Cnr, da moto dei batteri energia per i micromotori

lunedì 2 febbraio 2009 17:14
 

MILANO (Reuters) - Il moto dei batteri potrebbe essere sfruttato per produrre energia, in applicazioni ad alta miniaturizzazione, come gli impianti micromedicali, azionando motori di dimensioni ridottissime.

E' quanto illustrato da una ricerca pubblicata sulle Physical Review Letters, presentando una scoperta effettuata da ricercatori di Istituto Nazionale per la Fisica della Materia del Centro Nazionale delle Ricerche.

Gli studiosi, simulando sistemi di batteri in soluzione hanno individuato un modo per creare "motori batterici" dal funzionamento prevedibile, costante, ed in grado di avviarsi senza intervento umano.

Come ricorda una nota diffusa oggi dallo stesso Cnr, i motori batterici - curiosità scientifica fino a pochissimo tempo fa - sono diventati un campo di intensa ricerca da quando nel 2006 se ne è dimostrata la fattibilità in Giappone. Si spera di poterne sfruttare le potenzialità in un futuro prossimo, per alimentare tutta una serie di apparecchi microscopici, come impianti micromedicali o nanodispositivi ancora tutti da inventare, per i quali i motori batterici potrebbero fornire una fonte di energia economica e di dimensioni ridottissime.

Un motore batterico, spiega la nota, è composto, oltre che di microrganismi, di due altri ingredienti: la soluzione in cui sono immersi, e particolari microingranaggi che i batteri possono mettere in movimento. È proprio da questi ingranaggi (come dall'albero di un motore automobilistico) che si progetta di estrarre energia.

Secondo il Cnr, a superare queste difficoltà, sono stati Luca Angelani, Roberto di Leonardo e Giancarlo Ruocco, di Infm-Cnr. Se nel 2006 si sono utilizzati batteri geneticamente modificati e microingranaggi con leganti biochimici, con costi altissimi e rese bassissime, oggi grazie al loro lavoro si inverte il risultato: costi azzerati, e rendimento moltiplicato.

La loro soluzione, consiste nell'utilizzo di microingranaggi di una particolare forma asimmetrica, con denti di lunghezze differenti e orientati nella medesima direzione, simili a stelle lievemente sbilenche. È sufficiente immergere questi ingranaggi in una soluzione di batteri, perché questi ultimi col loro movimento spontaneamente li facciano girare a velocità costante (nella simulazione, batteri di escherichia coli imprimevano ai microingranaggi una velocità costante di due giri al minuto).

La somma di batteri e ingranaggi asimmetrici è l'unica vincente: particelle inanimate soggette al moto casuale non causano il movimento, e lo stesso accade per batteri al "lavoro" su ingranaggi simmetrici.

I ricercatori hanno identificato il modo più semplice per "costringere" i batteri a compiere lavoro utile da cui estrarre energia, dice il Cnr: "Alcune applicazioni resteranno certo fantasia (i calcoli, ad esempio, suggeriscono che con i batteri presenti in un metro cubo di soluzione si può generare potenza sufficiente per accendere una normale lampadina), ma moltissime altre possono venire immaginate: che siano apparecchiature mediche, di misurazione, controllo o altro, la strada è aperta perché i batteri possano alimentare i microdispositivi del futuro".