I ricercatori dell'Università di Leiden Sono riusciti a dimostrare la grande precisione raggiungibile nel progettare e realizzare oggetti di dimensioni talmente ridotte da poter circolare all'interno del corpo umano (Credit: (Doherty et al., Soft Matter)
La USS Voyager sotto il comando del capitano Janeway in Star Trek è lunga oltre 300 metri e ospita un equipaggio composto di oltre 140 persone, ma i ricercatori dell’Università di Leiden (Olanda) l’hanno ridotta alle dimensioni del sottomarino che nel film Viaggio Allucinante viene introdotto nel sistema circolatorio di un essere umano per curarlo dall’interno.
Con la forma varia il comportamento del nanovascello
Naturalmente in questo caso si tratta solo di un oggetto con la forma di un astronave, lungo 0,005 millimetri, ma sebbene i ricercatori si siano indubbiamente divertiti nel crearlo (insieme a svariati altri soggetti: da una piccola imbarcazione a strutture che ricordano un fusillo o un lecca-lecca), vi sono validissime motivazioni scientifiche dietro questo lavoro.
La ricerca investiga sul comportamento di microdispositivi all’interno di varie tipologie di liquido; il movimento avviene tramite reazione chimica, per esempio un rivestimento in platino reagisce in una soluzione di perossido di idrogeno inducendo una propulsione all’oggetto.
Studi di questo genere vertono a superare i limiti posti dal controllo tramite campi magnetici esterni che possono non essere adeguati a ogni circostanza, in particolare laddove sia necessaria una sorta di guida autonoma.
E anche la forma ha la sua importanza: si è scoperto che oggetti a forma di L seguono un percorso circolare mentre forme a spirale non cilindrica si adattano a schemi peculiari inattesi dai ricercatori.
Due tecnologie protagoniste di passi da gigante negli ultimi anni: nanotecnologia e stampa 3D
Gli studi servono a meglio comprendere il comportamento dei microswimmer naturali come i batteri, lo sperma, i globuli bianchi; in che modo la forma, la simmetria (o la sua assenza) influiscano sulla motilità e la struttura del percorso seguito.
Questo porterà, spostato su microswimmer sintetici, a importanti sviluppi nelle tecniche di diagnosi, terapia, chirurgia, trasporto di sostanze medicamentose in modo preciso e mirato nell’area da curare.
E l’altro aspetto importante è la capacità di realizzare questi dispositivi in nanoscala sfruttando la flessibilità e la convenienza economica delle stampanti 3D, con la possibilità di calibrare con precisione sempre maggiore la struttura anisotropica dei microswimmer nelle forme più disparate.
Non siamo di fronte a scienziati ridotti a dimensioni microscopiche per operare un paziente pilotando un sottomarino attraverso i suoi vasi sanguigni, ma in fondo il principio e gli scopi sono gli stessi, e non sono più fantascienza.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Soft Matter.
Di Corrado Festa Bianchet
