I ricercatori costruiscono un motore rotativo azionato dal flusso su nanoscala in grado di generare lavori meccanici

I motori rotativi azionati da un certo flusso sono in uso da molto tempo nei mulini a vento e nelle ruote idrauliche. Un meccanismo simile si osserva anche nelle cellule biologiche in cui la sintasi FoF1-ATP produce il carburante richiesto dalle cellule per funzionare. Traendo ispirazione da questo, i ricercatori della Delft University of Technology hanno sviluppato il più piccolo motore a flusso mai visto dal DNA che utilizza gradienti elettrici o salini per generare energia meccanica. Per la costruzione del motore, il team ha utilizzato una tecnica chiamata DNA origami che utilizza interazioni specifiche tra coppie di DNA complementari per costruire nano-oggetti 2D e 3D.

I rotori traggono energia dall'acqua che viene indotta applicando tensione o avendo diverse concentrazioni di sale su entrambi i lati della membrana. Dalle osservazioni fatte, i ricercatori hanno esplorato di più e hanno utilizzato le conoscenze per costruire turbine su scala nanometrica.

“Il nostro motore a flusso è realizzato in materiale DNA. Questa struttura è ancorata su un nanoporo, una minuscola apertura, in una membrana sottile. Il fascio di DNA di soli 7 nanometri di spessore si auto-organizza sotto un campo elettrico in una configurazione simile a un rotore, che successivamente viene impostato in un movimento rotatorio sostenuto di oltre 10 rivoluzioni al secondo. ha spiegato Il dottor Xin Shi, un post-dottorato nel dipartimento di Bionanoscienza della TU Delft. Il dottor Shi è anche il primo autore di studio pubblicato nella Fisica della natura.

Secondo il team, questa è la prima volta che un rotore attivo azionato dal flusso è stato sviluppato su scala nanometrica. I ricercatori sono rimasti perplessi quando hanno osservato per la prima volta il fenomeno in cui le barre del DNA si organizzano. Il dott. Shi ha aggiunto che mentre c'erano molte informazioni disponibili sui motori rotativi, si sa molto poco sulla loro versione su scala nanometrica.

Hanno anche condotto un esperimento e hanno dimostrato la capacità della turbina di sopportare un carico. Il team ritiene che lo sviluppo abbia aperto nuove strade nell'ingegneria dei robot attivi.