Innovazioni nella nanotecnologia: i tatuaggi sui tardigradi
Recenti scoperte scientifiche hanno aperto nuove strade nel campo della nanotecnologia, in particolare attraverso l’applicazione di motivi decorativi sui tardigradi, organismi noti per la loro incredibile resilienza. Questo esperimento non si limita a rendere questi affascinanti animali microscopici più intriganti, ma mira a esplorare potenziali applicazioni nella creazione di dispositivi biocompatibili di dimensioni estremamente ridotte. Tra le possibili applicazioni ci sono sensori, circuiti integrati e robot viventi su scala nanometrica. Questo processo non solo mette in luce le potenzialità dei tardigradi, ma offre anche spunti significativi sulla loro straordinaria capacità di sopravvivenza. Alcuni di questi organismi hanno superato l’esperimento, continuando a muoversi come piccoli guerrieri adornati da tatuaggi, dimostrando così la loro resistenza e versatilità.
La tecnologia alla base dei tatuaggi sui tardigradi
L’ingegnere ottico Ding Zhao ha spiegato che la tecnologia utilizzata per creare micro-tatuaggi sui tardigradi può essere estesa a una varietà di organismi viventi, inclusi i batteri. Questa innovazione rappresenta un passo cruciale nello sviluppo della nanotecnologia. Nonostante i progressi compiuti nel trasferire tecnologie esistenti su scala nanometrica per l’ingegneria dei materiali, l’applicazione di motivi ad alta risoluzione su organismi viventi di piccole dimensioni continua a presentare sfide significative. La capacità di incidere motivi su superfici microscopiche potrebbe rivoluzionare il modo in cui interagiamo con il mondo biologico e tecnologico.
Il processo di creazione dei tatuaggi
Per realizzare i tatuaggi sui tardigradi, Zhao e il suo team hanno adattato una tecnica di nanofabbricazione nota come litografia su ghiaccio. Questa metodologia, una variante della litografia a fascio di elettroni, utilizza un fascio di elettroni diretto su un bersaglio per incidere motivi su scala nanometrica. Tuttavia, su superfici con dettagli molto fini, la litografia a fascio di elettroni può comportare contaminazioni o danni. Gli scienziati hanno scoperto che l’inserimento di uno strato sottile di ghiaccio tra il fascio e la superficie del tardigrade mitigava questi problemi, consentendo di incidere a scale inferiori ai 20 nanometri. Per contestualizzare, un capello umano ha un diametro compreso tra 80.000 e 100.000 nanometri, mentre i tardigradi possono raggiungere dimensioni di circa 500.000 nanometri.
Le straordinarie capacità di sopravvivenza dei tardigradi
I tardigradi sono celebri per la loro quasi indistruttibilità, una caratteristica in gran parte attribuibile al loro stato di critobiosi, da cui possono riprendersi una volta che l’ambiente torna favorevole. Un tardigrade in stato di tun è in grado di sopportare condizioni estreme, inclusi il congelamento e l’ebollizione. Il team di Zhao ha iniziato inducendo questo stato di critobiosi nei tardigradi, conservandoli fino al momento in cui dovevano essere sottoposti al fascio di elettroni. Ogni tardigrade veniva trattato singolarmente per ridurre l’esposizione alle condizioni sperimentali. Gli animali venivano posizionati su un foglio di carta composita di carbonio all’interno di una camera a vuoto, che veniva poi raffreddata a -143 gradi Celsius. Un sottile strato di anisole, un composto liquido incolore, veniva applicato sopra il tardigrade raffreddato per fungere da ghiaccio, proteggendolo dall’azione del fascio di elettroni. Questo processo ha dimostrato la capacità dei tardigradi di sopravvivere a condizioni estreme, mantenendo i motivi incisi sulla loro pelle.
Prospettive future nella ricerca sui tardigradi
Sebbene i tardigradi siano tra gli organismi più resistenti, altri esseri viventi potrebbero non tollerare il processo di tatuaggio. Tuttavia, questa ricerca rappresenta solo un primo passo. Ora che gli scienziati hanno dimostrato la fattibilità della tecnica, possono lavorare per ottimizzarla e aumentare il tasso di sopravvivenza. Oltre ai tardigradi, il metodo potrebbe essere applicabile anche ad altri organismi noti per la loro resistenza allo stress o adatti alla crioconservazione. Il team conclude che ci si aspetta che l’integrazione di ulteriori tecniche di micro e nanofabbricazione con sistemi biologicamente rilevanti su scala micro e nanometrica possa avanzare ulteriormente campi come il rilevamento microbico, i dispositivi biomimetici e i microroboti viventi. I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Nano Letters, aprendo la strada a nuove scoperte nel campo della biotecnologia.
