Un'automobile silenziosa e senza emissioni? Gli europei sono sulla strada giusta
Ricercatori olandesi e svizzeri hanno sviluppato un'automobile a quattro ruote motrici che non fa rumore e non produce emissioni. Presentato nella rivista Nature, lo studio è stato in parte finanziato dal progetto MOLECULAR MOTORS ("Molecular motors - controlling movement at the nanoscale"), che è stato supportato mediante un Advanced Grant del Consiglio europeo della ricerca (CER) del valore di 2,18 milioni di euro nell'ambito del Settimo programma quadro (7° PQ) dell'UE. I ricercatori affermano che questo prototipo simboleggia la costruzione leggera portata all'estremo. I motori possono trasformare dell'energia chimica, termica o elettrica in energia cinetica per permettere il movimento di merci da un punto A a un punto B. Con lo stesso spirito, Madre Natura fa la stessa cosa. Le proteine motore come la kinesina e la proteina del muscolo actina eseguono questo compito. I ricercatori affermano che queste proteine solitamente avanzano scivolando su altre proteine e "bruciano" adenosin-trifosfato (ATP). Scienziati provenienti dall'Università di Groningen e dall'Università di Twente nei Paesi Bassi, oltre che dai Laboratori federali svizzeri per la scienza e la tecnologia dei materiali (EMPA) e dall'Università di Zurigo in Svizzera hanno sviluppato questo nano veicolo che contiene soltanto una molecola e viaggia quasi in linea retta su una superficie di rame su quattro ruote alimentate elettricamente. Sintetizzando una molecola con quattro unità motore rotanti, il team ha avvicinato l'Europa di un ulteriore passo allo sviluppo di sistemi artificiali di trasporto su nano scala. "Per fare questo, la nostra macchina non necessita di rotaie o di benzina; essa è alimentata elettricamente," ha detto Karl-Heinz Ernst ricercatore dell'EMPA, che è anche professore all'Università di Zurigo. "Deve trattarsi della più piccola macchina elettrica del mondo, ed è persino a quattro ruote motrici." La difficoltà nello sviluppo di questa macchina è il miglioramento della sua capacità di rifornimento. Secondo i ricercatori, poiché questa macchina misura 4 nanometri per 2, che è circa 500 milioni di volte più piccola di una Volkswagen Golf, essa deve essere rifornita di energia dopo ogni mezza rotazione delle ruote. Ciò viene effettuato mediante la punta di un microscopio a scansione per effetto tunnel (STM). Il suo design molecolare limita anche la capacità di girare delle ruote; possono girare solo in una direzione. "In altre parole, non c'è la retromarcia," ha spiegato il professor Ernst. I ricercatori hanno sottolineato che in base al suo "progetto di costruzione", la guida della complessa molecola organica funziona nel seguente modo: dopo averla sublimata su una superficie di rame e aver posizionato la punta di un STM al di sopra di essa a una distanza ragionevole, viene applicata una tensione media non inferiore a 500 mV. Gli elettroni quindi "attraversano" la molecola, generando cambiamenti strutturali reversibili in ciascuna delle quattro unità motore. Un'isomerizzazione cis-trans emerge sul doppio legame. Entrambi i gruppi laterali si inclinano per passare oltre e ritornano poi alla loro posizione originale. Se tutte le quattro ruote girano simultaneamente, la macchina si muove in avanti. Dopo 10 stimolazioni STM, i ricercatori hanno constatato che la molecola si era mossa di 6 nanometri in avanti. "Le deviazioni dalla traiettoria prevista si verificano poiché non è così banale stimolare tutte e quattro le unità motore contemporaneamente," ha detto il professor Ernst.Per maggiori informazioni, visitare: EMPA: http://www.empa.ch/ Consiglio europeo della ricerca (CER): http://erc.europa.eu/
Paesi
Paesi Bassi