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  • I ricercatori costruiscono un apparato rotante su scala nanometrica utilizzando componenti di DNA 3D aderenti (con video)

    Progettazione di un apparato rotante a base di DNA. Credito:(c) Progressi scientifici (2016). DOI:10.1126/sciadv.1501209

    (Phys.org)—Un trio di ricercatori della Technische Universität München ha costruito un apparato su nanoscala che un giorno potrebbe servire come base per un dispositivo motorizzato estremamente piccolo. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Progressi scientifici , il team descrive come hanno costruito il loro dispositivo, come funziona, e dove intendono portare la nuova tecnologia.

    Gli scienziati sognano di costruire dispositivi motorizzati sempre più piccoli che possano muoversi all'interno del corpo umano fornendo medicinali alle parti malate, tossine ai tumori o semplicemente fungendo da monitor della salute, ma ahimè, tali dispositivi non sono ancora stati realizzati, ma potrebbero avvicinarsi. In questo nuovo sforzo, il team in Germania ha costruito un dispositivo basato su parti sintetiche di DNA:imita, un po', le attività dei flagelli, le minuscole appendici simili a braccia che i batteri usano come pale per muoversi. È alto solo 40 nanometri ma comprende tre parti principali, una manovella che gira, un cuscinetto dell'asse e un contenitore per tenere insieme le altre due parti.

    Non ha ancora una fonte di alimentazione, quindi non può ancora essere definito un dispositivo motorizzato, Invece, può muoversi a causa dell'energia termica che crea molecole d'acqua in collisione che a loro volta fanno girare la manovella:il team non può ancora controllare la direzione del dispositivo, ma credo che potrebbero avere una soluzione nel prossimo futuro. Hanno in programma di testare le idee usando il calore laser, flusso di ioni o anche reazioni chimiche per far girare la manovella, e, si spera, consentire il controllo della direzione. Se avranno successo, un dispositivo motorizzato così piccolo sarebbe utile in più di semplici applicazioni mediche:potrebbe anche essere utilizzato per guidare sintesi chimiche o per pompare molecole attraverso le barriere.

    Il montaggio dell'apparato rotante. Credito:Philip Ketterer

    Il minuscolo dispositivo costruito dal team rappresenta il primo esempio di una nanomacchina ispirata alla biologia in grado di dimostrare un comportamento dinamico simile al motore. Rappresenta anche un passo avanti nella nanoarchitettura:il dispositivo è stato costruito molecola per molecola e forse è il primo passo verso lo sviluppo di veri nanorobot. Notano inoltre, che dopo aver visto il loro dispositivo in azione, non è difficile immaginare che tali dispositivi si muovano all'interno delle persone, in un modo molto simile a come si muovono i batteri.

    Un'animazione schematica dell'apparato rotante passivo. Anche il cuscinetto attorno al rotore viene leggermente urtato dalle molecole d'acqua, ma è fissato rigidamente alla superficie. (Le molecole d'acqua con cui il rotore viene preso a calci a causa della loro energia termica non sono mostrate esplicitamente nel film.) Credito:Hendrik Dietz
    Una rappresentazione schematica di un apparato rotante a diffusione libera con leva a manovella estesa. Attestazione:Hendrik Dietz

    © 2016 Phys.org




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