Batteri

Siamo così abituati a usarlo in modo spontaneo e automatico, che non ci rendiamo conto di quanto l'olfatto guidi le nostre scelte e condizioni la nostra vita. Uno dei passaggi più famosi de 'À la recherche du temps perdu' di Marcel Proust è quello in cui il protagonista, assaggiando un dolce, ricorda l'infanzia passata dalla zia malata a Combray.

Gli aromi innescano ricordi o desideri che influenzano in modo subliminale gli esseri umani: un odore è capace di emozionarci, ricordandoci una persona o una situazione precisa. Negli anni Ottanta, il fisiologo inglese Krishna Persaud ha immaginato addirittura di utilizzare sensori chimici per realizzare uno strumento in grado di imitare il comportamento dell'olfatto naturale, dando vita al primo naso elettronico.

Il naso elettronico si compone di sensori che simulano i recettori olfattivi situati nelle narici e di un sistema di elaborazione dati che classifica gli odori mimando il ruolo della corteccia cerebrale; è però complicato riprodurre l'ampio spettro di applicabilità, perché a fronte dei circa 100 milioni di recettori utilizzati dall'olfatto umano i nasi elettronici attuali fanno uso di poche unità o al massimo decine di sensori.

Al momento questi dispositivi sono in grado di fornire risposte solo a problemi specifici e trovano applicazione soprattutto nel settore alimentare, dove rappresentano un valido supporto per il controllo della qualità dei prodotti.

In questo ambito svolge attività di ricerca anche l'Istituto di biofisica (Ibf) del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) di Palermo, che ha utilizzato un naso elettronico per valutare la qualità delle mele ready-to-eat (pronte da mangiare) che, nonostante la durata di conservazione fissata dal punto di vista microbiologico a circa una settimana sotto refrigerazione, in pochi giorni subiscono degradazioni biochimiche che producono cattivi sapori e cambiamenti nell'aspetto. “Parametri di qualità come acidità, solidi solubili e fermezza sono stati determinati a diversi tempi di conservazione (0, 4, 8 e 12 giorni) e i dati ottenuti dal naso elettronico sono stati confrontati con la valutazione sensoriale eseguita da un comitato di giudici, esperti assaggiatori”, spiega Valeria Guarrasi, tecnologo alimentare e ricercatrice dell'Ibf-Cnr. “Il cambiamento aromatico delle fette di mela confezionate, inoltre, è stato analizzato rispetto a due modalità di conservazione: in aria e in atmosfera modificata, conservate entrambe a 4 °C. I nostri dati mostrano che i cambiamenti aromatici rilevati dal naso elettronico sono in accordo con quelli ottenuti dalle analisi fisiche e chimiche e dal panel di valutazione. Si conferma che la conservazione di prodotti in atmosfera modificata con azoto è capace di prolungare la shelf-life delle fette di mela fresca tagliata fino a una settimana in più rispetto alla conservazione in aria non modificata”.

Il risultato, presentato sulla rivista Advanced Materials Technologies, ottenuto dalla Binghamton University di New York dal gruppo di ricerca di Seokheun Choi riferiscono di una scoperta davvero epocale, ovvero le prime batterie alimentate da batteri capaci di produrre energia sfruttando una semplice goccia di saliva.

Per il momento hanno una potenza limitata, sufficiente ad accendere un Led, ma in futuro potrebbero essere usate per alimentare biosensori utili a diagnosticare malattie in situazioni estreme, nei Paesi in via di sviluppo, dove non sono disponibili le tradizionali batterie.

Gli esiti dello studio come evidenziato da Giovanni D’Agata, presidente dello “Sportello dei Diritti”, associazione da sempre attenta, fra le sue attività, alle nuove scoperte che potrebbero essere utilizzate per migliorare le condizioni di vita della cittadinanza. Il gruppo di ricerca è stato guidato da Seokheun Choi, già noto per aver ideato le prime batterie di carta. “La generazione di piccole quantità di energia su richiesta è utile soprattutto per le applicazioni diagnostiche nei Paesi in via di sviluppo“, spiega Choi.

“Tipicamente queste applicazioni richiedono solo poche decine di microwatt per pochi minuti, mentre le tradizionali batterie presenti in commercio sono troppo costose e sofisticate, senza contare poi il problema dell’inquinamento”.

Alcuni batteri geneticamente modificati e in grado di produrre proteorodopsina possono essere utilizzati come minuscoli propulsori in micromacchine invisibili all'occhio umano e la cui velocità di rotazione può essere finemente regolata illuminando con luce verde di intensità controllabile. Lo studio, condotto da un team di ricercatori di Nanotec-Cnr e dell'Università Sapienza di Roma, è stato pubblicato sulla rivista Nature Communication

Molti batteri, come Escherichia coli, sono fantastici ‘nuotatori’, capaci di percorrere più di dieci volte la loro lunghezza in un secondo: approssimativamente, in proporzione, la stessa velocità di un ghepardo.

Per muoversi, usano il ‘motore flagellare’, ruotando sottili filamenti elicoidali, i flagelli, a più di cento giri al secondo. Il motore flagellare è una sorta di motore ‘elettrico’, alimentato da un flusso di cariche che la cellula accumula costantemente nello spazio periplasmatico che ne circonda la membrana interna e il meccanismo con il quale i batteri ‘ricaricano le batterie’ prende il nome di respirazione e di solito richiede l'ossigeno.

Nel 2000 è stata scoperta mediante la sequenziazione genetica di batteri in campioni di plancton una nuova proteina, la proteorodopsina, che si inserisce nella membrana cellulare, dove utilizza energia proveniente dalla luce per accumulare carica nella ‘batteria’ anche in assenza di ossigeno.