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Tecnologia

Le minuscole capesante che nuoteranno nelle nostre vene

Per la creazione di robot microscopici gli organismi sono l'ispirazione migliore: in scale millesimali non c'è spazio per costruire motori, ingranaggi o installare batterie.
Immagine: Screenshot YouTube

La miniaturizzazione sembra essere la chiave per la medicina del futuro: ma non saranno équipe mediche rimpicciolite a entrare nel nostro corpo per portare farmaci nelle parti danneggiate, come nel film Viaggio Allucinante, bensì dei minuscoli robot, delle conchiglie robot per l'esattezza.

Come abbiamo già visto per le cellule artificiali create dai ricercatori di Monaco, la semplicità è la chiave per la creazione di robot microscopici e l'ispirazione migliore sono gli organismi, poiché in scale millesimali non c'è spazio per costruire motori, ingranaggi o installare batterie. Il nanorobot ideale è minimale, zoomorfo e si muove autonomamente, e la micro-capasanta elaborata da un gruppo di ricercatori dell'Istituto Max Planck sembra essere il candidato perfetto.

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Il punto di partenza per esplorare il funzionamento di questi microscopici robot nuotatori è la natura particolare dei fluidi in cui questi robot verranno immersi. Il sangue e gli altri fluidi corporei (come il liquido tra la retina e il vitreo o il fluido cistico) diversamente dall'acqua sono fluidi non-newtoniani, per cui non vale la legge di viscosità lineare—un esempio classico di fluido non newtoniano è l'Oobleck, fatto da amido di mais e acqua.

La natura di questi fluidi ha costituito l'ispirazione per la costruzione di micro-robot ispirati alle capesante—nei fluidi newtoniani una micro-capasanta artificiale, a causa della reversibilità idrodinamica, rimarrebbe ferma—poiché in un fluido non-newtoniano è possibile usare l'autopropulsione a movimenti reciproci, e un microrobot con la struttura di questa conchiglia è in grado di nuotare autonomamente una volta impresso un input iniziale.

Video illustrativo: YouTube

Il team di ricercatori guidato dal prof Peer Fischer ha sfruttato questa opportunità per creare un robot microscopico formato semplicemente da due valve, che simulano le conchiglie, unite da un unico cardine.

Gli scienziati hanno affermato che questa invenzione costituirebbe lo "schema generale" per una nuova classe di nanorobot nuotatori per cui non sarebbe necessaria l'azione continua di un campo magnetico esterno: le mini-capesante dai movimenti autonomi potrebbero essere alimentate dal calore, dalla luce, dall'elettricità, dall'energia acustica, o addirittura dalle reazioni chimiche interne al corpo.