La generazione del calore nei magneti di piccole dimensioni
I nanomateriali sono ormai una realtà consolidata e hanno dimostrato il loro valore in numerosi settori, tra cui la magnetizzazione. Con la crescente miniaturizzazione delle strutture magnetiche, i comportamenti legati all'attivazione termica e alla termodinamica acquisiscono rilevanza sempre maggiore. Se, tuttavia, nei dispositivi di memorizzazione dei dati, l'instabilità o la commutazione di magnetizzazione indotte dalla temperatura sono indesiderabili, in medicina la possibilità di applicare un campo magnetico per indurre remotamente il riscaldamento locale dei tessuti cancerosi si è dimostrata di grande utilità. Gli scienziati finanziati dall'UE hanno esplorato le proprietà termodinamiche scarsamente caratterizzate delle nanoparticelle magnetiche (MNP) attraverso metodi Monte Carlo multiscala, atomici e su larga scala nel contesto del progetto MENCOFINAS ("Magnetic energy conversion in fine nanoparticle systems"). La nuova modellazione multi-scala ha permesso di comprendere meglio la magnetizzazione ultrarapida dei materiali complessi, un lavoro che si trova attualmente in fase di revisione in vista della pubblicazione sulla prestigiosa rivista Scientific Reports (Nature). I metodi Monte Carlo su larga scala hanno permesso agli scienziati di identificare le scale dei tempi di rilassamento della magnetizzazione e la differenza tra il più breve e il più lungo sulla scala delle decadi, raccogliendo importanti informazioni sui metodi di generazione del calore. I risultati sono stati presentati durante numerose conferenze internazionali e sono attualmente all'esame per la pubblicazione sulla rivista Physical Review Letters. Gli scienziati hanno inoltre lavorato sugli aspetti fondamentali della termodinamica dei sistemi di MNP in collaborazione con un importante produttore di unità disco rigido, un'attività che ha portato alla redazione di vari documenti, uno dei quali è già stato pubblicato. I risultati ottenuti dal progetto hanno spinto l'UE all'avanguardia delle iniziative per il trattamento del cancro mediante ipertermia basata su MNP, evidenziando opportunità per varie altre iniziative di ricerca o joint-venture commerciali. Naturalmente, la visibilità internazionale dei ricercatori associati è stata notevolmente aumentata, grazie all'importante lavoro condotto e alla proficua collaborazione realizzata nell'ambito del progetto MENCOFINAS.
Parole chiave
Cancro, termodinamica, nanomateriali, magnetizzazione, riscaldamento, nanoparticelle magnetiche, multi-scala, atomico, Monte Carlo, modellazione, ipertermia
