Introduzione

La presente invenzione riguarda i nanosensori, in particolare i nanosensori per applicazioni biologiche, medicali e ambientali, e più specificamente una struttura di nanorisonatore tridimensionale. L’invenzione ha anche per oggetto un procedimento per la fabbricazione mediante tecniche litografiche di nanorisonatori tridimensionali dispersibili in un liquido, ad esempio acqua. I nanorisonatori, noti anche con il nome di nanoantenne, sono dispositivi risonanti di dimensioni nanometriche che, esposti ad una radiazione elettromagnetica di eccitazione a largo spettro, presentano un accresciuto assorbimento ad una frequenza propria di risonanza, determinata dalle caratteristiche della struttura di risonatore e/o dalle interazioni con l’ambiente in cui sono immersi e compresa tra i THz e le lunghezze d’onda del vicino infrarosso. La presente invenzione si prefigge lo scopo di realizzare nanorisonatori tridimensionali liberi, ossia svincolati da qualsiasi substrato e dispersibili in un mezzo fluido, che presentino proprietà di risonanza accordabili in un ampio spettro di lunghezze d’onda in virtù della progettazione della struttura risonante, e sensibili alle caratteristiche chimico-fisiche dell’ambiente in cui si trovano o alla presenza di specifiche specie molecolari.

 

Caratteristiche Tecniche

L’invenzione si fonda su una tecnica di fabbricazione di nanorisonatori tridimensionali per via litografica in cui una schiera di nanorisonatori è progettata e fabbricata su un substrato ed i singoli nanorisonatori sono successivamente svincolati dal substrato ed eventualmente sottoposti a modificazioni chimiche per la funzionalizzazione di almeno una superficie accessibile esposta alle interazioni ambientali. I nanorisonatori oggetto dell’invenzione presentano una struttura complessiva tridimensionale stratificata, con strati di materiali differenti, la cui forma e dimensioni possono essere controllate da progetto. Le funzionalizzazioni possono essere tali da consentire una libera dispersione dei nanorisonatori in acqua o in altri mezzi fluidi, da realizzare sonde sensibili a predeterminate interazioni molecolari o ancora tali da generare affinità verso specifici tessuti, cellule o materiali oggetto di analisi. I nanorisonatori ottenuti secondo la presente invenzione presentano caratteristiche che ne estendono in modo significativo la gamma di applicazioni, unendo le proprietà di flessibilità progettuale della frequenza di risonanza in un ampio spettro elettromagnetico, tipiche dei nanorisonatori bidimensionali della tecnica nota, alle proprietà di dispersibilità delle nanoparticelle risonanti.

Possibili Applicazioni

• Studio di materiali trasparenti nel THz;
• Analisi in vivo come mezzo diagnostico o per rilevare eventi fisiologici o biochimici;
• L’impiego in saggi fluidici o microfluidici in cui il mezzo fluido di immersione influenza la costante dielettrica complessiva del circuito risonante;
• Impregnare materiali porosi, quali marmi o pietre di opere d’arte, in applicazioni di studio e diagnostica di beni culturali;
• Analisi di specifici tessuti o cellule, utilizzandoli coniugati con opportuni gruppi funzionali;
• Monitorare espressioni geniche, rivelare proteine o enzimi in tessuti e cellule, o a scopi tossicologici;
• Applicazioni ambientali, ad esempio nel rilevamento di inquinanti chimici anche in ambiente liquido

Vantaggi

• Pluralità di aree esposte all’ambiente appartenenti a strati di materiali diversi, per cui rende possibile una molteplice funzionalizzazione del nanorisonatore (per impieghi cosiddetti multi-sensing);
• Sensibilità molto maggiore delle nanoparticelle della tecnica nota;
• Facilità di nanofabbricazione alle frequenze di risonanza scelte.