Gli scienziati della Rice University hanno creato, guidato dalla luce, sommergibili a singola molecola. Una nuova versione della molecola rafforza la sua risposta fluorescente per un migliore monitoraggio. Gli atomi in rosso costituiscono il motore attivato dalla luce. Credito:Tour Group/Rice University
La prossima generazione di nanosottomarini in fase di sviluppo presso la Rice University è stata aggiornata con tag che emettono fluorescenza più a lungo, che consente ai sommergibili di essere tracciati per periodi più lunghi mentre vengono guidati attraverso una soluzione.
I veicoli a singola molecola introdotti dal laboratorio Rice del chimico James Tour l'anno scorso potrebbero un giorno essere utilizzati per consegnare farmaci o altri carichi. La nuova versione costruita e testata con i collaboratori dell'Università di Tel Aviv in Israele è oggetto di un recente articolo sulla rivista dell'American Chemical Society Lettere organiche .
Il primo nanosub, USN-1, potrebbe essere monitorato ma non ripreso da una tecnica che lo irradierebbe con la luce per tempi molto brevi. Ma questo non offriva informazioni sulla traiettoria del sommergibile, secondo l'autore principale Víctor García-Lopéz, un ex studente laureato alla Rice. L'ultimo modello, il 334 atomi USN-2, può essere visualizzato al microscopio a singola molecola per almeno 1,5 secondi, abbastanza a lungo per 30 fotogrammi di video.
"Questo ci consente di tracciare la traiettoria di un singolo nanosommergibile, " Ha detto Tour. "Dovrebbe portare a una migliore comprensione di come si muovono i nostri veicoli".
Il laboratorio ha attaccato il cicloottatetraene (COT) al corpo e al motore della molecola per impedirne lo sbiancamento, che spegne la fluorescenza. Il motore azionato dalla luce sviluppato da scienziati nei Paesi Bassi è un ligando simile a una coda che gira circa un milione di volte al secondo. I nuovi sub, come gli originali, sono in grado di spostarsi di 15 metri al secondo su distanze nanometriche, in base alla spinta fornita da ogni giro del motore rotante. Tra le frequenti collisioni che arrestano il loro moto in avanti, Tour ha detto, sono "le molecole che si muovono più velocemente mai viste in soluzione".
L'allievo del riso Víctor García-Lopéz tiene in mano una fiala dei nanosommergibili originali sviluppati alla Rice University. Credito:Jeff Fitlow/Rice University
I nanosottomarini non possono ancora essere guidati nel senso tradizionale, Tour ha detto. Il team è soddisfatto per il momento di aver ottenuto una "diffusione potenziata" che consente loro di capire come muovere un veicolo a una molecola in una soluzione di molecole di dimensioni simili.
"Il prossimo passo è tracciare questi nanosottomarini in soluzione e vedere se possiamo usarli per trasportare merci o interagire con le cellule, " Disse Giro.
