Batteri al lavoro come muli per produrre energia

Batteri per produrre energia.La scoperta ancora da definire si deve ai ricercatori dell'Istituto nazionale della Fisica della Materia del Centro nazionale delle Ricerche INFM-CNR. Gli studiosi hanno scoperto come sfruttare in modo semplice il moto dei batteri per produrre energia. Potrebbero rivelarsi preziosissimi in applicazioni ad alta miniaturizzazione, come gli impianti micromedicali, azionando motori di dimensioni ridottissime. La ricerca è già stata pubblicata sulle Physical Review Letters. L'idea è quella di far lavorare i batteri come fossero muli o somari, animali da soma insomma, sfruttando l'energia prodotta dal loro movimento. Come? Nel modo più semplice possibile, in modo da renderne fattibile l'uso in apparati ad alta miniaturizzazione. È questa la direzione indicata dal risultato del lavoro dei ricercatori di INFM-CNR, che simulando sistemi di batteri in soluzione hanno individuato un modo per creare veri e propri motori batterici dal funzionamento prevedibile, costante, ed in grado di avviarsi senza intervento umano. Fino a poco tempo fa questi motori batterici erano soltanto una sorta di curiosità scientifica. Poi però si è pensato di utilizzarli in modo pratico da quando nel 2006 se ne è dimostrata la fattibilità in Giappone. In un futuro non troppo lontano si spera di poterne sfruttare le potenzialità 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. Ma come funzionano questi motori batterici? Oltre ai microrganismi vanno aggiunti altri due ingredienti: la soluzione in cui sono immersi, e particolari microingranaggi che i batteri possono mettere in movimento. Ed è proprio grazie a questi ingranaggi, che funzionano come l'albero di un motore automobilistico, che si progetta di estrarre energia. Fino al 2006 però venivano impiegati batteri geneticamente modificati e microingranaggi con leganti biochimici, con costi altissimi e rese bassissime. Ma ora un gruppo di scenziati italiani avrebbe trovato il metodo per invertire i risultati: costi azzerati e rendimento moltiplicato. Luca Angelani, del laboratorio SMC di INFM-CNR, e Roberto di Leonardo e Giancarlo Ruocco, del laboratorio SOFT di INFM-CNR avrebbero trovato la soluzione. Ovvero l'utilizzo di microingranaggi di una particolare forma asimmetrica, con denti di lunghezze differenti e orientati nella medesima direzione, simili a stelle lievemente sghembe. Basta 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 insomma avrebbero identificato il modo più semplice per indurre i batteri a compiere lavoro utile da cui estrarre energia, alimentando microdispositivi del futuro.