Ricerca: nasce Leap, il nanomotore molecolare alimentato dalla luce

Le dimensioni sono nanometriche (milionesimi di millimetro, più o meno il diametro di un globulo rosso) ed è in grado di pompare molecole sfruttando l’energia della luce. Si tratta di un sistema estremamente semplice e dunque adattabile a diverse necessità, il cui funzionamento è molto simile a quello dei motori biologici che regolano il trasporto di sostanze all’interno delle cellule o la contrazione dei muscoli. E’ l’unica macchina molecolare automatica ed autoassemblante sviluppata in laboratorio: si costruisce da sola e, se esposta alla luce del Sole, funziona in maniera autonoma senza bisogno dell’intervento umano. A progettarla, realizzarla ed infine collaudarla un gruppo di ricercatori del dipartimento di chimica ‘G. Ciamician’ dell’Università di Bologna, coordinato da Alberto Credi e composto da Giulio Ragazzon, Massimo Baroncini, Serena Silvi e Margherita Venturi. Il nuovo sistema ‘Leap’ (Light energy automatic pump) sviluppato dal team bolognese è in grado di convertire in modo continuo ed automatico l’energia luminosa di una fonte costante (come il Sole) in lavoro meccanico ed è il primo esempio di pompa molecolare artificiale azionata dalla luce. Le altre macchine molecolari artificiali realizzate fino ad ora hanno strutture molto sofisticate, non sono capaci di sfruttare la loro fonte energetica in modo continuo ed autonomo, e non possono compiere lavoro. Con Leap (che in inglese significa ”balzo”) questi limiti sono stati superati. Una volta accesa la luce il dispositivo funziona senza bisogno di altri interventi esterni, così come un motore a scoppio gira autonomamente finché gli si fornisce il carburante. A differenza di quest’ultimo, però, Leap utilizza un’energia rinnovabile (la luce) e non genera quindi prodotti di scarto. Il prossimo obiettivo del gruppo di ricerca è inserire il nanomotore in una membrana che separa due comparti e studiarne l’effettiva capacità di pompare molecole da un comparto all’altro sotto l’azione della luce. Lo sviluppo di nanomotori artificiali è di grande importanza sia per capire meglio il funzionamento dei nanomotori biologici, sia per costruire dispositivi ultraminiaturizzati di nuova generazione capaci, ad esempio, di intervenire in maniera attiva sui meccanismi cellulari. Sistemi del genere potrebbero essere in grado, in futuro, di curare malattie prevenendo o riparando danni biologici. Inoltre, la realizzazione di un congegno nanometrico capace di utilizzare la luce per trasportare molecole è il primo passo verso lo sviluppo di metodologie di nuova concezione per la conversione dell’energia solare in energia chimica.