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NUOVI MATERIALI/ Prossimamente sugli schermi del MIT i biofilm con i nanofili d'oro

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Sempre alle ossa si sono ispirati altri scienziati del MIT, questa volta del Dipartimento di Ingegneria Biologica e in particolare del gruppo di biologia sintetica guidato da Tim Lu. Il loro interesse si è rivolto alla caratteristica del tessuto osseo di abbinare materia inanimata a materiali organici, base dei sistemi viventi. Il loro intento era di ottenere materiali ibridi che unissero i vantaggi delle cellule viventi, come quello di rispondere agli stimoli dell’ambiente, ad alcune proprietà dei materiali “non viventi”, ad esempio quella di condurre elettricità o di emettere luce. Il risultato è stata la produzione, a partire da cellule batteriche, di sottili biofilm in grado di incorporare materiali inorganici come nanoparticelle di oro e punti quantici (più noti come quantum dot).

Come batterio di partenza, c’era da immaginarselo, hanno pensato al celebre Escherichia Coli, che produce naturalmente biofilm contenenti delle piccole fibre dette curli, cioè delle proteine amiloidi che aiutano l’E. Coli ad attaccarsi alle superfici. Ogni fibra curli è costituito da una catena di subunità proteiche identiche, le CsgA, che può essere modificata aggiungendo frammenti di peptidi. Questi sono in grado di catturare i materiali come le nanoparticelle d'oro, incorporandoli nei biofilm.

Programmando le cellule per produrre diversi tipi di fibre curli sotto certe condizioni, i ricercatori hanno potuto controllare le proprietà del biofilm e creare nanofili d'oro, biofilm conduttori, biofilm costellati di punti quantici, o piccoli cristalli con proprietà quanto-meccaniche. Hanno inoltre ingegnerizzato le cellule in modo che potessero comunicare tra loro e modificare nel tempo la composizione del biofilm.

Ora il team di Lu, dopo la pubblicazione dei risultati della ricerca sull’ultimo numero di Nature Materials, sta lavorando per rendere sempre più adeguato il procedimento e per estendere le possibilità di ibridazione dei materiali. Ma già si intravedono le possibili applicazioni: che vanno dal campo energetico, con la progettazione di speciali celle solari, all’ambito biomedico con la messa a punto di materiali per auto-medicazione o sensori per la diagnostica. Si sta anche pensando di rivestire i biofilm con enzimi che catalizzano la rottura della cellulosa, in modo da arrivare a realizzare semplici sistemi per la conversione dei rifiuti agricoli in biocarburanti.



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