Il “fascino della chimica” si potenzia ancora una volta con macchine molecolari attraverso l’evoluzione della ricerca

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Nel 2016 il  premio Nobel per la Chimica  fu assegnato al chimico francese Jean-Pierre Sauvage (1944), al chimico britannico Sir J. Fraser Stoddart (1942) e al chimico olandese Bernard L. Feringa  (1951) “per la progettazione e  la sintesi di macchine molecolari”. In effetti, queste macchine molecolari sono molecole altamente complesse, i cui movimenti meccanici possono essere controllati ai fini dello svolgimento di un compito fornendo loro l’energia necessaria, cosi come facciamo noi comunemente nel guidare, ad esempio, una macchina per raggiungere una data meta. Si chiamano anche nano-macchine – le più piccole al mondo – in quanto hanno dimensioni dell’ordine di un nanometro, cioè di un millesimo di micron, ovvero di un miliardesimo di metro; praticamente un diamtro pari ad un millesimo dello spessore di un capello. Esse possono essere prodotti di sintesi o biologici. La prima intuizione l’ebbe Sauvage quando sintetizzò (1983) la prima molecola dei “catenani” incastrando due molecole a forma di anello di una catena. Successivamente, nel 1991, Stoddart sintetizzò una molecola di “rotaxano” costituita da una molecola ad anello attraversata  da parte a parte da un’altra molecola lineare. Poi ancora, nel 1999, il chimico Feringa dell’Università di Groningen, grazie ai risultati precedenti, riuscì a sviluppare un “motore molecolare” che gira continuamente nello stesso verso. Il mondo biologico è ricco di macchine nanometriche come, ad esempio, i flagelli batterici che sono appendici cellulari, sottili e lunghe, che permettono al microbo di muoversi.

Negli ultimi anni, dai chimici sono state sintetizzate molecole con parti mobili come «pale rotanti, pompe che raccolgono molecole dalla soluzione, assemblatori molecolari che mettono insieme peptidi e in grado di leggere i dati memorizzati su fili di nastro molecolare … . possono flettere le nano-fibre o riorganizzare i cristalli liquidi, che possono essere utilizzati per creare materiali reattivi e “intelligenti”».

Uno di questi è il chimico italiano Vincenzo Balzani (1936), ricercatore del CNR di Bologna, professore emerito (2010) dell’Università “Alma Mater Studiorum” di Bologna, e collaboratore da più di venti anni del prof. Sauvage, non inserito (essendo il primo dei non eletti) nella lista dei Nobel pur avendo firmato diversi studi sulle macchine molecolari. Un gruppo di ricercatori del California Institute of Technology ha creato robot molecolari con singoli filamenti di DNA.

La chimica «Anupama J. Thubagere e colleghi hanno ottenuto il prototipo di robot molecolare assemblando tre “blocchi” principali, composti ciascuno da una manciata di nucleotidi (le unità ripetitive di cui si compone il DNA: guanina, adenina, citosina e uracile): una “gamba” con due  “piedi”, un “arto” provvisto di “mano”, e un segmento di base in grado di segnalare alla macchina il punto esatto di rilascio del carico».

(Nella foto la struttura di una molecola di Rotaxano)

Francesco Giuliano


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Giuliano Francesco, siciliano d’origine ma latinense d’adozione, ha una laurea magistrale in Chimica conseguita all’Università di Catania dopo la maturità classica presso il Liceo Gorgia di Lentini. Già docente di Chimica e Tecnologie Chimiche negli istituti statali, Supervisore di tirocinio e docente a contratto di Didattica della chimica presso la SSIS dell’Università RomaTre, cogliendo i “difetti” della scuola italiana, si fa fautore della Terza cultura, movimento internazionale che tende ad unificare la cultura umanistica con quella scientifica. È autore di diversi romanzi: I sassi di Kasmenai (Ed. Il foglio,2008), Come fumo nell’aria (Prospettiva ed.,2010), Il cercatore di tramonti (Ed. Il foglio,2011), L’intrepido alchimista (romanzo storico - Sensoinverso ed.,2014), Sulle ali dell’immaginazione (NarrativAracne, 2016, per il quale ottiene il Premio Internazionale Magna Grecia 2017), La ricerca (NarrativAracne – ContempoRagni,2018), Sul sentiero dell’origano selvatico (NarrativAracne – Ragno Riflesso, 2020). È anche autore di libri di poesie: M’accorsi d’amarti (2014), Quando bellezza m’appare (2015), Ragione e Sentimento (2016), Voglio lasciare traccia (2017), Tra albori e crepuscoli (2018), Parlar vorrei con te (2019), Migra il pensiero mio (2020), selezionati ed editi tutti dalla Libreria Editrice Urso. Pubblica recensioni di film e articoli scientifici in riviste cartacee CnS-La Chimica nella Scuola (SCI), in la Chimica e l’Industria (SCI) e in Scienze e Ricerche (A. I. L.). Membro del Comitato Scientifico del Primo Premio Nazionale di Editoria Universitaria, è anche componente della Giuria di Sala del Premio Nazionale di Divulgazione Scientifica 2018 e 2019/Giacarlo Dosi. Ha ricevuto il Premio Internazionale Magna Grecia 2017 (Letteratura scientifica) per il romanzo Sulle ali dell’immaginazione, Aracne – NarrativAracne (2016).