Le piccole molecole robot
Scritto da Infm-Cnr   
Lunedì 27 Aprile 2009 11:36
Molecole come robot, che nel mondo dell’infinitamente piccolo si muovono in completa autonomia spostando materiali e costruendo strutture. Questo e' quanto gli scienziati si attendono dai rotori molecolari, delle molecole progettate per ruotare su se stesse e spostarsi sfruttando energia fornita dall’esterno, il cui sviluppo puo' ricevere un notevole contributo dallo studio e le simulazioni condotte da Andrea Vanossi del centro S3 di Istituto nazionale per la fisica della materia (Infm) del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr), Alexander Filippov del Donetsk Institute for Physics and Engineering e Michael Urbakh della School of Chemistry della Tel Aviv Univerisity.

I tre scienziati hanno infatti individuato una proprieta' di questi rotori che puo' semplificarne drasticamente la realizzazione: hanno scoperto che molecole che ruotano su una superficie – indipendentemente dal modo in cui ruotano – riescono comunque a spostarsi in una specifica direzione se la superficie su cui si muovono e' 'ben fatta', se possiede cioe' una corretta struttura atomica. E che la superficie puo' agire come un 'binario', permettendo quindi di strutturare il loro movimento ad hoc. Vari tipi di rotori molecolari, alimentati dall’energia chimica, dalla luce, e persino dalll'elettricita' sono gia' stati realizzati dagli scienziati. Ma non si e' ancora capito come controllarne la rotazione per costringerli a girare in un solo verso e ad una data velocità in modo affidabile. Questo è un aspetto chiave per il loro sfruttamento, dato che e' proprio ruotando che queste molecole lavorano. Ruotando possono infatti trasformarsi in nano-robot specializzati in molti compiti diversi: trasportatori di materiale, pompe nanometriche (magari all’interno di dispositivi miniaturizzati di analisi), o veri e propri robot costruttori automatizzati (ad esempio in grado di realizzare transistor). Senza questo controllo, la loro rotazione pseudocasuale li porta a spostarsi in modo imprevedibile, e quindi inutilizzabile. Diventa allora chiara l’importanza del lavoro di Vanossi e colleghi: i loro risultati indicano infatti che per tutta una importante famiglia di questi rotori (quelli che ruotando si spostano lungo una superficie), il problema di controllare con precisione la rotazione puo'ò essere accantonato.
''Ci siamo accorti - ha commentato Vanossi – che non importa in che modo queste molecole girano, ne' se lo fanno in modo regolare, perché attraverso la superficie li possiamo guidare quasi come su un binario. Per alcuni tipi di rotori molecolari, questo davvero puo' eliminare tantissimi problemi teorici e tecnici.''.

 












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