Nel cuore della biologia quantistica e delle nanotecnologie, un gruppo di ricercatori dell’Università di Chicago e dell’Università dell’Iowa ha introdotto un sensore quantistico in grado di operare all’interno delle cellule viventi. Finora, l’uso dei nanodiamanti come biosensori ha incontrato difficoltà: più diventano piccoli, più le loro proprietà quantistiche perdono efficacia. Questo limite ha spinto gli scienziati a esplorare soluzioni innovative.
L’idea vincente è arrivata da un’ispirazione insolita: i televisori QLED. Negli schermi QLED, i punti quantici — minuscole nanoparticelle — emettono colori vividi solo se protetti da gusci adatti. Gli studiosi hanno adottato lo stesso concetto per i nanodiamanti, avvolgendoli in un sottile strato di silossano. Questo materiale a base di silicio e ossigeno garantisce due vantaggi: difende il sensore dall’interferenza chimica all’esterno e ne migliora la compatibilità con l’organismo vivente, sfuggendo all’allarme del sistema immunitario.
La realizzazione ha superato ogni attesa: i sensori hanno mostrato una coerenza quantistica fino a quattro volte superiore rispetto ai nanodiamanti non rivestiti, insieme a un aumento dell’intensità luminosa e della stabilità di carica. Il team guidato da Uri Zvi, compresi i professori Maurer, Esser‑Kahn, Candido, Talapin e Flatté, ha scoperto che non si tratta di un mero effetto protettivo. Il guscio silossanico provoca una vera e propria interazione tra la superficie del diamante e il rivestimento, sottraendo elettroni dalle zone che compromettevano la coerenza. Così, i sensori sono diventati più sensibili e più affidabili.
Questa svolta ha una rilevante ricaduta: non solo si ottiene un dispositivo più performante per studiare processi cellulari, come crescita e sviluppo di malattie in stadio precoce, ma si aggiunge una comprensione scientifica profonda. Gli autori affermano che questa architettura apre prospettive applicabili a molti altri materiali quantistici, fungendo da base per un nuovo approccio ingegneristico.
È interessante come discipline distanti abbiano contribuito al risultato: la fisica quantistica si è mescolata con l’immunoingegneria e la tecnologia dei display televisivi, portando alla crasi di competenze che ha sfidato un enigma datato: perché i nanodiamanti perdono coerenza? Ora sappiamo che la risposta risiede proprio nella loro superficie e nella chimica dell'interfaccia.
In prospettiva, si potranno sviluppare strumenti diagnostici ancora più accurati per la biomedicina, con possibilità di seguire processi biologici in tempo reale a livello di singola cellula — un orizzonte che fino a poco tempo fa sembrava lontano.
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