Immagine: espansione di nanoparticelle d’oro con rivestimento polimerico. Credit: Yi Ju / Università di Cambridge
I ricercatori hanno costruito un nano-motore che potrebbe costituire la base per future applicazioni in nano-robotica, tra cui robot abbastanza piccoli da entrare nelle cellule viventi.
Si tratta del motore più piccolo del mondo: misura pochi miliardesimi di metro in termini di dimensioni e utilizza la luce per alimentarsi. Il motore in nanoscala, sviluppato da ricercatori dell’Università di Cambridge, potrebbe costituire la base delle future nano-macchine che possono navigare in acqua, (nell’ambiente che li circonda) o anche essere immesse nelle cellule viventi per combattere le malattie.
Il prototipo del dispositivo è costituito da minuscole particelle cariche di oro, legate insieme con polimeri sensibili alla temperatura in forma di un gel. Quando il ‘nano-motore’ viene riscaldato con un laser, ad una certa temperatura memorizza grandi quantità di energia in una frazione di secondo ed i rivestimenti polimerici elastici riescono ad espellere tutta l’acqua dal gel. Questo ha l’effetto di costringere le nanoparticelle di oro a legarsi insieme in gruppi ristretti. Ma quando il dispositivo si raffredda, i polimeri assumono acqua e si espandono e le nanoparticelle di oro sono fortemente e rapidamente spinte a partire, come una molla.
I risultati della ricerca sono riportati nella rivista PNAS .
“E’ come generare un’esplosione”, ha detto il Dottor Tao Ding del Cavendish Laboratory di Cambridge e primo autore dell’articolo.
“Sappiamo che la luce può riscaldare l’acqua nei motori a vapore”, ha detto il co-autore Dr Ventsislav Valev dell’Università di Bath. “Ma ora siamo in grado di usare la luce per alimentare un motore a pistoni su scala nanometrica”.
Le nano-macchine sono state a lungo un sogno degli scienziati, ma dal momento che non era ancora stato trovato un modo per farle muovere, erano rimaste nel regno della fantascienza. Il nuovo metodo sviluppato dai ricercatori di Cambridge è incredibilmente semplice.
Le forze esercitate da questi minuscoli dispositivi sono maggiori di quelli di qualsiasi altro dispositivo precedentemente prodotto, con una forza per unità di peso quasi cento volte migliore di quella di qualsiasi motore o forza muscolare. Secondo i ricercatori, i dispositivi sono bio-compatibili, veloci e a basso consumo energetico.
Il Professor Jeremy Baumberg del Cavendish Laboratory, che ha guidato la ricerca, ha definito i dispositivi ‘piccole formiche‘ perchè hanno una grande forza per il loro peso. “La sfida che dobbiamo affrontare è come controllare questa forza per applicazioni nelle nano-macchine”, spiegano i ricercatori.
Baumberg ha spiegato: ” Ci avvaliamo della legge di Van de Waals, forze attrattive o repulsive tra molecole: con particelle di metalli pesanti possiamo impostare le molle (polimeri) e con le molecole di acqua possiamo liberarle per generare un movimento che è reversibile e riproducibile”.
Fonte: Phys.org
