Questa mattina, tre pionieri nel campo della chimica - Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart e Bernard L. Feringa - hanno ricevuto il premio Nobel per la chimica per il loro lavoro sulle macchine molecolari. Invece di ferro e acciaio, questi minuscoli dispositivi utilizzano componenti molecolari, che ruotano e pompano in modo simile a pedivelle e pistoni a grandezza naturale. Invisibili a occhio nudo, queste nanomacchine potrebbero infine essere utilizzate in nuovi materiali, sensori o persino nella consegna mirata di medicinali.
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Il trio ha dato enormi contributi a una cassetta degli attrezzi molecolare che è solo l'inizio di questi gadget su scala nanometrica. "Mi sento un po 'come i fratelli Wright che volavano per la prima volta 100 anni fa e la gente diceva perché abbiamo bisogno di una macchina volante?" Feringa ha detto al comitato Nobel durante una telefonata, riferisce Nicola Davis e Ian Sample presso The Guardian. "E ora abbiamo il Boeing 747 e l'Airbus."
Esistono già molti materiali che possono essere prodotti chimicamente. Ma ora con l'aggiunta di questi piccoli movimenti, "ci sono infinite opportunità", dice. "Apre un mondo completamente nuovo di nanomacchine".
Nel 1983 Jean-Pierre Sauvage e il suo gruppo di ricerca francese fecero il primo passo verso la creazione dei dispositivi minuti, superando una sfida che confuse molti prima di lui. Usando uno ione rame, lui e il suo team hanno attirato due molecole a forma di mezzaluna, bloccandole insieme attorno a un anello per creare un cosiddetto legame meccanico, creando quello che sembra un collegamento in una catena molecolare, secondo un briefing della stampa.
Il successivo grande passo avanti fu nel 1991, quando Stoddart creò un asse di dimensioni nanometriche usando un anello molecolare privo di elettroni carichi negativamente e un'asta ricca di elettroni. Quando i due si incontrarono in soluzione, si attrassero l'un l'altro e l'asta scivolò attraverso l'anello come un asse. L'aggiunta di calore ha scatenato il movimento. Negli anni successivi, Stoddart ha persino incorporato questo piccolo movimento in un chip di computer.
Il maggior contributo di Feringa al campo arrivò nel 1999 quando lui e il suo team svilupparono il primo motore molecolare. I movimenti di rotazione delle molecole sono in genere casuali, ma Feringa è stata in grado di progettare una molecola che gira in una direzione controllata. Ha aggiunto queste "ruote" molecolari a un telaio in carbonio per creare un'auto molecolare che trae impulso dalla luce.
I ricercatori ritengono che le nanomacchine abbiano il potenziale per rivoluzionare informatica, sanità e scienza dei materiali. Un giorno, le nanomacchine potrebbero funzionare come piccoli robot molecolari, riparare organi o ripulire l'ambiente.
Potrebbero persino rivoluzionare le città, Mark Miodownik, professore di materiali e società all'University College di Londra, dice a Hannah Devlin di The Guardian . "Se vuoi un'infrastruttura che si prenda cura di se stessa - e penso che lo facciamo - sono abbastanza sicuro che ci stiamo muovendo verso sistemi di auto-guarigione", afferma. "Avremo tubi di plastica in grado di riparare se stessi o un ponte che quando viene rotto ha queste macchine che ricostruiscono il ponte su una scala microscopica. È solo all'inizio. Il potenziale è davvero immenso."
I ricercatori stanno già facendo grandi passi verso l'utilizzo delle macchine molecolari, riferisce Sarah Kaplan al Washington Post . L'anno scorso, i ricercatori tedeschi hanno utilizzato macchine molecolari per costruire un composto anticancro che viene spento e acceso dalla luce. Ciò consente ai medici di colpire le aree interessate senza danneggiare i tessuti sani. Un altro gruppo ha creato un "robot" molecolare in grado di collegare gli aminoacidi come un piccolo braccio mobile.
Ma la tecnologia è ancora agli inizi e c'è molto altro a venire. Secondo Nobelprize.org, "il motore molecolare è allo stesso stadio del motore elettrico degli anni '30 del 1800, quando gli scienziati mostrarono varie manovelle e ruote che non sapevano che avrebbero portato a treni elettrici, lavatrici, ventilatori e robot da cucina".
