Bargigli turchi che cambiano colore Ispirano nuovi rivelatori di tossine e germi
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Risulta che i tacchini non sono eccezionali solo con sugo di carne e salsa di mirtilli. Gli scienziati hanno a lungo tratto ispirazione dalla natura, e l'umile bargiglio di tacchino è la loro prossima musa.
I tacchini possono cambiare il colore della pelle sulla testa dal rosso al blu al bianco, a seconda che siano calmi o eccitati. Questa caratteristica è talmente distintiva che i tacchini si sono guadagnati il nome di "uccello a sette facce" in coreano.
pubblicità PubblicitàIn un nuovo studio pubblicato oggi su Nature Communications, un gruppo di ricerca dell'Università della California, Berkeley, guidato da Seung-Wuk Lee, spiega come hanno sviluppato un sensore di tossine sintetiche basato sulla tecnica del cambio del colore del tacchino.
Happy Turkey, Angry Turkey
La testa di un tacchino è normalmente rosso vivo, un colore causato da vasi sanguigni visibili che si trovano direttamente sotto la pelle del bargiglio. I vasi sanguigni sono circondati da lunghe bande di un tessuto connettivo chiamato collagene, che è uno dei mattoni fondamentali della vita animale. Quando il tacchino si agita, i vasi sanguigni si contraggono, esponendo più delle fasce di collagene.
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PubblicitàCambia il modo in cui la luce in entrata si disperde e si riflette sulla pelle del tacchino, facendola apparire blu o bianca. È lo stesso effetto di dispersione che fa apparire il cielo blu ma i tramonti gialli o rossi. È anche la ragione per cui i vasi sanguigni appaiono blu sotto la pelle pallida, anche se il sangue al loro interno è rosso.
"Se siamo in grado di costruire una struttura simile e utilizzare la struttura risultante per rilevare informazioni chimiche o ambientali, può essere un ottimo sensore di colore che possiamo facilmente utilizzare nella nostra vita quotidiana", ha detto Lee, un professore associato di bioingegneria a Berkeley, in un'intervista con Healthline.
Pubblicità PubblicitàUn arcobaleno virale
Per creare il loro sensore, la squadra di Lee aveva bisogno di un blocco predefinito. Hanno scelto il virus M13, che può aderire a se stesso in un modello ripetitivo semplice che forma le fibre. "Il virus M13 ha una forma fisica come un elemento naturale e può facilmente produrre copie identiche", ha spiegato Lee.
Queste fibre, si scopre, hanno proprietà simili al collagene. Possono espandersi o contrarsi per cambiare colore, passando dal blu al verde al giallo al rosso. Per fortuna, le fibre reagiscono naturalmente a una serie di vapori chimici, tra cui acqua e alcol.
"Il cambiamento di colore è così ovvio per i prodotti chimici ad alto vapore, possiamo facilmente rilevare i cambiamenti di colore anche a occhio nudo", ha detto Lee.
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Il team di Lee ha sviluppato un'app per smartphone chiamata iColour Sensor, che utilizza una fotocamera del telefono per leggere i cambiamenti di colore e rilevare quanto della sostanza chimica misurata è presente nell'aria.
Pubblicità PubblicitàIl sensore non si limita solo all'acqua e all'alcol. Per dimostrare la flessibilità della loro invenzione, il team di Lee ha ingegnerizzato il virus M13 per contenere un sito sensibile al TNT esplosivo chimico. Quando esposte a fumi di TNT, le fibre si espandono rapidamente, passando dal blu scuro al giallo o al rosso.
Anche il test è stato abbastanza selettivo: il team ha provato il test TNT su due prodotti chimici correlati, non esplosivi, DNT e MNT. Il sensore iColour è stato in grado di distinguere facilmente tra la sostanza chimica pericolosa e quella innocua.
Sebbene il test non sia abbastanza sensibile da essere utile per rilevare il TNT in campo militare, Lee è fiducioso che si tratti di un buon test di prova. Dice che le fibre virali potrebbero essere potenzialmente bioingegnerizzate per contenere siti sensibili a qualsiasi numero di tossine e microbi.
PubblicitàCreazione di un rivelatore migliore
I rivelatori chimici con codice colore sono più facili e veloci da leggere rispetto ai sensori che mostrano solo una lettura numerica. La maggior parte dei rivelatori chimici sono costosi da fabbricare e sono sensibili solo a un numero limitato di sostanze chimiche. La tecnologia di Lee è economica, ad azione rapida e può essere adattata a quasi tutti i prodotti chimici.
E dobbiamo ringraziare i tacchini.
Pubblicità Pubblicità"La natura offre una ricca fonte di ispirazione", ha affermato Lee. "Tutti i prodotti naturali che vediamo sono un esempio di [adattamenti vincenti per] i loro ambienti dati. Solo una piccola parte di essi viene scoperta e utilizzata per le materie scientifiche e ingegneristiche. Ci sono molte strutture e fenomeni notevoli che stanno ancora aspettando di essere scoperti. "
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