Forse, un giorno, basterà una manciata di molecole di idrogeno per riempire il serbatoio delle automobili del futuro. A suggerirlo è uno studio pubblicato sulla rivista Science dai ricercatori della Freie Universität Berlin, che hanno mostrato come un motore basato su una singola molecola di idrogeno riesca a “guidare” il moto di oggetti molto più grandi. Gli scienziati hanno realizzato l’esperimento utilizzando un microscopio a effetto tunnel, che permette di rivelare atomi e singole molecole, montando la punta dello strumento sull’estremità libera di una sorta di “mensola”, libera di oscillare. L’altra estremità è invece vincolata a un supporto fisso.
Cristian Lotze, uno degli autori dello studio, racconta di essere riuscito a intrappolare una singola molecola di idrogeno tra la punta del microscopio e la sottostante superficie di rame, sulla quale è stato poi indotto il passaggio di corrente elettrica. Sotto l’effetto della corrente, la molecola di idrogeno ha iniziato a muoversi caoticamente tra due posizioni diverse: il risultato macroscopico di tale movimento è stato l’oscillazione dell’estremità libera della mensola.
La particolarità di un esperimento di questo genere sta appunto nel trasferimento di energia da una sorgente stocastica, o rumorosa (così è detto in gergo scientifico un fenomeno dominato dalla casualità, come per l’appunto il movimento caotico della molecola di idrogeno) a un comportamento coerente e predicibile, cioè l’oscillazione della mensola. Questo meccanismo è detto risonanza stocastica: i ricercatori hanno scoperto che esiste un valore specifico della corrente applicata alla superficie di rame per cui le fluttuazioni dell’idrogeno diventano altamente correlate con quelle della mensola e riescono a portare il sistema all’auto-oscillazione.
Secondo gli scienziati, questo processo apre la strada a nuove tecniche per migliorare il trasferimento di energia e realizzare così motori molecolari altamente efficienti.
Riferimenti: Science doi:10.1126/science.1227621
Credits immagine: Zero Emission Resource Organization/Flickr
