La nanobiotecnologia impara una lezione dalle spugne marine
Il silicio è un elemento largamente utilizzato nei transistor a effetto di campo (FET), in particolare per la produzione di sottili pellicole isolanti, data la sua ridotta conducibilità elettrica e termica. La produzione di queste pellicole richiede la polimerizzazione del silicio, o formazione di molecole a catena lunga che contengono silicio, e il conseguente modellarsi di questi polimeri in strutture di silice vetrosa (biossido di silicio). Gli approcci convenzionali alla produzione delle strutture silicee richiedono temperatura e pressione elevate. Queste condizioni sono dannose per il materiale organico o biologico, limitandone l'utilità alla nuova area della formazione di strutture composite di biomolecole e silice per l'applicazione in nanobiotecnologia. Il progetto BIO-LITHO ("Biomineralization for lithography and microelectronics") è stato ideato per simulare la produzione di biosilice da parte delle spugne marine, come approccio innovativo ed economico alla formazione di strutture silicee sulle superfici. La metodologia d'ispirazione naturale ha un potenziale enorme per l'uso nella progettazione di nanostrutture da applicare alle biotecnologie esistenti, così come in altri settori alla ricerca di processi poco costosi di accumulo e strutturazione della silice. Le spugne silicee sintetizzano il proprio scheletro tramite l'azione enzimatica delle proteine. Le loro proteine enzimatiche specifiche (silicateine) accelerano la polimerizzazione della silice. Quando le proteine sono assemblate nei filamenti, forniscono un certo tipo d'impalcatura catalitica che accelera e direziona la strutturazione dei polimeri di silice. I ricercatori hanno studiato due metodi per produrre grandi quantità di silicateina in laboratorio, per i quali è stato loro conferito un brevetto. Hanno poi usato tecniche litografiche delicate per controllare l'accumulo strutturato delle molecole sulle superfici e la produzione di nanostrutture appositamente progettate per essere utilizzate come strati isolanti nei prototipi di dispositivi transistor. Per concludere, il progetto BIO-LITHO è riuscito a dimostrare il potenziale per processi di biomineralizzazione convenienti e sicuri per l'ambiente; tale potenziale può essere progressivamente accresciuto per la produzione industriale. Questi processi dovrebbero dimostrarsi utili per rispondere all'enorme richiesta di processi di produzione litografici e microelettronici nel campo della nanobiotecnologia.
