Immagina un liquido che potrebbe muoversi da solo. Non c'è bisogno dello sforzo umano o della forza di gravità. Potresti metterlo in un contenitore piatto su un tavolo, non toccarlo in alcun modo, e scorrerebbe ancora.

I ricercatori Brandeis riportano in un nuovo articolo in Scienza che hanno fatto il primo passo nella creazione di un liquido autopropulsore. La scoperta promette di sviluppare una classe completamente nuova di fluidi che possono fluire senza sforzo umano o meccanico. Una possibile applicazione nel mondo reale:il petrolio potrebbe essere in grado di muoversi attraverso un oleodotto senza bisogno di essere pompato.

I ricercatori lavorano presso il Materials Research Science and Engineering Center (MRSEC) di Brandeis, parte di un'iniziativa della National Science Foundation per creare una nuova classe rivoluzionaria di materiali e macchine realizzati con componenti biologici.

La svolta riportata sulla rivista Scienza è stato ottenuto riproducendo in laboratorio la serie incredibilmente complessa di processi che consentono alle cellule di cambiare forma e adattarsi al loro ambiente. Le cellule possono farlo perché gli elementi costitutivi della sua impalcatura, tubi cilindrici cavi chiamati microtubuli, sono in grado di autotrasformarsi. I microtubuli crescono, restringersi, piegati e allungati, alterare la struttura sottostante della cellula.

I ricercatori Brandeis hanno estratto i microtubuli dal cervello di una mucca e li hanno messi in una soluzione acquosa. Hanno quindi aggiunto altri due tipi di molecole presenti nelle cellule:chinesina e adenosina trifosfato (ATP).

I microtubuli sono allineati parallelamente l'uno all'altro. Una molecola di chinesina si interpose tra loro, collegandoli come un legame tra i binari.

Utilizzando l'ATP come fonte di carburante, la chinesina iniziò a muoversi. La sua cima andava in una direzione, il fondo in un altro. I microtubuli scivolano via l'uno dall'altro, e la struttura si è rotta.

Ma i microtubuli non rimasero fluttuanti a lungo. La nuova kinesina è arrivata e ha legato ciascuna a un nuovo partner.

Quando questi microtubuli si univano e poi si separavano, Stupefacente, modelli vorticosi sono emersi nel fluido. E per la prima volta in assoluto, il team Brandeis è riuscito a far muovere i vortici nella stessa direzione, creando un "flusso coerente" che spingeva in avanti anche il liquido circostante.

Questa reazione microtubulo-chinesina-ATP è la stessa che avviene nelle cellule, tranne che nelle cellule è molto più complicato. Eppure il modello molto più semplificato creato dagli scienziati Brandeis ha ottenuto un effetto simile. Essenzialmente hanno sfruttato il potere della natura per creare una macchina microscopica in grado di pompare fluidi.