Il nanomotore a batteri italiano apre la strada verso la meccanica miniaturizzata per la produzione di energia a basso costo

Sta nascendo in Italia il primo motore alimentato dal movimento dei batteri. La notizia è stata lanciata dall’Ansa il 3 febbraio e confermata dalla rivista Phisical Review Letters. Si tratta di un motore minuscolo, delle dimensioni di qualche decina di millesimi di millimetro (micron), nel quale minuscole rotelle dentate e asimmetriche, simili a stelle irregolari, sono immerse in una soluzione popolata da batteri: il risultato, tanto sorprendente quanto difficile da raggiungere, è che il movimento caotico e disordinato dei batteri fa ruotare le nano-rotelle in modo perfettamente regolare e ordinato.

La fattibilità del nanomotore a batteri è dimostrata nella rivista scientifica internazionale Physical Review Letters da Luca Angelani, del laboratorio di Meccanica Statistica e Complessità (Smc) dell’ Istituto Nazionale di Fisica della Materia del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Infm-Cnr), e da Roberto Di Leonardo e Giancarlo Ruocco, del laboratorio Soft dell’ Infm-Cnr. “Quella che abbiamo appena pubblicato è una simulazione numerica, ma stiamo già lavorando alla realizzazione pratica del motore a batteri“, ha detto Ruocco, direttore del dipartimento di Fisica dell’ Università La Sapienza di Roma.

BATTERI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA A BASSO COSTO
Alla realizzazione del primo dispositivo al mondo azionato da batteri per produrre energia a basso costo, i fisici romani stanno collaborando con Enzo di Fabrizio, dell’ Università di Catanzaro.
“Generare energia a livello del micron non è affatto banale perché nel mondo microscopico i rapporti di forza vengono completamente ribaltati“, rileva Di Leonardo. “Perciò spostarsi su quelle scale richiede strategie diverse e molto più complesse“. Per trovare la soluzione il gruppo italiano ha seguito una doppia strategia: da un lato ha studiato i meccanismi fisici che regolano la propulsione degli organismi viventi, dall’ altro ha studiato le caratteristiche dei sistemi fuori dall’ equilibrio alla luce della meccanica statistica.

“Il problema – spiega Di Leonardo – era convincere questi motorini a mettersi d’ accordo per spingere un oggetto di qualche micron in un movimento definito“. La soluzione è stata progettare nano-rotelle assolutamente asimmetriche, con denti di lunghezze diverse ma orientati nella stessa direzione. Sono di plastica e hanno un diametro di 40-50 micron. Difficile anticipare le possibili applicazioni. Certamente si apre una strada completamente nuova verso la meccanica miniaturizzata. Di certo i motori azionati dai batteri, ipotizzati nel 2006 da ricercatori giapponesi, non sono più una curiosità scientifica e diventano una realtà.