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Intervista a Orrit: il primo uomo a osservare una molecola

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Intervista a Orrit: il primo uomo a osservare una molecola

Michel Orrit è un fisico nato a Tolosa il 27 febbraio 1956. È considerato il pioniere della spettroscopia delle singole molecole. Ha iniziato la sua carriera scientifica studiando l'interazione della luce con le molecole organiche nella materia condensata. Nel 1990 è stato il primo ad osservare la fluorescenza delle singole molecole e la sua tecnica è stata in poco tempo adottata dai principali gruppi di ricerca internazionali.

Il 6 ottobre 2016 ha vinto il Premio per la Fisica Edison Volta e abbiamo colto l’occasione per intervistarlo e capire di più sui suoi studi e di come potranno influenzare la nostra vita di tutti i giorni.

Michel Orrit riceve il Premio per la Fisica Edison Volta

Che ruolo gioca la luce nelle sue ricerche?

"La luce è fondamentale per il metodo che utilizziamo. Ha il vantaggio di penetrare molti materiali isolanti (in particolare quelli biologici) fino a diversi millimetri di profondità, molto meno nei materiali con scattering. Ma naturalmente è molto di più di quello che possono fare elettroni o microscopi a scansione. Questi sono spesso limitati al primissimo strato di molecole in un campione, o pochi nanometri. Questo costringe i ricercatori a tagliare i campioni a fette sottili, cosa che esclude il lavoro su campioni viventi. La luce offre la possibilità di esaminare cellule, tessuti ed organismi vivi.
Più nello specifico, i nostri esperimenti utilizzano la luce per l’eccitazione e la utilizzano anche per il rilevamento del segnale. Usiamo per lo più la fluorescenza, ossia un’emissione luminosa eccitata da una lunghezza d’onda più breve. Questo presenta il vantaggio aggiuntivo che il colore e la polarizzazione della luce possono essere utilizzati per distinguere le diverse molecole nel campione ed ottenere informazioni sulla natura chimica del campione. "

 La luce offre la possibilità di esaminare cellule, tessuti ed organismi vivi.

Quando ha iniziato a pensare di utilizzare la luce per osservare le singole molecole? Qual è stata la prima reazione dei suoi colleghi fisici? Entusiasmo o scetticismo? 

"Quando iniziai per la prima volta a domandarmi come rilevare una singola molecola, attorno al 1986-1989, discussi di questa idea con pochi colleghi senior all’epoca (la maggior parte di loro oggi non sono più fra noi). Per lo più furono scettici, ma alcuni si rivelarono entusiasti e mi incoraggiarono dandomi dei consigli sperimentali. Un consiglio molto importante mi arrivò dal dottor Bernard Nickel di Göttingen, il quale mi disse come ottimizzare la raccolta della fluorescenza. Lui stesso aveva rilevato in precedenza un segnale molto debole di fluorescenza e fosforescenza. Ma la mia rassicurazione principale sulla fattibilità dell’esperimento venne dalla mia educazione in fisica: calcolare il numero di fotoni che una singola molecola dovrebbe produrre all’interno delle condizioni migliori diede come risultato un numero di fotoni che era ovviamente ragionevole. Ciò mi fornì abbastanza sicurezza da continuare a provare questo esperimento per quattro anni (non continuativamente), fino ad ottenere il successo nel 1990."

Cosa sono i nanomateriali e le nanotecnologie e in che modo possono cambiare o modificare la vita quotidiana della gente? 

"Abbiamo ricevuto un eccellente introduzione sull’argomento dal dottor Tartamella sabato. Non ripeterò quello che ha detto, ma due applicazioni molto ovvie di nanoscienza e nanotecnologia sono i microprocessori e i circuiti che lavorano nei nostri computer, smartphone ecc. da un lato, e lo straordinario progresso nella nostra comprensione e conoscenza dei sistemi biologici dall’altro. Le nanotecnologie nel corso degli ultimi 20 anni hanno rivoluzionato la biochimica, e abbiamo visto solo l’inizio delle conseguenze di questa rivoluzione. Un esempio è la sequenziazione del DNA, la quale presenta effetti profondi in molti campi, dalla scienza forense alla medicina e anche alla politica (ad esempio con la determinazione dell’origine di ceppi di colera o altre malattie che colpiscono grandi popolazioni)."

In che modo le sue ricerche sulle nanomolecole influiscono sul progresso e la creazione di nanotecnologie e nanomateriali? 

"Le tecniche ottiche a singola molecola sono diventate lo strumento standard per molte investigazioni sui materiali e per molti processi biologici. Vanno a complementare le tecniche di microscopia a scansione di sonda e ad elettroni per fornirci un’immagine più chiara del nano-mondo e di come vengano implementate le leggi della fisica a quella scala. Questa nuova tecnica ha già portato molte sorprese nel corso degli ultimi 20 anni, e sono sicuro che ne seguiranno molte altre." 

Crede che ci saranno altre scoperte rivoluzionarie nei prossimi anni?


"Ne sono convinto, anche se prevedere in quale campo è naturalmente impossibile. Se io (o qualsiasi altra persona) potessi prevederlo con certezza, metteremo immediatamente i nostri interi gruppi di ricerca al lavoro in tale direzione! Ad esempio, molte persone sono convinte di un’imminente rivoluzione nel campo delle cellule solari a perovskite. Perciò, al momento ci sono numerosi gruppi al lavoro su questo versante. Ma forse qualcun altro si inventerà un materiale ancora migliore nei prossimi mesi o anni... "

Minerale di Perovskite grezzo

Ci racconti qualcosa della sua vita personale, dei suoi hobby e di altri interessi.

"Non c’è niente di troppo speciale da dire su di me. Trascorro buona parte del mio tempo a fare scienza, a leggere e scrivere articoli, a valutare proposte e tesi di PhD. Nel mio tempo libero, leggo letteratura in francese, inglese, tedesco e olandese. Mi piace anche usare la mia bici da corsa una volta a settimana per un giro di un paio d'ore. Mi aiuta a schiarirmi la mente ed è una buona scusa per godermi del buon cibo e del buon vino il più possibile mantenendo il mio peso entro limiti ragionevoli!"