Particelle nanometriche d’oro riscaldate per aggredire i tumori senza danneggiare i tessuti sani. E’ una fra le tante nuove applicazioni della fotonica, tecnologia che
abbraccia la generazione, la manipolazione, la trasmissione, la rivelazione e l’utilizzazione della luce, cioè dei fotoni.

I ricercatori europei che lavorano nel campo della fotonica si incontrano a Firenze oggi e domani per promuovere nuovi progetti finanziati dalla Commissione Europea nell’ambito
della tematica Tecnologie dell’informazione e delle comunicazioni (Ict) e per favorire lo scambio di informazioni, in particolare sulla nanofotonica, cioè quell’area
di scienza e tecnologia che coniuga la fotonica con le nanotecnologie.

Proprio dalla nanofotonica arriva un esempio estremamente interessante. «E’un nuovo approccio per combattere il cancro», spiega Giancarlo Righini, direttore del
Dipartimento Materiali e Dispositivi del Consiglio nazionale delle ricerche, «distruggendo le celle tumorali mediante nanosfere di oro. Gli scienziati possono attaccare a sferette
d’oro con diametro 50 nanometri (1 nanometro è un milionesimo di millimetro e, per dare un’idea, circa 80.000 volte più piccolo del diametro di un capello
umano) delle catene di molecole progettate per attaccarsi a celle tumorali. Iniettate in vicinanza di un tumore, le nanosfere vanno ad incollarsi alle celle tumorali; illuminando la
zona tumorale con luce infrarossa, le nanosfere assorbono questa radiazione, riscaldandosi rapidamente e distruggendo così le cellule tumorali vicine. Il riscaldamento avviene
solo in un’area molto ristretta e quindi il trattamento non danneggia le cellule sane».

Al momento, negli Stati Uniti sono in corso test sugli animali, ma la procedura è studiata anche presso il laboratorio dell’Istituto di fisica applicata (Ifac) del Cnr nel
polo scientifico di Sesto Fiorentino. Il gruppo guidato da Roberto Pini sta mettendo a punto nuove tecniche per la sintesi di nanosfere e nanotubi d’oro e per lo sviluppo di
sistemi laser che, basandosi su effetti fotoacustici, possono permettere sia diagnosi sia terapia.

La fotonica rappresenta una tecnologia applicabile a importanti settori: per esempio, quello delle comunicazioni dove le reti internet ad elevata velocità sono fondamentalmente
basate sulle comunicazioni su fibra ottica. Nel settore manifatturiero l’uso di fasci laser focalizzati consente una serie di lavorazioni con elevata precisione e velocità.
Le applicazioni riguardano poi il settore delle scienze della vita e della salute, dove la terapia laser e la diagnostica ottica rivestono un’importanza sempre crescente, e il
settore dell’aerospazio, della difesa e della sicurezza, dove sensori ottici molto precisi e raffinati stanno consentendo misure precedentemente non realizzabili. Infine, il
settore della illuminazione, della segnaletica e del risparmio energetico, dove emettitori del tipo LED e OLED e celle solari stanno prepotentemente entrando nel mercato. Si possono
infine citare i visualizzatori a schermo piatto (a cristalli liquidi e a plasma) e i lettori di CD e DVD, ormai comuni in abitazioni o edifici.

«Per capire l’importanza della fotonica», prosegue Righini, «basti pensare che il mercato mondiale di questo settore è oltre 200 Miliardi di euro,
superiore anche a quello della microelettronica, (con un tasso di sviluppo annuo del 7.5% contro il 6.5% della microelettronica). Punte particolari di sviluppo riguardano
l’utilizzo dell’energia solare, la fotonica applicata alle tecnologie produttive, i componenti e sistemi ottici e le comunicazioni su fibra ottica».

A livello europeo è stata istituita una «piattaforma tecnologica» (Photonics21) per sostenere la ricerca e lo sviluppo industriale in questo settore. In Italia, a
sostegno dell’innovazione e la competitività in questo comparto (che ha un mercato nazionale dell’ordine di 9 Miliardi di Euro), il Cnr, insieme all’Enea, a
Università e Politecnici, e ad Aziende, sta promuovendo la costituzione di una piattaforma nazionale PHORIT (Photonics Research in Italy), per la quale si chiede il sostegno del
Ministero dell’Istruzione, Università e Ricerca e del Ministero dello Sviluppo Economico.

Il convegno dal titolo «Nanophotonics», coordinato dal Dr. Gustav Kalbe della Commissione Europea, è organizzato con il supporto del Dipartimento Materiali e
Dispositivi del Cnr, diretto da Giancarlo Righini. Tra i ricercatori europei che partecipano all’evento ve ne sono diversi che lavorano negli Istituti fiorentini: l’Istituto
di Fisica Applicata Nello Carrara, l’Istituto Nazionale di Ottica Applicata e l’Istituto Sistemi Complessi, tutti e tre del Dipartimento Materiali e Dispositivi del Cnr; il
Dipartimento di Fisica dell’Università di Firenze, ed il LENS (Laboratorio Europeo di Spettroscopie Nonlineari).