Sono davvero piccolissimi i robot sviluppati all’Università di Manchester: 150 atomi di carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto che formano un bracci
Sono davvero piccolissimi i robot sviluppati all’Università di Manchester: 150 atomi di carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto che formano un braccioin grado – per la prima volta al mondo – di svolgere semplici compiti, tra cui assemblare molecole in soluzione. Li chiamano, appunto, robot molecolari, e secondo gli esperti in un futuro non lontano potrebbero essere impiegati per ottimizzare i processi chimici in campo medico così come in quello industriale.
Per renderci conto delle loro dimensioni (equivalenti a un milionesimo di millimetro) dobbiamo pensare che un miliardo di miliardi di queste molecole robotiche compattate tra loro raggiungerebbe le dimensioni di un singolo granello di sale.
Il processo che ha portato alla realizzazione di queste nanoscopiche macchine non è molto diverso dal costruire un robot con dei mattoncini Lego, solo che l’assemblaggio è chimico. E chimici sono anche i principi utilizzati per programmare i robot molecolari e farli funzionare.
“Il processo utilizzato è lo stesso che gli scienziati utilizzano per fare medicinali e materiali plastici a partire da semplici elementi chimici” spiega David Leigh, responsabile della ricerca pubblicata su Nature. “Una volta costruiti i nano-robot, questi vengono gestiti dagli scienziati attraverso degli input chimici, cioè segnali che dicono ai robot cosa fare e quando, proprio come un programma per computer”.
I robot molecolari lavorano su scala nanoscopica proprio come i robotmeccanici di una catena di montaggio: il braccio può essere programmato per spostare atomi e molecole in soluzione e assemblarli assieme percostruire molecole più grandi.
Dopo aver creato la struttura dei robot molecolari, gli scienziati inglesi hanno sviluppato dei protocolli di utilizzo in base ai quali, modificando certe caratteristiche chimiche della soluzione (come il pH), inducono il braccio robotico a cambiare conformazione e a interagire con le diverse molecole. Il robot avvicina i gruppi chimici forniti dai ricercatori a determinati siti attivi e costruisce le nuove molecole in un processo a più passi. In base alle condizioni imposte, gli esperti hanno ottenuto quattro molecole differenti risparmiando tempo, materiali e risorse rispetto al normale iter di produzione.
Piccolissimi, dunque, ma con un grandissimo potenziale: il loro impiego, infatti, avrebbe il vantaggio di catalizzare reazioni chimiche molto preciseper ottenere un certo composto prestabilito, per applicazioni che vannodall’area medica a quella industriale.
Facciamo un esempio. Esistono reazioni dalle quali si ottengono più prodotti, che sono molto simili tra di loro, identici dal punto di vista della formula chimica ma con una diversa disposizione degli atomi nello spazio. Questa caratteristica in gergo tecnico si chiama chiralità e può condizionare molto l’effetto che quel composto ha nell’interazione con le altre molecole(nel caso di un farmaco può incidere sulla sua efficacia, per esempio). Non è possibile scegliere quale dei prodotti far generare dalla reazione chimica, ma la ricerca di David Leigh e dei suoi colleghi ha dimostrato che i robot molecolari possono intervenire spostando le molecole, pilotando dunque il processo verso i composti più interessanti.
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