Nanomacchina spinta da motore elettrico microscopico

La corsa alla miniaturizzazione ha ormai raggiunto traguardi considerati fantascientifici solo qualche anno fa: i ricercatori dell' Università di Groningen hanno sviluppato una molecola alimentata da quattro motori, e capace di muoversi orizzontalmente lungo una superficie di rame.
Non è il primo "nanomotore" mai realizzato, ma è il primo degno di tale nome. Fino ad ora sono stati realizzate nanomacchine guidate dalla luce o dal calore, ma questa molecola è il primo effettivo motore elettrico in formato nano.
"Questo è il primo esempio di funzione simile a quella di un motore tradizionale" spiega Ben Feringa, professore di chimica organica a capo del team che ha realizzato il motore. "Si può immettere energia per avere un meccanismo di propulsione simile a quello di un vero motore d'automobile".
La nanomacchina è sostanzialmente una molecola sintetica delle dimensioni di 4 x 2 nanometri alimentata da energia elettrica. "Questo è un passo decisivo verso sistemi di trasporto artificiali su scala nanometrica. Per ottenere questo risultato, la nostra macchina non ha bisogno di petrolio o rotaie; funziona grazie all'elettricità. E' il più piccolo veicolo elettrico del mondo, ed è anche dotato di quattro ruote".
La molecola sintetica contiene quattro motori che, quando eccitati elettricamente da un microscopio elettronico a scansione, riescono a spingere la nanomacchina lungo una superficie di rame per qualche nanometro (nei test si è arrivati a soli 6 nanometri di spostamento rettilineo, ma è già possibile dare una direzione alla molecola).
I motori sono controllati individualmente, e consentono di direzionare il veicolo microscopico intervenendo sul movimento rotatorio delle ruote. Ad ogni mezza rotazione delle ruote, è necessario fornire ulteriore energia elettrica ai motori della molecola.
Il problema è che qualsiasi sorgente di elettroni è capace di azionare la nanomacchina, cosa che ha richiesto la sperimentazione a basse temperature in una camera a vuoto, in modo tale da mantenere immobile la molecola prima di azionarne i motori.
"Il controllo del movimento nel nano-mondo è molto difficile, ed è molto differente da quanto accade nel mondo macroscopico" spiega Feringa. La gravità e il peso non hanno la stessa valenza nell'infinitamente piccolo, e mantenere il veicolo attaccato al suolo diventa una vera e propria impresa.
Il passo successivo sarà quello di creare nanomacchine in grado di muoversi a temperatura ambiente con molta più autonomia e controllo: questi minuscoli motori dovranno spingere il loro carico per divewrsi micrometri (o distanze superiori), e a temperatura ambiente, per poter essere impiegati in una miriade di applicazioni diverse.
I nano-veicoli non sono una novità: la prima nanomacchina è stata creata nel 2005, ma l'assenza di un vero e proprio motore aveva costretto James Tour, ideatore della molecola, a farla muovere lungo una superficie metallica grazie ad un sistema di diffusione termica.
L'esperimento di Tour era volto a dimostrare la possibilità di far spostare delle molecole di fullerene lungo una superficie metallica. Quando la molecola, composta da una struttura portante e 4 ruote di fullerene, viene depositata su una superficie d'oro, aderisce al metallo e rimane in posizione; se l'oro viene riscaldato fino a 200°C, tuttavia, le ruote di fullerene si muovono avanti e indietro lungo il piano d'appoggio.
WORLD'S TINIEST ELECTRIC VEHICLE ROLLS OUT