Nanotecnologie : la 4^ rivoluzione industriale che ci salverà

di Claudio Anastasio

E’ in arrivo la quarta rivoluzione industriale. L’applicazione di complesse nuove tecnologie e di avanzati sistemi di intelligenza artificiale cambierà radicalmente la vita così come la conosciamo. La medicina arriverà ai limiti del possibile, ricostruendo le cellule e i tessuti danneggiati da quasi tutte le patologie, portando la longevità a prospettive di vita fin ora inimmaginabili. L’industria tessile produrrà nuovi tessuti molecolari in grado di adattarsi al corpo di chi li indossa, in grado di moltiplicare la forza esercitata nei movimenti attraverso il tessuto e di attutire la forza ricevuta. I computer saranno composti di sinapsi neurale come il cervello umano e avranno velocità di computazione 1 milione di volte più veloci delle attuali, avranno avanzati sistemi euristici in grado di portarli all’auto apprendimento, all’esecuzione di azioni e comandi non programmati, ma in base all’esperienza di apprendimento e a vincoli di indirizzo, saranno avanzati sistemi di intelligenza artificiale in grado di progettare e costruire„.

L’Italia, come alcuni Paesi europei, è tra le più arretrare nel settore di ricerca e sviluppo, nonostante sia recente la scoperta, tutta italiana, di un nuovo motore molecolare che sarà in grado, tra le tante applicazioni, di trasportare i principi attivi dei farmaci all’interno del corpo umano.Le nanotecnologie sono la nuova sfida interdisciplinare, coinvolge la fisica, la chimica, l’informatica e qualsiasi settore tecnologico. Saranno spostati i paradigmi scientifici così come oggi conosciuti, ed i confini dell’Uomo raggiungeranno il limite del possibile con una velocità di progresso evolutivo mai avuta fino ad ora. … in principio L’ingegneria molecolare ci permette di strutturare la materia atomo per atomo.Carbone e diamanti, sabbia e circuiti integrati, tessuti sani e cancerosi: nel corso di tutta la storia, le variazioni nelle disposizioni di atomi hanno fatto la differenza fra scadente e pregiato, fra malato e sano.Disposti in una certa maniera, gli atomi formano suolo, aria, acqua; disposti in un’altra maniera diventano fragole mature. La nostra abilità nel creare disposizioni di atomi è alle fondamenta della nanotecnologia.  Le pressioni della competizione mondiale continuano a spingerci in avanti nel progresso, e il più grande “passo avanti” tecnologico della storia è appena iniziato. La tecnologia molecolare ci consentirà di assemblare gli atomi come fossero componenti del gioco del Meccano e ad elaborare macchine molecolari complesse come ingranaggi, motori, rivestimenti, ecc… … dove siamo Tutto ciò ha avuto inizio, esistono nel mondo oltre 400 nano-prodotti pronti ad essere immessi sul mercato, pronti ad essere sfruttati nelle industrie tessili e farmaceutiche, eppure rappresentano solo la prima era grezza della nuova rivoluzione industriale, i primi rudimentali prodotti della nuova tecnologia. 

Il progresso sarà graduale ma veloce, esponenziale, ogni nuova scoperta ed ogni nuova conquista tecnologica accelera velocemente un nuovo scenario applicativo, nel giro di pochi decenni potremmo aver compiuto la più importante e innovativa rivoluzione del mondo e della storia umana. 

L’ingegneria biochimica costruirà dei nuovi enzimi utilizzabili per assemblare nuove configurazioni di atomi. Per esempio potrebbero fabbricare un enzima che aggiungesse atomi di carbonio ad un piccolo puntino iniziale, livello su livello. Se correttamente legati, gli atomi formeranno una fibra di diamante purissima e flessibile, oltre cinquanta volte più robusta di un blocco di alluminio dello stesso peso. Le compagnie aerospaziali farebbero la fila per comprare tonnellate di queste fibre, allo scopo di ricavarne avanzati materiali composti.
Ma l’Uomo sarà pronto a questo veloce cambiamento tecnologico con forte impatto sociale e culturale? Probabilmente no, ma questo non ci fermerà dall’avanzare in un contesto dove la supremazia del commercio, dell’industria e di un intero Paese sarà unicamente asservita al potenziale sviluppato in nanotecnologie.

… dove arriviamo 

Ma il grande progresso arriverà quando saremo capaci con le proteine di realizzare strutture ben più complesse che non semplici fibre, e le nano-macchine proteiche possono lavorare sotto la direzione di nastri molecolari di istruzioni in maniera analoga ai nostri ribosomi cellulari che ricevono “istruzioni”da molecole di RNA.

Immaginiamo in un futuro non molto distante dove la nanotecnologia ha raggiunto un progresso tale non solo per l’assemblaggio degli atomi ma, grazie al parallelo sviluppo di nano-computer con sorprendenti capacità di computazione ed avanzati sistemi di intelligenza artificiale (basti pensare che un rudimentale e grezzo esempio di intelligenza artificiale è oggi rappresentato dal software antivirus con proprietà euristiche, cioè in grado di riconoscere il “virus informatico” ancor prima che sia stato scoperto e classificato), dove le nano-macchine e nano-computer possono progettare e gestire intere e composte costruzioni molecolari. Tutto questo ci porterà a debellare la fame nel mondo, non certo per modificazione genetica, ma per sovrabbondanza di materie genuine; i cicli di produzione industriale saranno sostituiti dalle fabbriche nanotecnologiche che “produrranno” tutto ciò di cui avremo bisogno, non più con la tecnologia di mole di assemblaggio di parti e componenti, ma con la costruzione molecolare del prodotto finito, generano il prodotto nella sua forma e materiali, atomo per atomo. 

In medicina arriveremo a costruire nano-macchine riparatrici cellulari, saranno debellate quasi tutte le malattie, i tessuti cellulari si ricostruiranno, come le fibre muscolari e gli organi interni, la longevità dell’Uomo potrà arrivare oltre ogni nostra migliore aspettativa.
L’invecchiamento è naturale, ma altrettanto lo è il vaiolo ed i nostri sforzi per prevenirlo. Abbiamo vinto il vaiolo, e sembra che vinceremo l’invecchiamento. 

La longevità è cresciuta durante l’ultimo secolo, ma soprattutto perché il miglioramento degli impianti sanitari e dei farmaci ha ridotto le malattie batteriche, poco si è fatto sulla degenerazione dei tessuti se non negli ultimi quindici anni, studiando antiossidanti e inibitori dei radicali liberi. 

La ricostruzione cellulare in futuro porterà a considerare l’invecchiamento come una malattia. L’invecchiamento non è fondamentalmente differente da qualunque altro disordine fisico. Ossa fragili, pelle rugosa, bassa attività enzimatica, lenta guarigione delle ferite, memoria labile e tutto il resto, derivano da danneggiamenti del nostro equilibrio molecolare, da squilibri chimici e da anomalie nelle disposizioni delle strutture molecolari. Riportando tutte le cellule e tutti i tessuti del corpo ad una giovanile condizione strutturale, le nano-macchine riparatrici ripristineranno una giovanile condizione di salute.
Le persone che sopravvivranno integre fino all’epoca della nano-macchine di riparazione cellulare, avranno l’opportunità di riguadagnare la salute di gioventù, e di conservarla quasi per tutto il tempo che vorranno. Niente può riuscire ad ottenere che una persona (o qualsiasi altra cosa) duri per sempre, ma, fatta eccezione per il verificarsi di incidenti gravi, quelli che lo vorranno potranno vivere per lungo, lungo tempo. 

La conquista dello spazio diventerà molto più pratica, veloce ed economica, offrendo nuove opportunità di sfruttamento energetico e di risorse di “spazio” (oggi il 99,99995 % dell’energia solare è “sprecata” nell’universo).

… la consapevolezza 

Pochi matematici ed ingegneri studiarono le possibilità della computazione automatica fino a che non furono costruiti i primi computer, ma molti lo fecero in seguito. Non è perciò così sorprendente che pochi scienziati ed ingegneri abbiano fin ora esaminato il futuro della nanotecnologia, per quanto importante essa possa diventare.

Se saremo fortunati potremmo vedere tutto ciò, basti vedere i risultati in campo di nanotecnologie compiuti negli ultimi cinque anni, ma verosimilmente i nostri figli potranno essere la prima vera generazione della quarta rivoluzione industriale, la più grande e importante rivoluzione nella storia dell’Uomo perché porterà l’Uomo fino ai limiti del possibile. 

La Terra odierna ha cominciato a sembrare piccola, ridestando preoccupazioni legate al timore che potremmo esaurire le sue risorse. Tuttavia, l’energia totale che usiamo è meno di una parte su diecimila rispetto a quella con cui il sole inonda la Terra; e questo fatto è curioso. 

… i falsi problemi di oggi 

Non ci preoccupiamo, quindi, del rifornimento di energia in quanto tale (perché ne abbiamo in sovrabbondanza) ma del rifornimento di energia in forme convenienti come gas e petrolio. Le nostre miniere a malapena scalfiscono la superficie del globo; non ci preoccupiamo della semplice quantità di risorse, ma della loro convenienza e costo. Quando svilupperemo nano-macchine non inquinanti per raccogliere energia solare e risorse dalla Terra, la Terra stessa sarà in grado di sostenere una civiltà di gran lunga più grande e benestante che qualsiasi altra vista prima d’ora, e tuttavia allo stesso tempo soffrirà meno danno di quello che le infliggiamo oggi. Il potenziale della Terra fa apparire insignificanti, al confronto, le risorse che usiamo attualmente.

… i veri problemi di domani 

Lo sviluppo delle nanotecnologie porterà nelle mani di chi detiene il dominio tecnologico un potere assoluto non comparabile fin ora a nessuna altro sistema di potere e controllo, si deve in tal senso considerare la nanotecnologia potenzialmente più pericolosa del nucleare in tutte le sue forme e applicazioni.
E’ per questo motivo che l’approccio e i timidi passi odierni di sviluppo in tale direzione si manifestano attraverso la cooperazione internazionale, attualmente unico modello di sviluppo prevedibile e percorribile.
Purtroppo l’Italia è cieca e sorda nei confronti di questa silenziosa corsa “allo sviluppo tecnologico”; trascurare l’importanza fondamentale che ha essere comprimari nello sviluppo delle nanotecnologie è come una condanna a diventare, nel giro di pochi decenni, una società paragonabile a quella dei Paesi oggi sottosviluppati.
Troppe poche realtà di ricerca nel settore esistono oggi in Italia, abbandonate quasi a se stesse e con scarsissime se non nulle risorse cui attingere.
L’impegno dell’Italia nel settore, per quanto genuino e meritevole, è del tutto insufficiente agli enormi sforzi sinergici richiesti, ed i risultati ottenuti si riducono ad essere insufficienti e marginali rispetto ad altri Paesi industrializzati.
Anche l’industria italiana, ed alcuni centri di eccellenza in Italia per sviluppo tecnologico, benché hanno al loro interno istituito dipartimenti di sviluppo e ricerca in nanotecnologie, questi non sono seguiti e sponsorizzati con le risorse cui necessitano, eppure le nanotecnologie rappresentano l’unico nostro vero sviluppo futuro, qualsiasi altra innovazione nelle attuali tecnologie di costruzione di mole è concettualmente già obsoleta ancora prima di essere ideata.

… dobbiamo pensare oltre noi stessi 

Abbiamo la cattiva abitudine di pensare e programmare nel medio periodo, le nostre azioni sono quasi sempre legate al ruolo “a tempo” che ricopriamo, nell’illusione comune di delegare a terzi, che qualcun altro penserà ad avere una visione di insieme più a lungo termine.
Nel lavoro, in politica, nelle attività sociali, pensiamo (quasi) sempre in relazione al nostro periodo di intervento, al nostro “tempo” contributivo, al nostro riscontro personale, non abbiamo capacità di modellare idee “a perdere”, che possono andare oltre il nostro interesse del momento, non abbiamo capacità di produrre idee delle quali potremmo non vederne e goderne i frutti.
Distruggiamo o al limite interrompiamo il lavoro che troviamo per promuoverne altro, che sarà poi distrutto o al limite interrotto da chi verrà dopo di noi, e in questa catena non potremmo che osservare in un arco generazionale una (quasi) completa stasi improduttiva.

… osservare per fare di più e meglio 

In effetti è così, in altre culture a noi vicine il mercato delle nanotecnologie ha oltrepassato la quota di 110 miliardi di dollari, la “Altair Nanotechnology” è esplosa in borsa (USA) con un rialzo dell’84% perché è riuscita a sviluppare con le nanotecnologie dei nuovi materiali per elettrodi che consentirebbero alle batterie al litio (quelle per esempio dei cellulari) di ricaricarsi in pochi minuti e durare tre volte tanto. Tutte le imprese americane produttrici di batterie avrebbero già concluso con Altair alcuni accordi commerciali.
“Arrowhead Research“ è esplosa in borsa (USA) al 61% con picchi che hanno superato il 100% avendo beneficiato di uno studio che attestava la società di disporre del miglior e diversificato portafoglio di brevetti nel settore della nanotecnologia.

In Europa la Germania ha un ruolo guida nel settore delle nanotecnologie, una leadership che può essere misurata in termini di spesa per le attività di ricerca e sviluppo e di numero di imprese e istituti di ricerca impegnati esclusivamente nelle nanotecnologie, considerate strategiche per lo sviluppo del Paese. La sola BASF, notissima multinazionale nel settore chimico, ha investito nel biennio 2006-2008 oltre 180 milioni di euro solo per la ricerca e sviluppo di nanotecnologie orientata a superfici nano strutturate. 

Ci assicuriamo in Germania i risultati scientificamente più eccellenti
Annette Schavan (Ministro dell’Istruzione e della Ricerca, G) 

Il Governo crede fermamente nella nanotecnologia, … e presto sarà attiva in tutto il Paese una rete di 22 centri nano-tecnologici che godranno del finanziamento di circa 50 milioni di sterline
Lord Sainsbury (Ministro della Scienza e Innovazione, UK)

La nanotecnologia gioca un ruolo unico nello sviluppo del settore privato … occorre migliorare gli investimenti in Kuwait
Sheikh Sabah Nasser Al-Mohammad Al-Sabah (assistente sottosegretario agli affari della famiglia reale, Kuwait)

Oggi esportiamo petrolio, in futuro esporteremo nano-prodotti
Feryal Al-Freih (direttore operativo del KISR, Kuwait) 

“E’ necessaria in Italia una iniziativa nazionale, da subito, sulle nanotecnologie” :
Renzo Tomellini (Direttore nanoscienze e nanotecnologie della CE)Julia Moore (Deputy Director, Project on Emerging Technologies, USA); Terry Wilkins (Chief Executive, Nano Manufacturing Institute, UK); Christoph Meili (CEO, Innovation Society Ltd, Switzerland); 

“Non rientra nelle competenze di questo ufficio (di presidenza, n.d.r.) sottoporre progetti di qualsiasi genere all’attenzione dei Ministeri competenti” – Silvio Berlusconi (Presidente del Consiglio dei Ministri, IT).

In Italia l’approccio alle nanotecnologie, nel suo complesso, è abbastanza timido e improduttivo, mancando le risorse necessarie e un’afferente sensibilizzazione alla necessità inderogabile di investire con forza in ricerca e sviluppo.

L’indolenza italiana nell’intraprendere il più importante e strategico degli investimenti per il nostro paese e la palmare evidenza che siamo già un fanalino di coda, ci dovrebbe far riflettere sull’urgente necessità di una svolta epocale nel settore della ricerca e sviluppo in Italia.

Nonostante tutto l’Italia potrebbe avere un vantaggio competitivo, poiché non ha necessità di alimentare centinaia di centri di ricerca (che non ha), mentre tutto il mondo deve affrontare enormi investimenti economici per frazionare le risorse in tutti i poli di sviluppo e ricerca esistenti. Tuttavia la sfida del futuro verso le nanotecnologie richiede un modello nuovo, antitetico agli attuali paradigmi di ricerca e sviluppo.

Lo sviluppo delle nanotecnologie richiede uno sforzo enorme nella direzione di accentrare le conoscenze, non nel dividerle, unificare le tecnologie, non disperderle.

E’ di tutta evidenza che l’Italia, se fosse nella capacità di sviluppare un centro unico nazionale, sarebbe in vantaggio rispetto a tutti i paesi industrializzati, obbligati ad alimentare l’esistenza storica dei rispettivi dipartimenti tecnologici di ricerca.

I mercati finanziari saranno “obbligati” ad una inversione di rotta, quando comprenderanno che questa Italia ha un vantaggio competitivo. Quanto costerebbe alla Germania chiudere tutti i suoi maggiori centri di sviluppo per convertirli tutti in un’unica città della ricerca? Nessun paese europeo vincerebbe la sfida come invece può fare l’Italia, proprio e grazie al fatto che non ha mai avuto un’energica politica sulla ricerca, con il risultato che oggi potremmo trasformare questo difetto in virtù, e dare vita alla città della ricerca: un unico polo nazionale.

La Cina lo ha fatto, si chiama Suzhou: 70.000 studenti e 2.200 aziende su un’area di 288 Km/2 disegnano il futuro del mondo.

In Italia possiamo immaginare una città della ricerca che dia libero accesso e ospitalità a chiunque abbia conseguito una laurea tecnica con sufficienti crediti formativi. Più il ricercatore consegue risultati più guadagna crediti che vengono utilizzati per la sua permanenza all’interno della città della ricerca.

La struttura sarà autofinanziata dallo sfruttamento economico e commerciale dei brevetti conseguiti, che saranno riconosciuti in quota parte al ricercatore e parte destinata alle spese di gestione della città della ricerca.

Non sarà più il tempo dei Leonardo, Newton, Marconi, Galileo, Pitagora ed altri. La collettività si deve ingegnare in nuovi modelli di ricerca, dove la comunione nello stesso ambiente sociale aiuterà molto più velocemente ad esprimere tutto il potenziale giovanile nella realizzazione complessa delle scienze e delle nanotecnologie.

Oggi per condividere un piccolo progresso scientifico, medico o tecnologico, si deve attendere un congresso, o la pubblicazione del lavoro di ricerca sulle testate scientifiche, a volte anche mesi.

Domani non solo la condivisione sarà immediata, quotidiana, ma il vivere in una stessa area urbana dove si sperimenta il futuro anche nelle più piccole abitudini di vita, sarà quanto di più stimolante possa aiutare a cogliere quelle meravigliose intuizioni di cui l’italiano è capace.

Una città dove si sperimenta il futuro ogni giorno.

Serve coraggio, visione e leadership, e l’Italia riparte.