I nanomotori sono il futuro della medicina

Una vera svolta in medicina può essere rappresentata da vari nanodispositivi e oggi ne esistono già diversi in miniatura, ma non è ancora stata sviluppata una fonte di alimentazione efficace per tali dispositivi. Gli scienziati di Cambridge hanno colmato in parte le lacune in questo settore e presentato motori in miniatura che funzionano con una fonte di luce esterna.

Il funzionamento del nanomotore ricorda l'azione di una molla: il motore stesso è costituito da nanoparticelle d'oro trattenute da una sostanza polimerica simile a un gel che reagisce alle fluttuazioni di temperatura. Quando la sostanza viene riscaldata da un laser, l'umidità evapora attivamente, la sostanza inizia a contrarsi (come se scattasse) - di conseguenza, il nanomotore accumula energia luminosa e la immagazzina. Dopo aver spento la sorgente luminosa – in questo caso il laser – la sostanza inizia a raffreddarsi e ad assorbire attivamente l'umidità. L'energia accumulata viene quindi rilasciata e le particelle d'oro servono ad aumentare l'effetto della forza creata.

I dispositivi sviluppati dagli specialisti di Cambridge possono essere paragonati ai minuscoli sottomarini del film "Viaggio allucinante", in cui mini-sottomarini viaggiavano attraverso il corpo umano per rimuovere un coagulo di sangue dai vasi sanguigni. Inoltre, i nanomotori hanno una forza notevole rispetto al loro peso e, come le formiche, sono in grado di spostare grandi "carichi".

Gli sviluppatori hanno osservato che l'espansione della sostanza dopo lo spegnimento della sorgente luminosa avviene in modo estremamente rapido, paragonabile a un'esplosione microscopica. Questo effetto è causato da determinate forze che si instaurano tra le molecole della sostanza. Tali forze si manifestano in modo piuttosto marcato a livello microscopico, mentre in condizioni normali sono pressoché assenti. Gli esperti hanno osservato che sono proprio queste forze ad aiutare i gechi a scalare superfici verticali, e anche a testa in giù: miliardi di piccoli peli sulla superficie dei loro arti li aiutano in questo.

Come notato, il nanomotore accumula energia luminosa, la maggior parte della quale viene convertita in energia di attrazione tra le molecole di gel e le particelle d'oro. Quando l'energia di attrazione viene interrotta, la forza di rilascio dovuta all'oro è diverse volte maggiore di quella della compressione convenzionale del materiale. Secondo gli scienziati, lo svantaggio attuale del nanomotore è che l'energia viene rilasciata simultaneamente in tutte le direzioni e ora gli sforzi del gruppo scientifico sono volti a trovare un modo per dirigere il flusso di energia in un'unica direzione desiderata.

Se gli scienziati raggiungeranno il loro obiettivo e riusciranno a controllare il flusso di energia rilasciato nei nanomotori, tali dispositivi potrebbero essere utilizzati per controllare i nanobot che somministrano farmaci agli organi o alle aree interessate, nonché per gli strumenti controllati a distanza utilizzati durante la microchirurgia.

Il team di Cambridge sta attualmente sviluppando pompe e valvole controllate basate su nanomotori per chip utilizzati nei biosensori e nelle apparecchiature diagnostiche.

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