. Il campione stesso si "lascia prendere", senza alcun danneggiamento.
Ciò avviene perché quando i due triangoli del "cravattino" si incontrano, si genera una forza molto delicata, che non comporta alcun aumento di temperatura che potrebbe danneggiare l'oggetto da afferrare, come per esempio una molecola biologica.
L'esperimento
I ricercatori hanno utilizzato le nano-pinzette per manipolare una microscopica sfera di plastica, spostandola in uno spazio di appena 50 nanometri: un millesimo dello spessore di un capello. "Molto probabilmente - annuncia Juan - saremmo in grado di spingere il limite più in basso, fino a oggetti piccoli come molecole biologiche".
La frontiera
Da spazi così ristretti si aprono nuove frontiere applicative: se le molecole biologiche non vengono danneggiate in questo genere di manipolazione né dall'innalzamento della temperatura né dalla pressione esercitata, ciò significa che presto gli scienziati saranno in grado di utilizzare tale approccio non invasivo per aprire nuovi orizzonti nel campo delle nanoscienze, offrendo un livello senza precedenti di controllo di oggetti di dimensioni nanometriche.
Per manipolare campioni biologici o costruire strutture con nanocristalli servono strumenti adeguati, spiega il fisico Mathieu Juan che, sotto la guida del professor Romain Quidant dell'Istituto di scienze fotoniche di Barcellona, in Spagna, ha costruito le pinzette più piccole del mondo; ne parla la rivista Nature Nanotechnology.
Come funzionano le nano-pinzette?
I ricercatori hanno concentrato un fascio di luce laser attraverso una fibra ottica. All'estremità della fibra hanno creato un'apertura a forma di "papillon", costituita da due triangoli sovrapposti, proprio come un cravattino da smoking. Ed è proprio la forma dell'apertura che permette di controllare il fascio di luce con tale "squisita precisione", dice il dottor Juan.
Il dispositivo si basa su un meccanismo noto ai fisici come "azione autoindotta di ritorno": in sostanza, significa che le pinzette ottiche si automodellano in base alla forma dell'oggetto che stanno afferrando. Il campione stesso si "lascia prendere", senza alcun danneggiamento.
Ciò avviene perché quando i due triangoli del "cravattino" si incontrano, si genera una forza molto delicata, che non comporta alcun aumento di temperatura che potrebbe danneggiare l'oggetto da afferrare, come per esempio una molecola biologica.
L'esperimento
I ricercatori hanno utilizzato le nano-pinzette per manipolare una microscopica sfera di plastica, spostandola in uno spazio di appena 50 nanometri: un millesimo dello spessore di un capello. "Molto probabilmente - annuncia Juan - saremmo in grado di spingere il limite più in basso, fino a oggetti piccoli come molecole biologiche".
La frontiera
Da spazi così ristretti si aprono nuove frontiere applicative: se le molecole biologiche non vengono danneggiate in questo genere di manipolazione né dall'innalzamento della temperatura né dalla pressione esercitata, ciò significa che presto gli scienziati saranno in grado di utilizzare tale approccio non invasivo per aprire nuovi orizzonti nel campo delle nanoscienze, offrendo un livello senza precedenti di controllo di oggetti di dimensioni nanometriche.