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Grazie a tecnologie avanzate i nanobot sono in grado di costruire e manipolare ed eseguire precisione di un livello atomico. La nanotecnologia si svolge in un mondo su scala inimmaginabilmente piccola. In realtà, sarebbe più corretto parlare di nanotecnologie, al plurale. Il termine ingloba numerosi principi di varie scienze naturali e ingegneristiche dalla fisica quantistica, all’elettronica e informatica, dalla chimica alla biologia micro, molecole e cellulare. Quello che hanno in comune tutte questi rami delle scienze è la ridotta dimensione su scala in pochi nanometri.

Le nanotecnologie offrono nuove proprietà

Con le nanotecnologie si manipolano i materiali a livello atomico e molecolare, ma non si tratta solo di rendere più piccole le cose. Su scala nanometrica le sostanze sviluppano nuove proprietà. Ad esempio, le ceramiche con nanoadditivi diventano trasparenti, i nanotubi di carbonio resistono a forze di trazione estreme, il metallo diventa pigmento colorato e il vetro un elemento agglomerante. Sono proprio queste nuove proprietà che aprono a nuove possibilità nell’uso delle nanotecnologie. Per questo motivo questo campo interdisciplinare ancora molto giovane è una delle aree di ricerca più importanti del XXI secolo.

Cosa sono i nanorobot?

I ricercatori di nanotecnologie hanno realizzato i nanorobot o nanobot, molecole con proprietà uniche che consentono di essere programmati nello svolgimento di un compito specifico. Questi nanobot sono al centro di importanti studi e un numero sempre crescente di ricercatori sta sfruttando i nanobot per creare nanomacchine per diversi scopi. La nanorobotica è una delle aree oggi più attiva in ricerca che riunisce discipline che si occupano dei processi di nanofabbricazione utilizzati per la produzione di nanomotori, nanoattuatori, nanosensori e per la realizzazione di modellistica fisica su nanoscala. Le tecnologie impiegate per la manipolazione nanorobotica comprendono tecniche di nanomeccatronica per studiare l’assemblaggio di parti di dimensioni nanometriche, la manipolazione di cellule o molecole biologiche, nonché i diversi tipi di robot utilizzati per eseguire questi compiti su scala.

Quali tecnologie compongo i nanorobot?

Quando parliamo di nanorobot oggi il riferimento è principalmente nel campo della medicina e si fa riferimento ai nanomotori semoventi e ad altri nanodispositivi biodegradabili costituiti principalmente da componenti bio-nano, che fungono da “cargo”, ovvero trasportano farmaci alle cellule malate. Questi sono i risultati di studi di laboratori in diverse centri di ricerca nel mondo.

Il motore più piccolo al mondo forte come una formica

Costituito da particelle di oro e alimentato con una luce laser, il motore più piccolo del mondo ha le dimensioni di miliardesimi di metro. È stato creato da Tao Ding dell’Università di Cambridge e sono stati ribattezzati ANT, dall’inglese formica, poiché produce una grandissima forza se messi a confronto con il loro peso. In futuro, potrebbe essere base di nanorobot capaci di entrare nelle cellule e curare malattie. In Germania, invece, il gruppo di lavoro Qatum dell’Università di Magonza ha impiegato una “trappola” per sottoporre un singolo atomo ad un ciclo termodinamico. È stato così creato il motore termino più piccolo al mondo. Come qualsiasi altro motore, converte l’energia termica in movimento, ma lo fa su una scala più piccola che mai.

Nanoswimmer: i nuotatori nanomeccanici

I ricercatori del Politecnico di Zurigo e Technion hanno sviluppato un nanofilo di polipirrolo (PPy) elastico. Un “nanoswimmer” lungo circa 15 micrometri (milionesimi di metro) e spesso 200  nanometri che può essere guidato in ambienti biologici fluidi per quasi 15 micrometri al secondo. Potrebbero essere utilizzato per somministrare farmaci ed essere controllato magneticamente per “nuotare” nel flusso sanguigno e attaccare le cellule tumorali.

Nanorobot alimentati da batteri

Gli ingegneri della Drexel University hanno sviluppato un metodo per utilizzare i campi elettrici per aiutare i nanobot attivati da batteri microscopici per rilevare ostacoli nei loro dintorni e muoversi intorno a loro. I possibili usi includono la consegna di farmaci, la manipolazione delle cellule staminali per dirigere la loro crescita o la costruzione di una microstruttura.

Nanorocket: il razzo che guarisce

Diversi gruppo di ricercatori hanno recentemente costruito una versione in scala nanometrica telecomandata ad alta velocità di un razzo che combina nanoparticelle con molecole biologiche. I ricercatori sperano di sviluppare il razzo in modo che possa essere utilizzato in qualsiasi ambiente, ad esempio, per somministrare farmaci in un’area bersaglio del corpo.

MagnetoSperm: nanorobot ispirati allo sperma

Un team di ricercatori dell’Università di Twente (Paesi Bassi) e dell’Università tedesca al Cairo ha sviluppato microrobot ispirati allo sperma. Possono essere controllati oscillando deboli campi magnetici. Saranno utilizzati in compiti complessi di micro manipolazione e terapia mirata.

I MagnetoSperm si muovono a una velocità di un millimetro ogni 20 secondi.

Nanomacchine e nanogru a base di DNA

Gli ingegneri meccanici della Ohio State University hanno progettato e costruito parti meccaniche complesse su nanoscala utilizzando il “DNA origami”. Hanno dimostrato che gli stessi principi di progettazione comunemente applicati alle macchine full size, possono essere applicate anche al DNA. In questo modo è possibile produrre componenti complessi e controllabili per futuri nanorobot. Con singoli filamenti di DNA, i ricercatori della California Institute of Technology hanno creato nanogru capaci di sollevare e spostare microparticelle. In futuro, potranno operare come cargo automatizzati per curare le cellule malate.

Una scienza in forte crescita

La scienza delle nanotecnologie è in crescita e dobbiamo aspettarci rapidi sviluppi in futuro. Questo comparto di ricerca contribuirà significativamente allo sviluppo economico in Europa in cui sono presenti laboratori all’avanguardia. Nei prossimi anni tutti le persone avranno a che fare in un modo o nell’altro con le nanotecnologie. I vantaggi apportati, soprattutto nel campo della medicina, saranno importanti e significativi.

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