Vi siete mai chiesti
come sono fatte le cose nel nostro corpo?
Perché il nostro corpo può ricrescere e ripararsi da solo,
e come riusciamo a passare i geni
da una generazione all'altra?
Ancora nessuno dei nostri artefatti ha queste caratteristiche;
vengono semplicemente buttati quando si rompono
e di certo non possono riprodursi.
La risposta è in una cosa chiamata auto-assemblaggio.
L'auto-assemblaggio è un sistema in cui parti alla rinfusa
si uniscono in una struttura organizzata,
in modo completamente autonomo.
Ciò significa che un mucchio di pezzi sulla vostra scrivania potrebbero,
in teoria, riuscire ad andare in giro per conto loro,
trovarne altri,
e costruire qualcosa di utile.
Sembra impossibile,
come i Transformers
o Sandman,
ma è esattamente così che i nostri corpi sono fatti,
che il nostro sistema immunitario funziona,
e perché riusciamo a riprodurre.
L'auto-assemblaggio è la fabbrica e la fotocopiatrice nel nostro corpo
che fa ripiegare le proteine e replicare il DNA.
È un processo che non avviene solo
nel mondo biologico e chimico,
ma è un fenomeno che si può vedere dai magneti
ai fiocchi di neve,
robotica,
social network,
nella formazione di città e galassie,
per nominarne qualcuno.
In biologia e chimica,
l'auto-assemblaggio è ovunque,
dalle interazioni atomiche,
alla replica cellulare
fino al DNA, RNA e al ripiegamento di proteine.
Le proteine sono come catene di bicicletta
con sequenze di legami di amminoacidi.
Loro si assemblano in strutture 3D
a causa dell'interazione
tra amminoacidi lungo la catena,
come anche la relazione
tra la catena e l'ambiente.
Queste forze fanno sì che la catena flessibile
si pieghi in una forma 3D
che regola la funzione nelle proteine.
I virus, d'altra parte, sono come palloni da calcio.
Sono fatti di una serie di sotto-unità con forme specifiche.
Queste forme si attraggono tra loro,
per mettersi insieme in modi precisi.
Immaginate di voler costruire una sfera perfetta.
Scoprirete che fare una sfera perfetta
con i mezzi tradizionali è davvero molto difficile.
Altrimenti, potreste provare ad auto assemblare la sfera.
Un modo potrebbe essere gonfiare la sfera
come una bolla o un palloncino.
Un'altra opzione potrebbe essere quella di creare diversi pezzi identici
che uniti formino una sfera perfetta.
Si potrebbe provare a mettere insieme i pezzi uno ad uno,
ma ci potrebbe volere molto tempo
e avreste ancora errori umani.
Altrimenti si potrebbe disegnare una connessione
tra i componenti come dei magneti
e gettarli in un contenitore.
Quando si scuote il contenitore,
tutte le parti troveranno le altre
e costruiranno la sfera per voi.
L'auto-assemblaggio è stato usato come un nuovo progetto,
una scienza
e uno strumento ingegneristico
per rendere le tecnologie della prossima generazione
più semplici da costruire,
più duttili,
e meno dipendenti dai carburanti fossili.
Gli scienziati stanno creando microchip molecolari per computer
dove ai piccoli elementi molecolari vengono date
le giuste condizioni per formarsi in percorsi organizzati.
In modo simile, possiamo usare l'auto-assemblaggio
per fare strutture 3D con il DNA,
come capsule che possano portare farmaci nel corpo,
rilasciandoli solo se trovano determinate condizioni.
Presto, l'auto-assemblaggio sarà usato per applicazioni più grandi,
in cui i materiali possono ripararsi da soli,
i tubi dell'acqua possono riconfigurarsi su richiesta,
gli edifici possono adattarsi da soli
all'ambiente o al carico dinamico,
e le strutture spaziali possono auto-assemblarsi senza umani.
Immaginate se le nostra fabbriche fossero più come organismi o cervelli
e i nostri cantieri fossero come giardini
che crescono e si adattano indipendentemente.
Le possibilità sono infinite
e ora sta a noi
progettare un mondo migliore attraverso l'auto-assemblaggio.