Microrobot a bolle d’aria: una rivoluzione nelle tecnologie di movimento e medicina del futuro
Ricercatori provenienti dagli Stati Uniti e dalla Cina hanno raggiunto un progresso significativo nel campo della nanotecnologia, sviluppando un metodo innovativo per il movimento di microscopici robot capaci di sostituire le tradizionali iniezioni con tecniche senza ago.
Questa tecnologia avanzata si basa sul fenomeno della cavitazione — il collasso rapido di bolle d’aria o gas all’interno di un liquido, che genera onde d’urto.
Questi micro-robot, denominati ‘salterini’, sono in grado di percorrere distanze considerevoli rispetto alle loro minuscole dimensioni: hanno raggiunto altezze di fino a 1,5 metri e velocità di 12 metri al secondo in acqua.
La tecnologia permette di controllare con grande precisione i loro movimenti anche in ambienti complessi, come labirinti o microcanali fluidici.
Il principio funziona creando bolle mediante il riscaldamento di un materiale fotosorbente con un laser, che le fa esplodere, generando così un’onda d’urto improvvisa.
Regolando l’intensità, l’angolo e la durata del laser, i ricercatori possono dirigere e modulare il movimento e la forza dei micro-salterini.
Questa metodologia trae ispirazione da fenomeni naturali, come la dispersione di spore di felce o la propulsione a getto dei pesci-imbuto.
Rispetto ad altri metodi di movimento, basati su campi magnetici o carburanti chimici, la cavitazione offre un’accuratezza superiore e non necessita di fonti di energia interne o meccanismi mobili.
Le applicazioni mediche di questa tecnologia sono particolarmente promettenti: i micro-robot possono penetrare nella pelle, permettendo iniezioni senza aghi e consegna mirata di farmaci in zone specifiche come tumori o tessuti malati.
Il comando tramite luce rende questa tecnologia minimamente invasiva, aprendo nuove possibilità per interventi poco invasivi.
Inoltre, i micro-robot potrebbero essere impiegati nell’esplorazione di ambienti difficilmente accessibili, muovendosi su superfici umide o irregolari, all’interno di tubi, o in sistemi biologici come il sangue o i fluidi intercellulari.
Tuttavia, esistono importanti sfide da affrontare: il controllo sicuro della cavitazione nel corpo umano per evitare danni ai tessuti sani e la limitazione della profondità di penetrazione del laser nei tessuti più profondi, che potrebbe essere risolta con tecnologie a fibre ottiche o onde infrarosse.
È anche fondamentale sviluppare materiali biocompatibili, come compositi a base di biossido di titanio, polipirrolo e carburo di titanio, per garantire sicurezza e funzionamento efficiente.
Nonostante siano ancora in fase di sperimentazione, i primi risultati indicano che la cavitazione può offrire una modalità di movimento micrometrica molto efficace, con potenziali applicazioni rivoluzionarie in campo medico e oltre.
Questo progresso apre nuove porte a diversi settori scientifici e tecnologici, con prospettive di innovazione che potrebbero cambiare radicalmente il futuro della tecnologia micro e nanoriticata.