macchine molecolari artificiali indice macchine molecolari dove si studiano le macchine molecolari

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 binariaDizionario. 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 chimiciDizionario) 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.

Fig. 1: Sistema supramolecolare che si comporta come una porta logica AND.
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Credit: Gruppo di Fotochimica e Chimica Supramolecolare, Università di Bologna)