Il motore più piccolo del mondo

Misura un nanometro e si muove grazie a un impulso elettrico. È la macchina molecolare messa a punto dai ricercatori della Tufts University. A cosa serve?

Tutto questo in appena un miliardesimo di metro: il nanometro

Si chiama metil-butil-solfuro e potrebbe comparire nel prossimo libro del Guinness World Record. A che titolo? Come il più piccolo motore elettrico mai realizzato. Un gruppo di ricercatori della Tufts University del Massachusetts, guidati da E. Charles H. Sykes, è infatti riuscito per la prima volta a mettere in moto (non casuale) una singola molecola di metil-butil-solfuro grazie all’energia elettrica trasmessa attraverso l’aiuto di un microscopio a effetto tunnel (scanning tunnel microscope, un dispositivo usato generalmente per osservare fenomeni su scala atomica). Un’invenzione che oltre a guadagnare il primato mondiale potrebbe servire per il rilascio controllato di farmaci, o per lo sviluppo di circuiti elettrici su scala molecolare.
La macchina monomolecolare realizzata dagli scienziati (appena un nanometro di lunghezza, ossia un miliardesimo di metro), e presentata in uno studio apparso sulle pagine di Nature Nanotechnology, è così costituita: un atomo di zolfo, cinque atomi di carbonio e dodici atomi di idrogeno, fissata a un supporto di rame attraverso un legame con lo zolfo. Asimmetrica: più lunga da una parte (quella del butile) e più corta dall’altra (quella del metile). Nel corso dell’esperimento i ricercatori hanno usato dell’energia elettrica come carburante, iniettata nel motore attraverso la sottilissima punta del microscopio, grazie al quale poi gli scienziati hanno osservato la risposta della molecola.

Una volta trasmessa l’energia elettrica il motore della macchina si è acceso: la molecola ha cominciato a ruotare intorno all’atomo di zolfo, sia dall’una sia dall’altra parte, preferendo generalmente una direzione (quella oraria) all’altra (come dipendenza sia della conformazione della molecola sia delle caratteristiche della punta del microscopio, spiegano i ricercatori), a una velocità di circa 50 giri al secondo (valore misurabile solo grazie all’abbassamento della temperatura: fino a 5°Kelvin - circa -268°C - in modo da ridurne il moto e da poterlo osservare).

Come ha spiegato Sykes, rispetto ai motori molecolari realizzati in passato - come quelli alimentati da sostanze chimiche o accesi dall’interazione con la luce - il microscopio, attraverso l’energia elettrica, permette di operare più precisamente, interagendo con una singola molecola, che a sua volta, potrebbe essere utilizzata come sistema di ancoraggio per altri sistemi molecolari, che si mettano in moto di conseguenza.

Fonte

di Anna Lisa Bonfranceschi