Ricerc@Sapienza

Negli ultimi anni i nanotubi di carbonio hanno attirato una crescente attenzione per le loro potenziali applicazioni in campo biomedico come nanostrumenti diagnostici e terapeutici.
Il progetto si propone di studiare array di nanotubi di carbonio sia dispersi (CNTs) che allineati verticalmente (VA-CNTs) per applicazioni legate alla biologia. In particolare, si studierà a) la caratterizzazione di elettrodi basati su VA-CNTs per biosensori elettrochimici b) la capacità antimicrobica dei nanotubi dispersi in funzione dei parametri dei tubi (diametro, densità, lunghezza). Una facility per la produzione di VA-CNTs incentrata sulla deposizione chimica da vapore (CVD) è operativa al dipartimento di Fisica e fornirà i nanomateriali per la loro caratterizzazione, mentre i CNTs dispersi verranno forniti dal CNR.
Per a) la difficolta¿ di ancoraggio e immobilizzazione dei bio-recettori, tipica dei biosensori tradizionali, viene superata tramite un approccio innovativo basato sulla nano-strutturazione controllata degli elettrodi costituiti da VA-CNTs- valutando densità, lunghezza e diametro dei tubi con tecniche standard quali analisi con Scanning Electron Microscope (SEM), e X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). Per b) la nano-strutturazione controllata o dispersa verrà correlata al tasso di sopravvivenza delle specie microbiche sia in forma planctonica, tramite la valutazione delle unità formanti colonie (CFU), che in forma di biofilm tramite la colorazione del Crystal Violet. Verranno utilizzate a tal fine specie patogene rappresentative come Staphylococcus aureus per i Gram-positivi, Pseudomonas aeruginosa per i Gram-negativi e Candida albicans per i funghi. Le interazioni fisiche tra i microrganismi e i nanomateriali saranno visualizzate tramite SEM.
In prospettiva futura si potranno realizzare a) dispositivi in grado di raggiungere la single molecule sensitivity e b) trattamenti per superfici per renderle auto-disinfettanti e non soggette al biodegrado.