Metti il fotone nel motore

Il fotone diventa “motore” senza passare attraverso il vettore: l’elettricità. È questo l’obiettivo al quale si sta lavorando nei laboratori dell’Alma Mater di Bologna. Non parliamo di un’applicazione automobilistica, per ora, ma molecolare. Il progetto si chiama Leaps (Light effected autonomous molecular pumps) e ha l’obiettivo, nel giro di cinque anni, di realizzare una serie di sistemi nanometrici, quindi delle dimensioni di miliardesimi di metri, in grado di trasportare molecole in modo controllato, utilizzando l’energia contenuta nella luce. Lo studio potrebbe in futuro consentire di produrre muscoli artificiali azionati dalla luce, con cui costruire robot alimentati in maniera diretta dall’energia solare. Si tratta di un progetto innovativo ed estremo che ha suscitato interesse a livello internazionale e che il Consiglio europeo della ricerca ha finanziato con 2,5 milioni di euro.

«Riuscire a convertire l’energia solare e immagazzinarla sotto forma di energia chimica, il che significa realizzare una fotosintesi artificiale, significa arrivare a costruire un materiale plastico, ossia un polimero che sia in grado di accumulare l’energia della luce e di rilasciarla a comando effettuando un movimento, ovvero compiendo un lavoro. – dice il chimico Alberto Credi, realizzatore del progetto – Con materiali di questo tipo si possono costruire fibre muscolari artificiali azionate dalla luce. E magari un giorno potremmo usare queste fibre per costruire robot alimentati direttamente con l’energia del sole e arrivare a imitare in maniera artificiale il trasporto molecolare nelle cellule potrebbe avere anche notevoli implicazioni per usi biomedici».

Gli obiettivi del progetto di ricerca sono tre: il trasporto di molecole in modo controllato lungo una precisa direzione per una distanza di alcuni nanometri; il pompaggio di molecole fra due compartimenti di una soluzione, fisicamente separati da una membrana; la costruzione di materiali polimerici, nei quali il funzionamento delle pompe molecolari sia in grado di produrre cambiamenti strutturali. Si tratta, quindi, di uno studio che mette assieme chimica, fisica e biologia e che potrebbe aprire nuove strade in diversi campi della scienza, dalla tecnologia e alla medicina. L’idea delle nanomacchine solari è giá stata sviluppata negli anni passati da Credi e dal suo team di ricercatori e lo scienziato, che è docente al Dipartimento di Scienze e tecnologie agro-alimentari dell’Alma Mater è fra i 20 chimici italiani piú citati al mondo.

«Tutti gli organismi, compresi gli esseri umani, utilizzano motori molecolari costituiti da proteine per svolgere compiti fondamentali per la vita – spiega Credi- negli ultimi decenni noi chimici abbiamo imparato a creare macchine molecolari sintetiche, ma non siamo ancora riusciti a utilizzarle nel mondo reale. L’obiettivo è dunque fare concreti passi avanti in questa direzione».

Un approccio che nel settore dell’ecologia è già stato utilizzato, per esempio da Gunter Pauli che ha realizzato un compressore d’aria ad alta efficienza ispirandosi al sistema respiratorio delle balene, ma che in questo caso, affrontando dimensioni infinitamente piccole, vuole interessare i meccanismi di base della materia.