“… basati su nanocristalli di cellulosa e metalli degradabili, che offrono nuove soluzioni per il monitoraggio cardiaco, la somministrazione di farmaci e la medicina rigenerativa …”

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Flessibili e biocompatibili,
nuovi dispositivi piezoelettrici
per medicina ed energia

Un team dell’Istituto nanoscienze del Cnr, in collaborazione con le Università di Pisa, del Wisconsin-Madison e la Scuola Normale Superiore, ha ideato dispositivi piezoelettrici flessibili, biodegradabili e ad alte prestazioni, basati su nanocristalli di cellulosa e metalli degradabili, che offrono nuove soluzioni per il monitoraggio cardiaco, la somministrazione di farmaci e la medicina rigenerativa. Lo studio è pubblicato sulla rivista Science Advances

Un gruppo di ricercatori e ricercatrici dell’Istituto nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche di Pisa (Cnr-Nano) ha sviluppato una tecnologia innovativa che combina nanomateriali di origine naturale e strati di metalli degradabili per realizzare dispositivi avanzati destinati al settore biomedicale. Lo studio, svolto con le Università di Pisa, del Wisconsin-Madison (Stati Uniti) e con la Scuola Normale Superiore, è pubblicato sulla rivista Science Advances.

Si tratta di dispositivi piezoelettrici, ovvero sistemi capaci di trasformare la pressione o le vibrazioni in elettricità e viceversa. “Questi dispositivi hanno mostrato una sensibilità eccezionale nella rilevazione della pressione e la capacità di generare una potenza generata sufficiente per monitorare il battito cardiaco in tempo reale. Inoltre, convertono i movimenti meccanici in energia elettrica, consentendo così di alimentare piccoli dispositivi elettronici, come sensori indossabili o impiantabili senza ricorrere a batterie”, spiega Luana Persano, ricercatrice del Cnr-Nano e coordinatrice dello studio.

Per la loro realizzazione i ricercatori hanno utilizzato nanocristalli di cellulosa, e li hanno assemblati con il molibdeno, un metallo, in strutture multistrato. La biocompatibilità dei dispositivi, dimostrata attraverso esperimenti in vivo e test su cellule epiteliali polmonari e muscolari cardiache, ne conferma il potenziale applicativo in ambito medico. “Questa tecnologia apre nuove possibilità per applicazioni come il monitoraggio di organi, la medicina rigenerativa e il rilascio controllato di farmaci. Grazie a una combinazione innovativa di micro e nanotecnologia, siamo riusciti a sfruttare al meglio le proprietà piezoelettriche dei nanocristalli di cellulosa e abbiamo sviluppato una piattaforma unica, flessibile e ad alte prestazioni, adatta a una nuova generazione di sensori medici, autoalimentati e integrati nel nostro corpo e nell’ambiente in modo sempre più naturale”, conclude Persano.

Il lavoro, svolto principalmente a Pisa presso il laboratorio Nest della Normale in cui confluiscono anche laboratori di Cnr-Nano, si inserisce nell’ambito del programma europeo Marie Curie BIOIMD, e si è avvalso della collaborazione dei gruppi di ricerca di Alessandra Operamolla, che ha sintetizzato i nanocristalli, e di Dario Pisignano, dell’Università di Pisa.

Didascalia immagine:
Particolare delle nanostrutture (colonne di polimero biodegradbile e nanocellulosa) al microscopio elettronico *

La scheda

Chi: Istituto nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche di Pisa; Università di Pisa; Scuola Normale Superiore di Pisa; Università del Wisconsin-Madison (Stati Uniti)

Che cosa: Sujoy Kumar Ghosh, Matino F., Favrin Lineu F., Tonazzini I., D’Orsi R., De La Ossa J. G., Camposeo A., Li J., Liu W., Hacker T. A., Pisignano D., Operamolla A., Wang X. and Persano L. (2025) Fully biodegradable hierarchically designed high-performance nanocellulose piezo-arrays «Science Advances» vol. 11 no. 3

Link alla ricerca: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads0778 *

[* N.d.R.> Documentazione/ Link/ Indirizzi presenti nella nota CNR originale e/o disponibili sui siti segnalati **]

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Da/ Fonte/ Titolare»
CNR
Comunicato stampa 11/2025
Roma, 19 febbraio 2025

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Estratto

Fonte dei dati, informazioni, procedure e documenti sono reperibili presso siti web/portali, esterni, ai link **»

Consiglio nazionale delle ricerche (CNR)
www.cnr.it

Istituto nanoscienze (Cnr-Nano)
https://www.nano.cnr.it/

Università di Pisa
https://www.unipi.it/

Scuola Normale Superiore
https://www.unipi.it/

Università del Wisconsin-Madison (Stati Uniti)
https://www.wisc.edu/

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Link/siti
esterni non collegati

^Fonte» CNR» Cmn_19Feb2025=RS_2025-02-20»
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