Comprendere le gocce attive
Non tutte le gocce sono uguali: in effetti, ve ne sono di attive e passive. «Mentre le gocce passive si trovano in fase di equilibrio o quasi, quelle attive sono intrinsecamente instabili», spiega Job Boekhoven(si apre in una nuova finestra), docente associato presso il Politecnico di Monaco di Baviera(si apre in una nuova finestra) (TUM). Ciò significa che, a differenza delle gocce passive, quelle attive si formano in risposta al combustibile e decadono in sua assenza; in altre parole, le molecole che formano le gocce attive devono essere prodotte attraverso reazioni alimentate da carburante, altrimenti si sfaldano costantemente. «Nessuno di questi comportamenti è analogo a quello che siamo abituati a vedere con le gocce “normali”, come quelle della vinaigrette o del latte», aggiunge Boekhoven. Il progetto ActiDrops, finanziato dall’UE, contribuisce a comprendere il bizzarro comportamento delle gocce attive in maniera migliore.
L’inaspettato comportamento delle gocce attive
Coordinato dal TUM e sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca(si apre in una nuova finestra), il progetto ActiDrops ha creato sistemi modello che consentono ai ricercatori di studiare i fenomeni e i comportamenti unici delle gocce attive. Una delle scoperte più interessanti ha riguardato il fatto che queste gocce possono regolare le proprie dimensioni quando sono attive; secondo Boekhoven, questo comportamento è completamente opposto a quello che si riscontra quando esse sono in equilibrio. «Se si osserva la vinaigrette, si nota che le gocce d’olio non sono stabili, ma continuano a crescere», spiega. I ricercatori hanno inoltre riscontrato un comportamento nuovo e del tutto inaspettato: in determinate condizioni, le gocce attive possono trasformarsi in un guscio di materiale gocciolante. «È l’equivalente di una palla da bowling piena che si trasforma in un pallone da calcio vuoto», osserva Boekhoven. Boekhoven afferma che, da un punto di vista termodinamico, ciò non ha senso in quanto la nuova struttura è caratterizzata da una superficie maggiore, un obiettivo indesiderato. «Quello che abbiamo scoperto è che le gocce si comportano in questo modo non a causa della termodinamica, ma in virtù della cinetica di attivazione e disattivazione», aggiunge. «Comprendere perché e come le gocce operano in tal modo è stato molto gratificante.»
Dal laboratorio alla vita, l’onnipresenza delle gocce attive
I risultati del progetto stanno già avendo un impatto sul mondo reale. «Le gocce attive non sono una materia strana che si trova solo nel nostro laboratorio: esse sono presenti ovunque nella biologia», osserva Boekhoven. «Più impariamo a conoscerle, più ci rendiamo conto di quanto siano essenziali per una vita sana.» Ad esempio, avendo scoperto che le gocce attive svolgono un ruolo chiave nelle malattie, esiste un potenziale per il loro utilizzo al fine di sviluppare nuovi materiali intesi alla somministrazione di farmaci e ad applicazioni di biologia sintetica; ciononostante, per sbloccarlo è necessario che i ricercatori siano in grado di studiare la versione biologica di tali gocce attive. «Il modello dal basso verso l’alto sviluppato dal progetto ActiDrops rende possibile questo tipo di ricerca», afferma Boekhoven. Boekhoven e il suo team stanno già utilizzando questi modelli per sintetizzare la vita. «La vita sintetica rivoluzionerebbe completamente la biotecnologia consentendo la produzione di farmaci e la degradazione di materie plastiche indesiderate e altri contaminanti», conclude.
