Spazio e Scienze

Energia da cellule vive, da Perugia il progetto futuristico

Ottenere energia direttamente da una cellula vivente. Non molta, ma quanto basta per far funzionare un robot microscopico o una piccola radio. È il senso dell'avveniristica ricerca di Luigi Catacuzzeno, Luca Gammaitoni, Fabio Franciolini, Francesco Orfei, Alessandro di Michele e Luigi Sforna dell'Università di Perugia.

Per dimostrare la fattibilità del progetto i ricercatori hanno usato ovocite di rana, alla cui membrana è stato collegato un condensatore microscopico a fare da batteria. La cellula produce energia dall'elaborazione degli elementi nutritivi (il cibo che assumiamo), e il condensatore ne può raccogliere una parte.

A questo punto è possibile far funzionare un piccolo sistema radio che comunica con l'esterno, informandoci su parametri rilevanti a fini medici. "I nostri risultati dimostrano che si può raccogliere energia elettrica direttamente da cellule biologiche e la si può poi usare per diversi scopi, compresa la comunicazione wireless verso un ricevitore esterno", si legge sul documento.

nanobo perugia energia cellula
nanobo perugia energia cellula 2

A lungo termine sarebbe dunque possibile realizzare veri e propri robot in grado di "vivere" all'interno del corpo a tempo indeterminato. Robot che si potrebbero occupare di monitorare diversi parametri (glicemia, pressione, presenza di marker tumorali, etc.) e trasmettere i risultati all'esterno – o eventualmente anche somministrare medicinali quando necessario. Un esempio interessante è quello del paziente diabetico che deve controllare il valore glicemico molte volte al giorno; con un sistema simile, avrebbe più dati, maggiore precisione e non dovrebbe fare nulla se non controllare lo smartphone – nell'ipotesi che sia quest'ultimo il ricevitore.

Il concetto è già stato esplorato da diversi progetti precedenti, che si sono tutti scontrati con il problema dell'autonomia e dell'approvvigionamento energetico. Un problema che il progetto dell'Uniperugia potrebbe risolvere, portando allo sviluppo di nanobot che "fanno il pieno" direttamente presso le cellule, periodicamente.

Negli esperimenti i ricercatori hanno ottenuto dalla cellula, l'uovo di rana, circa 1,1 nanowatt; accumulando tale energia per 13 minuti nel condensatore, sono arrivati a circa 16 nAh (nano Ampere Ora). Quantità di energia piccolissime, ma adeguate per lo scopo, che nella fattispecie era inviare un segnale ogni 13 minuti, appunto.

Al momento tuttavia la ricerca dimostra solo la fattibilità teorica. Non è ancora possibile realizzare un condensatore abbastanza piccolo da stare dentro a un corpo vivente, e anche riuscendo a realizzarlo sarebbero necessarie tecniche più raffinate per la ricarica dello stesso. Se non altro, dice Luca Gammaitoni, il "furto" di energia dovrebbe essere del tutto trascurabile per un corpo umano. Risolti gli altri problemi, dunque, il bilancio energetico non rappresenterà un ostacolo.

Sempre Gammaitoni ci ha spiegato al telefono che il lavoro va avanti presso il laboratorio nips, dove studiano il comportamento di sistemi fisici in presenza di rumore. Il prossimo passo in questa specifica ricerca sarà applicare lo stesso metodo a cellule muscolari, che almeno teoricamente dovrebbero produrre più energia elettrica rispetto alle ovocite. 


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