Gli scienziati creano il primo “robot molecolare” al mondo, in grado di costruire molecole

Organizzando una linea di montaggio minuscola, si potrebbero costruire i migliori farmaci atomo su atomo.

Gli scienziati dell’Università di Manchester hanno creato il primo “robot molecolare” al mondo in grado di svolgere compiti base, compresa la costruzione di altre molecole.

I piccoli robot, dalle dimensioni di milionesimi di millimetro, possono essere programmati per movimentare e costruire carichi molecolari, utilizzando un piccolo braccio robotizzato.

Ogni singolo robot è in grado di manipolare una singola molecola ed è composto da soli 150 atomi di carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto. Per contestualizzare tale dimensione, una pila di un miliardo di miliardi di questi robot sarebbe delle stesse dimensioni (volume/peso) di pochi chicchi di sale.

I robot operano effettuando reazioni chimiche in soluzioni speciali che possono poi essere controllate e programmate dagli scienziati per svolgere i compiti di base.

In futuro tali robot potrebbero essere utilizzati per scopi medici, processi di produzione avanzati e persino per costruire fabbriche molecolari e linee di assemblaggio. La ricerca, finanziata dal Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC), è stata pubblicata il 21 Settembre su Nature.

Il professor David Leigh, che ha guidato la ricerca presso la Scuola di Chimica dell’università, spiega: “Tutta la materia è costituita da atomi e questi sono gli elementi di base che formano le molecole. Il nostro robot è letteralmente un robot molecolare, costruito in atomi proprio come si può costruire un robot molto semplice in mattoni Lego. Il robot risponde quindi ad una serie di semplici comandi programmati da uno scienziato con input chimici.”

“È simile al modo in cui i robot vengono utilizzati su una linea di montaggio per auto. Questi robot raccolgono un pannello e lo posizionano in modo che possa essere avvitato nel modo corretto per costruire la carrozzeria di un’auto. Così, proprio come il robot in fabbrica, anche la nostra versione molecolare può essere programmata per posizionare e montare i componenti in diversi modi per costruire prodotti diversi, su scala molto più piccola a livello molecolare.”

Il vantaggio di avere macchinari così piccoli è che riduce massicciamente la domanda di materiali, può accelerare e migliorare la scoperta dei farmaci, ridurre drasticamente il fabbisogno energetico e aumentare rapidamente la miniaturizzazione di altri prodotti. Pertanto, le applicazioni potenziali per i robot molecolari sono estremamente varie ed entusiasmanti.

Il Prof. Leigh dice:

“La robotica molecolare rappresenta il massimo della miniaturizzazione dei macchinari. Il nostro obiettivo è progettare e rendere possibili le macchine più piccole. Questo è solo l’ inizio, ma prevediamo che entro 10–20 anni i robot molecolari cominceranno ad essere usati per costruire molecole e materiali su linee di assemblaggio in fabbriche molecolari.”

Mentre la costruzione e il funzionamento di questa piccola macchina è estremamente complesso, le tecniche utilizzate dal team si basano su processi chimici semplici.

Il Prof. Leigh ha aggiunto: “I robot sono assemblati e azionati utilizzando la chimica. Questa è la scienza di come gli atomi e le molecole reagiscono l’una con l’altra e come le molecole più grandi sono costruite da quelle più piccole.”

È lo stesso tipo di processo che gli scienziati usano per fabbricare medicinali e materie plastiche partendo da semplici componenti chimici. Poi, una volta che i nano-robot sono stati costruiti, vengono azionati dagli scienziati aggiungendo input chimici che dicono ai robot cosa fare e quando, proprio come un programma per computer.


Tradotto in Italiano. Articolo originale: Università di Manchester


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