Quindici piccole piante di drosera appollaiate sul davanzale di una finestra, raccogliere la luce del sole e mangiare carne nel laboratorio di Mingjun Zhang nel campus di Knoxville dell'Università del Tennessee. Le piante di drosera sono carnivori, consumare insetti catturandoli con piccole palline adesive alle estremità dei loro tentacoli.

I tentacoli e le loro proprietà adesive possono essere il design della natura per catturare insetti, ma il team di ricerca di Zhang spera che un giorno questo stesso adesivo possa aiutare ad attaccare l'anca sostitutiva di tua nonna o il ginocchio artificiale senza temere che i tuoi corpi lo respingano.

Il ricercatore post-dottorato Scott Lenaghan ha spiegato che l'idea alla base di questa ricerca presso il Nano Bio-systems and Bio-mimetics Lab è imparare dai principi biologici e applicare l'ingegneria lungo la strada per sviluppare un prodotto finale che utilizza questi composti e principi per far progredire la tecnologia .

Trovare biomateriali organici

L'obiettivo del laboratorio è studiare il materiale biologico su scala nanometrica, un milione di volte più piccolo di un granello di sabbia, nella speranza di imitare ciò che la natura ha fatto per milioni di anni e applicarlo alla vita quotidiana, proprio come gli uccelli in volo hanno ispirato la creazione degli aeroplani.

Nelle operazioni di sostituzione medica, "hai bisogno di qualcosa che le cellule possano riconoscere e a cui attaccarsi, " disse Lenaghan. Con la drosera, i ricercatori potrebbero aver scoperto proprio questo, poiché le nanoparticelle nel suo adesivo sono facilmente riconoscibili dalle cellule umane.

Oltre alla ricerca sulle sorprendenti proprietà adesive della pianta carnivora della drosera, Zhang e i suoi colleghi stanno esplorando le nanoparticelle trovate nell'edera inglese. Queste particelle possono disperdere la luce, e potrebbe essere un'alternativa alle nanoparticelle a base di metallo attualmente utilizzate nella protezione solare, disse Lenaghan. I ricercatori hanno riportato il loro lavoro, sostenuto da sovvenzioni della National Science Foundation (NSF) e dell'Ufficio di ricerca dell'esercito, in un articolo del 2010 in Journal of Nanobiotechnology .

Usi medici

Nel diario di agosto 2010 Il gruppo di Zhang ha pubblicato l'articolo "Nanofibre e nanoparticelle dall'adesivo che cattura gli insetti della drosera (Drosera) per l'adesione cellulare". I ricercatori hanno riferito che le nanofibre e le nanoparticelle presenti in natura dall'adesivo secreto dalla drosera mostrano un'elevata compatibilità per il fissaggio delle cellule.

Lenaghan osserva inoltre che le nanofibre potrebbero essere potenzialmente utilizzate su bende adesive per migliorare la guarigione delle ferite rivestendo i tagli con materiali biologici che eccitano l'attività cellulare, invece di coprire semplicemente una ferita con il cotone.

L'adesivo della drosera ha qualità "Spiderman". Per esempio, può allungarsi fino a un milione di volte la sua dimensione normale. La maggior parte degli elastici può allungarsi fino a circa sei volte la loro lunghezza originale. Questa notevole elasticità rende la rugiada adesiva secreta dalla pianta una scelta potenzialmente efficace per rivestire parti di ricambio della carrozzeria, rigenerare i tessuti morenti, guarigione delle ferite e miglioramento degli adesivi sintetici. Il materiale è così appiccicoso ed elastico che è anche economico:meno di un microlitro (0,0002 cucchiaini) coprirebbe 25 millimetri quadrati (circa 0,04 pollici quadrati).

Il laboratorio di Zhang collabora con il dipartimento di biotecnologia vegetale dell'Università del Tennessee per coltivare le drosere nella serra del dipartimento e il team utilizza le risorse di imaging della Michigan State University per osservare e registrare i suoi risultati.

Altri usi

Mentre le applicazioni mediche per le nanoparticelle continuano a svilupparsi, uno degli usi principali delle nanoparticelle oggi è nei cosmetici. Le nanoparticelle assicurano che i molteplici ingredienti interagiscano in modo appropriato per ottenere effetti leviganti e luminosi.

"Siamo stati contattati da diverse aziende cosmetiche che ci hanno chiesto informazioni sulla nostra ricerca e sulle sue applicazioni, ", ha detto Lenaghan.

La ricerca su Sundew e English Ivy nel laboratorio di Zhang fa parte di un campo in crescita di materiali di "nuova generazione" che hanno un ampio impatto interdisciplinare. La speranza è quella di sostituire i tanti prodotti sintetici che usiamo quotidianamente con sostanze naturali.

"Nello scenario ideale, se avessi un osso rotto, vuoi una sostanza che si biodegradi man mano che i tuoi tessuti guariscono intorno ad essa, facendo di ciò che è rimasto il tuo materiale, " ha detto Lenaghan.

Non sorprenderti se un giorno presto potrai acquistare cerotti fatti con la drosera.