Cosa succederebbe se potessimo muovere le cose atomo per atomo? Sono decenni che gli scienziati immaginano risposte. E mestieri per i nanorobot, le microscopiche macchine in grado di farlo: ripulire perdite di petrolio, consegnare medicinali esattamente dove serve nel corpo, o distruggere con precisione cellule tumorali.

Le macchine molecolari sono la cosa che più si avvicina a realizzare questo sogno. Ma arrivarci è stato un lungo e difficile percorso.

In parte, il problema è che il mondo microscopico è estremamente capriccioso. Le reazioni chimiche sono molto raramente una cosa sicura: qualche volta due molecole reagiscono, qualche volta no, e non si sa mai se lo faranno.

Finché si usano su tante molecole per volta (ad esempio, ogni cilindro del motore di un’auto brucia miliardi di molecole di benzina ad ogni giro), non è un grosso problema. Ma quando ci sono in ballo solo poche molecole, la faccenda diventa molto più imprevedibile.

Prendiamo una reazione chimica che avviene una volta su due, a caso. Se cerchiamo di farla succedere mille volte, sappiamo che circa 500 volte avremo successo. Ogni tanto saranno una ventina in più o in meno, ma grossomodo avremo lo stesso risultato.

Se invece facciamo tre o quattro tentativi, in media la reazione avverrà un paio di volte, ma qualche volta saranno quattro, qualche volte una. E qualche volta zero. Insomma, il risultato non è affatto coerente.

Le macchine molecolari, quindi, rappresentano una doppia sfida. Da un lato si devono creare molecole adatte a fare la parte di ingranaggi e altre parti meccaniche. Dall’altro, bisogna far sì che le reazioni che le fanno funzionare siano il più possibile affidabili e coerenti.

A testimoniare l’importanza di questa ricerca, tre dei principali studiosi di macchine molecolari hanno vinto il premio Nobel per la chimica 2016.

Ed anche se il sogno nanotecnologico non si è ancora del tutto realizzato, prototipi di piccoli ascensori o addirittura automobili di una sola molecola si stanno facendo strada nei centri di ricerca di tutto il mondo.

Per saperne di più
  • Chimicare ha intervistato uno dei vincitori del Nobel per la realizzazione delle macchine molecolari ed ha pubblicato un articolo molto dettagliato su come funzionano chimicamente le macchine molecolari
  • Già nel 1998, Vincenzo Balzani (un altro importantissimo protagonista della ricerca sulle macchine molecolari) parlava di come funzionano su Le Scienze
  • Se avete fretta, il canale YouTube Reactions ha spiegato in questo video la sostanza delle scoperte che hanno portato alle moderne macchine molecolari

 

Foto copertina: CC0 Paul Mawson/pixabay

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *