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Questi nanorobot fanno pulizia nel mondo dei batteri
Un gruppo della Julius-Maximilians-Universitaet Wuerzburg, guidato dal professor Bert Hecht, ha realizzato nanorobot sotto il micrometro capaci di muoversi in acqua, individuare batteri, raccoglierli e depositarli in punti selezionati. Le macchine hanno dimensioni circa 50 volte inferiori al diametro di un capello umano e portano la manipolazione controllata direttamente nella scala in cui operano cellule e microrganismi.
Il principale ostacolo consisteva nel trovare un sistema di propulsione abbastanza piccolo e preciso. I dispositivi sfruttano il rinculo dei fotoni: assorbono luce con caratteristiche determinate e la riemettono in una direzione specifica. La deviazione di ogni fotone genera una forza minuscola, paragonabile nel principio al rinculo di un proiettile. La massa estremamente ridotta dei robot permette però di trasformare questa forza in accelerazioni significative. Ogni macchina integra fino a quattro nanoantenne plasmoniche.
Per ridurre ulteriormente le dimensioni, i ricercatori hanno semplificato anche il controllo della direzione. I fili d'antenna nanometrici incorporati nel robot tendono ad allinearsi naturalmente con la polarizzazione della luce incidente. Modificando questa proprietà del fascio, il gruppo può orientare il dispositivo, mentre il rinculo luminoso continua a spingerlo in avanti. Il risultato ricorda lo sterzo di un veicolo, ma senza motori, ruote o componenti elettronici a bordo.
Durante gli esperimenti, i nanorobot hanno mostrato una notevole manovrabilità. Possono compiere svolte di 90 gradi molto rapide e percorrere in modo ordinato ampie porzioni del campione. Questa capacità consente loro di cercare i microrganismi e di catturare e rilasciare batteri in posizioni prestabilite, trasformando il fascio luminoso in uno strumento di intervento e non soltanto di osservazione del mondo microscopico.
I dispositivi continuano a rispondere ai comandi anche quando trasportano gruppi più grandi di batteri. Il carico aggiuntivo ne riduce in parte la velocità, senza impedirne il movimento o la guida. Nei test, quindi, è stato possibile raccogliere batteri da una zona del campione e concentrarli altrove, mantenendo il controllo del robot durante il trasferimento.
La dimostrazione resta una prova sperimentale ottenuta in condizioni controllate di laboratorio. L'immagine delle macchine che fanno pulizia va interpretata con cautela: i robot non sterilizzano l'ambiente e non uccidono necessariamente i batteri, ma li spostano fisicamente. Non sono state dimostrate applicazioni nel corpo umano, né efficacia terapeutica o sicurezza clinica.
Il sistema potrebbe offrire nuovi strumenti alla microbiologia, alla ricerca biomedica e alla manipolazione di materiali su scala microscopica. Prima di arrivare a impieghi complessi saranno necessari studi sulla precisione, sul comportamento in ambienti biologici meno controllati e sulla gestione di popolazioni microbiche diverse. L'esperimento mostra comunque che la pressione esercitata dalla luce può guidare macchine abbastanza piccole da interagire direttamente con il mondo dei batteri.
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