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05.02.2021 - 08:000

Nanorobot iniettabili cureranno dall’interno il corpo umano

Realizzati i primi nanorobot iniettabili che possono camminare ed essere controllati tramite segnali elettronici

Negli ultimi decenni la nanotecnologia ha cominciato a farsi strada anche nel campo della medicina. Una delle applicazioni più recenti riguarda l’utilizzo di nanorobot, cioè robot dalle dimensioni vicine a quelle molecolari o addirittura atomiche, capaci di agire sull’ambiente circostante e di modificarlo in maniera controllata. Di recente, un team di ricercatori della Cornell University, nello stato di New York, ha sviluppato i primi nanorobot iniettabili che incorporano componenti semiconduttori, consentendo loro di essere controllati e di camminare per mezzo di segnali elettronici standard.
Questi robot, delle dimensioni quasi di un organismo unicellulare, rappresentano un modello base per sviluppare in futuro versioni ancora più complesse, che sarà possibile produrre in serie e che un giorno potrebbero viaggiare attraverso il sangue e i tessuti umani. A differenza dei nanorobot precedenti, in grado di muoversi per mezzo di magneti manipolati dall’esterno, questi sono a tuti gli effetti robot miniaturizzati dotati di gambe meccaniche funzionanti controllate da componenti elettronici a base di silicio.
I nanorobot hanno uno spessore di circa 5 micron, una larghezza di 40 micron e una lunghezza compresa tra 40 e 70 micron. Ogni robot è costituito da un semplice modulo fotovoltaico in silicio, che ne rappresenta il tronco e il cervello, e quattro attuatori elettrochimici che funzionano come gambe. Gli scienziati controllano i robot facendo lampeggiare impulsi laser sui diversi impianti fotovoltaici, ognuno dei quali carica una serie separata di gambe. Muovendo il laser avanti e indietro, tra il fotovoltaico anteriore e posteriore, il robot cammina.
Anche se sono ancora in fase di sperimentazione, i nanorobot dispongono di un alto livello tecnologico. Funzionano a bassa tensione, cioè 200 millivolt, e a bassa potenza, appena 10 nanowatt. Sono abbastanza forti e robusti nonostante le ridotte dimensioni e sono in grado di sopravvivere a severi sbalzi di temperatura e ad ambienti molto acidi. Dato che sono realizzati con processi litografici standard, possono essere fabbricati in parallelo. Circa un milione di robot, infatti, si adattano a un wafer di silicio da 4 pollici.
Il team di ricerca ha visto tra gli altri la collaborazione di Itai Cohen, Paul McEuen, John A. Newman, della Cornell University, e di Marc Miskin, professore di fisica presso l’Università della Pennsylvania. Gli scienziati hanno ora intenzione di potenziare i nanorobot servendosi di un’elettronica più complessa, apportando migliorie che, in futuro, potrebbero condurre alla creazione di sciami di robot microscopici in grado si curare dall’interno il corpo umano, ristrutturando tessuti, suturando vasi sanguigni o sondando vaste aree del cervello umano.
«Controllare un microscopico robot è qualcosa di molto vicino a rimpicciolire te stesso. Penso che macchine come queste ci condurranno in tutti quei mondi che sono troppo piccoli per essere visti. Questa svolta della ricerca offre un’entusiasmante opportunità scientifica per indagare su nuove questioni rilevanti per la fisica della materia e potrebbe portare a materiali robotici futuristici», ha dichiarato Miskin.

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