Progetto LEAPS: arrivano le nanomacchine solari “made in Unibo”

Una sfida di frontiera, al confine tra chimica, fisica e biologia: costruire macchine nanometriche azionate dall’energia della luce. È il progetto “made in Unibo” del professor Alberto Credi che il Consiglio Europeo della Ricerca (ERC) ha scelto di finanziare con quasi due milioni e mezzo di euro, primo Advanced Grant sulla chimica assegnato all’Università di Bologna e quinto per le scienze chimiche in tutta Italia dal 2007, anno di nascita del bando ERC.

Il progetto si chiama LEAPS (“Light effected autonomous molecular pumps: Towards active transporters and actuating materials”) e ha come obiettivo la realizzazione di sistemi nanometrici in grado di trasportare molecole in modo controllato utilizzando l’energia della luce: uno studio che promette di aprire nuove vie in diversi settori della scienza, della tecnologia e della medicina. Il progetto è estremamente ambizioso e ha superato le severe fasi di selezione anche grazie alla competenza e alla reputazione scientifica del suo ideatore e del suo team. Alberto Credi, classe 1970, docente al Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agro-alimentari dell’Alma Mater, è fra i 20 chimici italiani più citati al mondo ed ha già ricevuto numerosi riconoscimenti per le sue ricerche, l’ultimo dei quali gli sarà conferito all’Accademia dei Lincei il prossimo 10 giugno, alla presenza del Presidente della Repubblica.

“Tutti gli organismi, compresi gli esseri umani – spiega Credi -, utilizzano motori molecolari costituiti da proteine per svolgere compiti fondamentali per la vita. Negli ultimi decenni noi chimici abbiamo imparato a creare macchine molecolari sintetiche, ma non siamo ancora riusciti ad utilizzarle nel mondo reale. Obiettivo finale di questo progetto è allora fare concreti passi avanti in questa direzione.”

L’idea è basata su un modello già sviluppato dal team guidato dal professor Credi e pubblicato un anno fa su Nature Nanotechnology, risultato che a sua volta si fonda sull’esperienza pluriennale del gruppo di ricerca Unibo sulle macchine molecolari artificiali, ormai punto di riferimento a livello mondiale per questo tipo di studi.

Il progetto LEAPS durerà cinque anni e si concentrerà in particolare su tre sfide: il trasporto di molecole in modo controllato lungo una precisa direzione per una distanza di alcuni nanometri, il pompaggio di molecole fra due compartimenti di una soluzione fisicamente separati da una membrana e la costruzione di materiali polimerici nei quali il funzionamento delle pompe molecolari sia in grado di produrre cambiamenti strutturali (ad esempio reticolazione delle catene polimeriche).

“La realizzazione del primo e del secondo obiettivo – continua Credi – ci consentirebbe di imitare il trasporto molecolare nelle cellule, con notevoli implicazioni per usi biomedici, mentre il secondo e il terzo obiettivo puntano ad un altro risultato importante: convertire l’energia solare e immagazzinarla sotto forma di energia chimica, ovvero realizzare una fotosintesi artificiale”. Qui la sfida del gruppo di ricerca si fa ancora più ardita: costruire un polimero, cioè un materiale plastico, che possa accumulare l’energia della luce che lo illumina per poi rilasciarla a comando effettuando un movimento, ovvero compiendo lavoro. “Con materiali di questo tipo – conclude Credi – si possono costruire fibre muscolari artificiali azionate dalla luce. E magari un giorno potremmo usare queste fibre per costruire robot alimentati direttamente con l’energia del sole…”

Chi è Alberto Credi

Alberto Credi è nato a Bologna nel 1970, è sposato e ha due figli. È professore ordinario di Chimica Generale ed Inorganica presso il Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agro-alimentari dell’Università di Bologna. Allievo di Vincenzo Balzani, svolge le sue ricerche nell’ambito della chimica e fotochimica supramolecolare, scienza dei materiali e nanoscienze. I suoi interessi sono rivolti allo sviluppo di sistemi e materiali molecolari controllati dalla luce; in particolare, il suo contributo alla realizzazione di dispositivi logici, macchine e motori di dimensioni nanometriche è riconosciuto a livello internazionale. Impegnato in diversi progetti di ricerca, collabora con numerosi laboratori e istituti in Italia e all’estero. È autore di un brevetto, tre libri e 250 pubblicazioni scientifiche, con oltre 17000 citazioni e un indice h=60. Secondo la classifica stilata dalla Virtual Italian Academy è fra i 20 chimici italiani più citati ed è il più citato dell’Università di Bologna. Fra i riconoscimenti ricevuti vi sono lo IUPAC Prize for Young Chemists, il premio internazionale Grammaticakis-Neumann, il premio Raffaello Nasini della Società Chimica Italiana e i premi Vincenzo Caglioti ed Enrico Santoro dell’Accademia dei Lincei. È stato invitato ad esporre i propri studi a più di 100 convegni nazionali e internazionali. Oltre alla ricerca è impegnato da sempre nella divulgazione della chimica e della cultura scientifica.

Che cos’è l’European Research Council (ERC)

Il Consiglio Europeo della Ricerca (in inglese European Research Council, ERC) è stato creato nel 2007 dall’Unione Europea nell’ambito del VII programma quadro UE per la ricerca scientifica (2007-2013) ed è attualmente uno dei programmi di punta del programma di ricerca europeo Horizon 2020 (2014-2020). È la prima organizzazione transnazionale europea che, attraverso finanziamenti competitivi, sostiene progetti di ricerca di frontiera sulla base dell’eccellenza scientifica del ricercatore/della ricercatrice e della forza innovativa della sua idea, a prescindere dalla nazionalità, dall’età o dalla disciplina scientifica. I ricercatori che partecipano ai bandi sono sottoposti a una selezione molto rigida dove il solo criterio di valutazione è l’eccellenza scientifica. Ogni anno l’ERC eroga consistenti finanziamenti a giovani ricercatori nella fase iniziale della loro carriera (“starting grants” o “consolidator grants”) e a scienziati già affermati e riconosciuti nel loro settore (“advanced grants”), per un totale di quasi due miliardi di euro all’anno. Il bilancio totale assegnato all’ERC per il periodo 2014-2020 è di 13.1 miliardi di euro. Per ottenere un finanziamento ERC, i ricercatori devono partecipare ai bandi pubblicati sul sito e devono svolgere il loro progetto di ricerca in un’università o centro di ricerca pubblico o privato, in uno dei 28 paesi dell’UE o in uno dei 15 paesi associati al programma quadro europeo della ricerca.