
Operazioni logiche a livello molecolare
Le
macchine molecolari artificiali discusse negli esempi sopra riportati sono
interessanti non solo per il loro aspetto meccanico, ma anche dal punto di vista
della
logica binaria . Esse, infatti, possono esistere in due stati distinti e
convertibili mediante stimoli esterni di natura luminosa, chimica o elettrica.
Su questi sistemi, dunque, si possono "scrivere" informazioni secondo
una logica binaria. Lo stato in cui si trova il sistema, d'altra parte, può
essere "letto" facilmente poiché alcune sue proprietà (ad esempio,
assorbimento od emissione di luce di specifica lunghezza d'onda) cambiano
drasticamente nel passaggio da uno stato all'altro.
Alcuni scienziati vedono in queste ed in
altre ricerche collegate i primi passi verso la costruzione di una nuova
generazione di computer (computer chimici ) che, basandosi su componenti di
dimensioni nanometriche, potrebbero offrire prestazioni molto superiori a quelle
dei calcolatori oggi in uso. La cosa, forse, non stupisce più di tanto, se si
pensa alle capacità di quello speciale (e forse inimitabile) computer chimico,
chiamato cervello, di cui ogni individuo è dotato.
Un sistema supramolecolare che si comporta come una
porta logica AND è rappresentato schematicamente nella Figura 1, dove è anche
schematizzato un circuito elettrico che, avendo due interruttori "in serie",
obbedisce alla stessa logica.
Il sistema chimico è costituito da tre componenti, P, M1 e M2. Il componente P (che,
ad esempio, può essere una molecola di antracene) è, di per sé, fluorescente, ma
nel sistema supramolecolare la sua fluorescenza non si può manifestare a causa
di interazioni elettroniche con i componenti M1 e M2. Per fare apparire la
fluorescenza, è necessario fornire al sistema due input esterni, nella forma di
due sostanze chimiche X e Y, capaci di interagire rispettivamente con M1 e M2,
neutralizzando la capacità di queste unità di interagire con P.
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