Un nano-motore elettromagnetico I piccoli micro-motori da sempre costituiscono un validissimo ed insostituibile strumento di lavoro in molti campi, dalla chirurgia non invasiva all'ingegneria chimica coadiuvano a 360° chi ne fa uso. Purtroppo macchinari di tali dimensioni però presentano un problema non trascurabile: la loro enorme difficoltà nell'alimentarli; l'apparato che in genere garantisce la normale alimentazione energetica (pensiamo ai normali alimentatori in caso di computer o ai serbatoi degli autoveicoli) dovrà essere scalato in maniera infinitesimale per adattarsi a questi congegni microscopici. I ricercatori si sono sempre posti il quesito di come poter ovviare a questo problema e grazie a due nuovi studi conclusi con altrettante convincenti dimostrazioni pratiche, si è finalmente trovata quella che pare la soluzione definitiva: alimentare e controllare i micro-motori da remoto attraverso campi magnetici. Il primo di questi micro-motori è stato realizzato da Bradley Nelson all'Istituto Federale di Tecnologia con sede a Zurigo in Svizzera. Il padre del progetto spiega il semplice funzionamento della sua creazione che per muoversi nei liquidi usufruisce di una coda a “cavatappi”, una sorta di flagello (ndr. Appendice posteriore di cui dispongono i comuni batteri nuotatori). Il flagello artificiale, che permette al micro-motore di nuotare come i suddetti batteri, è guidato dal campo magnetico prodotto con 3 paia di bobine elettromagnetiche. Queste bobine sono posizionate strategicamente per coprire gli assi X, Y e Z dello spazio tridimensionale relativo al contenitore di acqua in cui si muove il micro-motore stesso. La coda elicoidale lunga 47 micrometri è rivestita da materiale semiconduttore mentre la testa di appena 4,5 micrometri è composta da cromo, nickel e oro. Il buon esito dei test viene messo in pratica, la prova mostra che grazie a continue costanti variazioni dell'energia elettrica passante attraverso ogni coppia di bobine elettromagnetiche è possibile generare un campo magnetico ruotante. Il costante aggiustamento effettuato dalla testa del micro-motore per allinearsi a tale campo causerà un movimento della coda e, tramite questa spinta, il conseguente avanzamento di tutto l'apparato. Per il momento la velocità massima raggiunta è stata di 20 micrometri al secondo ma Nelson assicura che con alcune leggere modifiche si potrà arrivare ai 100 micrometri al secondo. Il principale vantaggio di questo meccanismo ad alimentazione remota sarà la possibilità di utilizzare i micro-motori nella scienza biomedica, per manipolare ad esempio strutture sub cellulari, senza apportare cambiamenti nell'ambiente circostante come è finora successo in caso di alimentazione diretta. Dello stesso avviso di Nelson è anche Alexey Snezhko del Laboratorio Nazionale di Argonne situato nell'Illinois. Il suo team di ricercatori ha messo appunto “serpenti” autoassemblanti in grado di trasportare microscopiche sostanze attraverso la superficie di un liquido. Nella dimostrazione sono inizialmente presenti sfere di nickel larghe 90 micrometri fluttuanti sulla superficie d'acqua contenuta in una vasca. Le bobine elettromagnetiche posizionate attorno al contenitore causano veloci rotazioni delle sfere che generano piccolissimi vortici; non appena due di queste sfere passano sufficientemente vicine l'una dall'altra si uniranno e così via, costituendo pian piano questo lungo serpente. Rivestendo ogni sfera con speciali molecole in grado di assorbire particolari tipi di particelle o batteri, il serpente artificiale nuotando potrà così catturare materiale importante per i vari studi dei ricercatori. |