Microrobot e laboratori in miniatura grazie all’energia di batteri e luce

Laboratori in miniatura gestiti da microrobot, ecco la nuova frontiera della microbiologia. Arrivano i micromotori alimentati da luce e batteri.

di Giovanni Reale, pubblicato il
Laboratori in miniatura gestiti da microrobot, ecco la nuova frontiera della microbiologia. Arrivano i micromotori alimentati da luce e batteri.

Continuano a fare passi da giganti scienza e tecnologia, sempre più a braccetto per semplificarci la vita. Stavolta, una nuova interessante ricerca pubblicata dal portale Nature Communication, vede protagonisti elementi fin qui non tutti accostati già precedentemente insieme, stiamo parlando di micromotori, luce e… batteri.

Micromotori alimentati da batteri

Stavolta la ricerca li vede direttamente protagonisti, lo studio è stato realizzato dai ricercatori del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr)-Istituto di Nanotecnologie (Nanotec) e università Sapienza di Roma. La micromacchina è ibrida, cioè fatta di una parte biologica e di una parte sintetica stampata in 3D su scala nanometrica con un materiale plastico. La parte biologica è costituita da batteri di Escherichia coli modificati geneticamente che generano sottili filamenti elicoidali. Roberto Di Leonardo del Nanotec-Cnr e della Sapienza, spiega la funzione e il modus operandi dei batteri: “il tutto è fatto in modo da “farli nuotare diritto e non a zigzag, come fanno in natura, e da farli muovere grazie alla luce, naturale o artificiale, come quella di una lampadina”.

I batteri di Escherichia coli così geneticamente modificati producono una proteina, chiamata proteorodopsina e scoperta in campioni di plancton, che utilizza energia proveniente dalla luce per accumulare carica elettrica nella membrana cellulare. In questo modo i batteri, per muoversi, sfruttano le cariche elettriche ricavate dalla luce e diventano così i minuscoli propulsori in micromacchine invisibili all’occhio umano, la cui velocità di rotazione può essere regolata con luce di intensità controllabile.

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Micromotori 3D controllati con la luce

Secondo il professore Roberto Di Leonardo, stavolta, la ricerca ha fatto passi avanti fondamentali per portare la scoperta già allo step successivo, che è quello pratico. “Rispetto ai nostri precedenti tentativi basati su batteri non modificati e strutture piatte, il nostro sistema combina un’elevata velocità di rotazione ad un’enorme riduzione delle fluttuazioni. Possiamo già produrre centinaia di rotori indipendentemente controllati che utilizzano luce come fonte primaria di energia e che potrebbero un giorno essere alla base di componenti dinamici per microrobot”.

In sostanza, quindi, nello studio viene mostrato che i micromotori bio-sintetici veloci, a basso rumore e controllati dalla luce, possono essere ottenuti attraverso l’autoassemblaggio di microstrutture 3D e batteri geneticamente modificati. In futuro tali micromotori 3D potrebbero essere integrati in minuscoli robot per selezionare e trasportare cellule da analizzare nei laboratori di biologia in miniatura.

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Argomenti: Nuove tecnologie

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