Cos’ha trovato il nostro amico nanopuziano sotto l’albero? Il nostro piccolo Puzo* è rimasto affascinato dalla pubblicità di quei set di palline magnetiche con le quali si possono assemblare strutture a piacimento. Così abbiamo deciso di regalargli una scatola di… atomi – carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto – con i quali Puzo si è sbizzarrito a creare una serie di rudimentali strumenti, assecondando la sua passione per la meccanica. Così ha costruito:

• Un motore molecolare, la cui parte mobile è in grado di ruotare in seguito ad una sollecitazione esterna, un po’ come i galletti segnavento;
• Un propulsore molecolare, le cui minuscole lame ruotano attorno ad un albero nanometrico con un effetto… propellente;
• Una navetta molecolare, in grado di spostare delle parti elementari da una posizione all’altra;
• Delle pinzette molecolari, per non sporcarsi le mani.

a) motore; b) propulsore; c) navetta; d) pinzette.

Poi ha iniziato ad esplorare il campo dell’elettronica, costruendo un interruttore, un sensore ed una porta logica molecolare, sistemi in grado di essere convertiti tra due o più stati – on/off, per esempio – in risposta a specifici stimoli esterni. Per risparmiare sul carburante – col quale comunque gli abbiamo vietato di giocare – Puzo ha creato tutti questi oggetti in modo che possano funzionare ad energia solare, o tramite l’interazione con altre molecole. Il suo sogno è creare una nano-fabbrica, in cui instancabili nano-robot persino in grado di autoreplicarsi producano strutture via via più complesse ed intelligenti… ehi, forse dovremmo togliergli quel gioco!

Puzo ci presenta entusiasta la sua ultima creazione.

Lasciamo per un momento il nostro Puzo ai suoi più o meno ingenui piani di conquista del mondo, e passiamo alla parte didattica di questo post: le macchine molecolari, o nanomacchine, esistono davvero, ed anzi sono largamente presenti all’interno delle cellule. Le proteine motore sono sostanze responsabili dell’attuazione di movimenti meccanici, come ad esempio la contrazione muscolare. Le macchine molecolari biologiche sono di gran lunga più complesse di quelle attualmente sintetizzate, ma gli scienziati – che sono giocherelloni almeno quanto Puzo, se non di più – non potevano esimersi dal “mettersi in gioco” in questo campo ed hanno sintetizzato (o progettato) la serie di nanomacchinari descritta sopra.

Richard Feynman fu il primo ad ipotizzare un processo tramite il quale fosse possibile far avvenire specifiche reazioni manipolando ed assemblando le molecole una ad una; il prodotto chiave di questo schema è l’assemblatore molecolare, ossia un sistema in grado di pilotare reazioni chimiche mediante il posizionamento controllato delle singole molecole. Ancora una volta, esiste già una controparte biologica di questa entità: i ribosomi, ad esempio, assemblano specifiche sequenze di aminoacidi per costruire le proteine. Diversi assemblatori molecolari troverebbero impiego in nanofabbriche come quella sognata dal nostro amico Puzo.

La realizzazione di questo progetto si scontra però con le barriere imposte dalle tecniche di sintesi attualmente disponibili. Inoltre, la prospettiva di molecole organiche intelligenti in grado di autoreplicarsi si presta a speculazioni apocalittiche: la costante replica incontrollata di molecole organiche porterebbe, eventualmente, al consumo di tutte le sorgenti di carbonio della Terra (ossia ogni organismo vivente) ed infine all’autodistruzione, fenomeno noto come ecofagia o – in slang fantascientifico – Grey Goo.

Precisiamo nuovamente che non è possibile al momento sintetizzare supramolecole con questo tipo di intelligenza, e di certo non sarà possibile riuscirci entro il 21 dicembre 2012.

…a meno che, ovviamente, sia in corso qualche ricerca segreta di cui non siamo a conoscenza. Qualcuno chiami Fox Mulder!

*come Mario Puzo, l’autore de “Il Padrino”.

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