Vi siete mai chiesti come funziona un nanomotore molecolare durante la riparazione del DNA o il trasporto di materiale come gli organelli nella cellula? Tipicamente, i nanomotori si muovono lungo i filamenti di biopolimero per svolgere i loro compiti nella cellula. Fare così, usano l'energia delle reazioni chimiche derivate dall'ambiente circostante per azionarsi. In un nuovo studio pubblicato su EPJ MI , Mu-Jie Huang e Raymond Kapral dell'Università di Toronto in Ontario, Il Canada mostra che i piccoli motori sintetici possono attaccarsi ai filamenti polimerici e, a differenza di quanto mostrato da studi precedenti, si muovono senza cambiare né la loro forma né la direzione in cui si avviano. Ciò consente di veicolare efficacemente le sostanze che trasportano, come farmaci antitumorali o antinquinanti.

Il team ha progettato questi nanomotori per muoversi sfruttando le variazioni spaziali delle concentrazioni di specie chimiche che essi stessi producono mediante reazioni chimiche sulle loro superfici. Il principale miglioramento apportato dai risultati di questo studio è che anche motori sintetici molto piccoli, possibilmente sulla scala molecolare di Angstrom, un decimiliardesimo di metro:può funzionare in modo efficiente senza soffrire di rapide cadute e perdita di direzione iniziale.

Gli autori hanno studiato i movimenti di questi nanomotori su un filamento circondato da solvente creando un modello biomimetico a grana grossa con tutte le specie chimiche come particelle, vale a dire, molecole di solvente, gli elementi costitutivi molecolari del filamento e i motori stessi. Il vantaggio:questo approccio tiene conto dei disturbi derivanti dai movimenti casuali delle molecole di solvente e dei flussi macroscopici del fluido del solvente che accompagnano il movimento del motore.

Hanno scoperto che la concentrazione locale di prodotto catalitico che aiuta ad alimentare il loro movimento porta a un'inversione della direzione del movimento collettivo dei nanomotori, purché siano in concentrazione sufficientemente elevata. Il lavoro promette di stimolare ulteriori ricerche sul trasporto merci diretto.