(Phys.org)—Una delle prime macchine di Ozgur Sahin era un dispositivo di aggiunta meccanico realizzato con i Lego. Ce l'ha fatta quando aveva 11 anni e da allora non ha più smesso di produrre gadget. Alla scuola di specializzazione Sahin ha creato un microscopio a forza atomica in grado di misurare le forze meccaniche a livello molecolare, vincendo il primo premio nel concorso per inventori collegiali della National Inventors Hall of Fame.

Oggi una versione raffinata del microscopio è il principale strumento di ricerca di Sahin. Con esso il professore associato di scienze biologiche e fisica è in grado di studiare le sostanze su scala nanometrica, con implicazioni che vanno dalla prevenzione della salute e delle malattie all'energia alternativa.

"Gli scienziati lavorano sempre per creare microscopi migliori per vedere cose sempre più piccole, ma quello che il mio laboratorio vuole fare è identificare non solo le forme e le posizioni degli oggetti, ma anche quali sono le loro proprietà fisiche, "Sahin spiega.

La sua versione consiste in un cantilever con una punta affilata in silicone che agisce come un polpastrello per scansionare la superficie di un oggetto e si piega in risposta alla forza. Sahin paragona il processo alla cattura del pesce. Per esempio, se mette un frammento di DNA sull'ago come esca, quando incontra una sequenza molecolare corrispondente, risponderà con una certa forza.

Tutto ciò che unisce, dagli amminoacidi al DNA, genera forza, che è ciò che si propone di misurare. Il cantilever lo misura tramite la torsione, piegamento e legame della molecola bersaglio. "Contiamo sulle forze e su come cambiano, " Dice Sahin. "Il risultato finale è davvero semplice, ma ci sono così tante cose in corso. È la fisica classica".

Un'area di ricerca in crescita nel suo laboratorio di nanoscienza Northwest Corner Building è la comprensione delle spore batteriche. Sahin era curioso di Bacillus, un tipo di batteri che si trovano comunemente nel terreno. Le spore di Bacillus hanno rughe a fisarmonica. In condizioni umide le spore assorbono l'umidità dall'aria, e le rughe si aprono e cambiano fino al 40 percento in volume.

"La più grande fonte di energia in natura è l'evaporazione, " ha detto Sahin. "Il nostro clima è alimentato dall'evaporazione dell'acqua dagli oceani, e non abbiamo modo di accedere a questa energia. Possiamo accedere all'energia eolica ma non all'evaporazione. Questa potrebbe essere l'apertura per una piattaforma energetica completamente nuova".

Tutto il movimento richiede energia. Considerando quanto cambiano le spore, Sahin pensava di poter sfruttare il movimento e convertirlo in energia. "Abbiamo notato che le spore in espansione e in contrazione possono agire come un muscolo, spingere e tirare altri oggetti, "Sahin spiega.

Nel 7 novembre, edizione 2012 del Diario della Royal Society , Sahin ha pubblicato le sue scoperte su come emergono le rughe e perché:è un meccanismo di sopravvivenza per proteggere il materiale genetico delle spore. Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti sta supportando ulteriori ricerche per studiare la forza delle rughe che si dispiegano e per costruire nuovi tipi di materiali assemblando le spore in strutture più grandi. Il lavoro potrebbe eventualmente portare allo sviluppo di una batteria in grado di utilizzare l'energia delle spore.

Una possibile applicazione è un rivestimento industriale fatto di spore che può essere dipinto su un flessibile, materiale gommoso, che si curva in risposta al livello di umidità. Sahin confronta la produzione potenziale con l'energia solare.

Sahin fu incoraggiato presto a coltivare tale pensiero creativo da suo padre, un chirurgo, e madre, Un insegnante. È cresciuto vicino ad Ankara, Tacchino, e al liceo è stato uno dei cinque studenti scelti per rappresentare il suo paese alle Olimpiadi Internazionali di Fisica.

Dopo aver frequentato il college alla Bilkent University, si è trasferito negli Stati Uniti nel 2001, conseguendo il master e il dottorato di ricerca. a Stanford. Sahin è stata Rowland Junior Fellow ad Harvard per diversi anni prima di venire alla Columbia nel 2011. "I miei genitori hanno sottolineato l'importanza di imparare cose nuove, " Dice Sahin. "Ho sempre avuto la mentalità di poter creare e creare cose da solo".