Il motore elettrico 60.000 volte più piccolo di un capello

Un team di scienziati americani ha realizzato un motore elettrico fatto con una sola molecola. Un risultato straordinario che apre la strada ad applicazioni innovative nella medicina e nell'ingegneria.

motore-molecola_t
Il più piccolo motore molecolare al mondo, alimentato grazie agli elettroni (in grigio) inviati da un microscopio elettronico.

Così piccolo che più piccolo non si può: è il motore elettrico fatto con una singola molecola di zolfo e rame realizzato dagli scienziati della Tutfs University (Stati Uniti)
Il microscopico propulsore è formato da una base di zolfo, (in giallo nell'immagine) ancorata a una piastra di rame (in arancione). La molecola di zolfo è legata a due catene di carbonio e idrogeno (in grigio) libere di ruotare sulla piastra di rame. Abbassando la temperatura della molecola di zolfo a 5 Kelvin e fornedole corrente elettrica attraverso la punta di un microscopio a scansione (la massa di palline scure sopra la molecola), è possibile controllare la direzione e la velocità di rotazione dei due bracci.

Piccolo, piccolo, così

Il motore degli scienziati della Tufts è grande appena un nanometro (10-9 metri, cioè 0,000000001 metri),circa 200 volte più piccolo del precedente dentore del record di questa singolare specialità. Per avere una vaga idea delle sue dimensioni basta tener presente che un capello umano è spesso circa 60.000 nanometri.
«I motori molecolari alimentati dalla luce o da reazioni chimiche esistono già da tempo, ma con questo studio abbiamo dimostrato che è possibile fornire corrente elettrica direttamente a una molecola e farle fare ciò che vogliamo» ha spiegato ai media E. Charles H. Sykes, professore associato di chimica presso la tufts University e responsabile della ricerca.

Freddo e meglio
Il motore di Sykes può funzionare anche a temperature più alte ma all'aumentare della temperatura diventa sempre più veloce e meno controllabile: a -173° C gira oltre un milione di volte al secondo. Prima di poter vedere applicazioni pratiche del dispositivo passerà quindi ancora qualche anno: occorrerà infatti mettere a punto sistemi di controllo che permettano di impiegarlo a temperauture utili.
Ma gli scienziati sono comunque ottimisti e lavorano già a sistemi di nano trasmissioni e nano cambi ottenuti applicando le giuste correnti elettriche alle molecole di zolfo.
Ma a cosa serve un motore così piccolo? Gli impieghi sono molti e spaziano dalla medicina, all'ingegneria, all'elettronica.
Per esempio accoppiando il movimento molecolare con segnali elettrici gli scienziati potrebbero realizzare linee di ritardo del segnale e sensori in nanoscala.

26 Settembre 2011 | Franco Severo