Scienza

I ricercatori hanno sviluppato microscopici robot bioibridi guidati dal tessuto neuromuscolare che si innesca quando vengono stimolati dalla luce, portando l'ingegneria meccanica un passo avanti verso lo sviluppo di biobot autonomi.

Nel 2014, i team di ricerca guidati dal professore di ingegneria meccanica e scienze meccaniche Taher Saif (1) e dal professore di bioingegneria Rashid Bashir (2) dell'Università dell'Illinois hanno lavorato insieme per sviluppare i primi biobot semiautomatici, per il nuoto e la deambulazione semoventi, alimentati dal battito delle cellule muscolari cardiache derivate dai ratti.

“Il nostro primo studio sul biobot nuotatore ha dimostrato con successo che i robot, modellati sulle cellule spermatiche, potevano effettivamente nuotare”, ha detto il professor Taher Saif. “Quella generazione di robot a coda singola utilizzava il tessuto cardiaco che batte da solo, ma non riuscivano a percepire l'ambiente né a prendere alcuna decisione.”

In un nuovo studio pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences (3), diretto dal professore Taher Saif, i ricercatori dimostrano una nuova generazione di robot a due code alimentati dal tessuto muscolare scheletrico stimolato dai motoneuroni di bordo. I neuroni hanno proprietà optogenetiche: dopo l'esposizione alla luce si accendono per attivare i muscoli.

“Abbiamo applicato una coltura di cellule di neuroni optogenetici, derivata dalle cellule staminali del topo, adiacente al tessuto muscolare”, ha detto Taher Saif. “I neuroni avanzarono verso il muscolo e formarono giunzioni neuromuscolari permettendo al biobot nuotatore di muoversi da solo.”

Dopo aver misurato la nuova composizione del mantello terrestre, i geochimici ipotizzano dinamiche maggiori tra la superficie terrestre e il suo mantello.

Qual'è la composizione chimica degli interni della Terra? Poiché è impossibile perforare più di una decina di chilometri in profondità nella Terra, le rocce vulcaniche formate in seguito alla fusione dell'interno profondo della Terra spesso forniscono tali informazioni.

I geochimici delle università di Münster (Germania) e Amsterdam (Paesi Bassi) hanno studiato le rocce vulcaniche che formano le Azzorre con l'obiettivo di raccogliere nuove informazioni sull'evoluzione compositiva del mantello terrestre, che è lo strato situato all'incirca tra 30 e 2.900 chilometri all'interno della superficie. Usando sofisticate tecniche analitiche, i ricercatori hanno scoperto che la composizione del mantello sotto le Azzorre è diversa da quella precedentemente teorizzata. precedentemente si pensava infatti che grandi parti del mantello contenessero pochi cosiddetti elementi incompatibili. Questi sono elementi chimici che, a seguito del costante scioglimento del mantello terrestre, si accumulano nella crosta terrestre, che è lo strato solido più esterno della Terra.

I ricercatori concludono che, nel corso della storia della Terra, una quantità maggiore del mantello terrestre si è sciolta e alla fine ha formato la crosta terrestre. “Per sostenere il bilancio materiale tra il mantello e la crosta terrestri, i flussi di massa tra la superficie e l'interno della Terra devono aver operato a un ritmo più elevato”, afferma il professor Andreas Stracke dell'Università di Münster, che dirige lo studio.