Un tatuaggio che si illumina se hai la febbre

(Sapienza Università di Roma) – Display LCD ultraveloci disponibili direttamente sulla nostra pelle per seguire la serie preferita o le ultime notizie in qualsiasi momento; tatuaggi che si accendono e si spengono a seconda della temperatura del corpo, destinati a prendere il posto dei termometri tradizionali. Non si tratta di fantascienza ma del risultato degli studi condotti da un team internazionale che è riuscito a realizzare cristalli liquidi biocompatibili da filamenti di DNA a doppia elica disciolti in acqua con caratteristiche fuori dal comune. Per la Sapienza ha partecipato allo studio, pubblicato su Nature Communications, il fisico Cristiano De Michele che ha seguito gli aspetti teorico-computazionali.

I ricercatori sono riusciti a riprodurre una fase particolare, detta smettica, in cui le particelle di DNA si dispongono come barrette lungo la stessa direzione e, a differenza di altre fasi, mantengono un certo ordine nella loro disposizione spaziale.

Infatti i cristalli non necessariamente passano in modo diretto allo stato liquido, ma in particolari condizioni, sono in grado di organizzarsi in fasi intermedie, dette mesofasi, che presentano le caratteristiche sia dello stato solido cristallino, che di quello liquido, da cui il nome di cristalli liquidi con cui vengono anche chiamate queste fasi. A seconda  della mesofase che attraversano, i cristalli liquidi cambiano l’orientamento e la disposizione spaziale delle molecole.

Nell’osservare tutte le mesofasi basate sul DNA, i ricercatori non erano finora riusciti a ottenere sperimentalmente la fase smettica che è caratterizzata da un certo ordine spaziale delle molecole (

fig-1).

“Abbiamo disegnato due opportune sequenze di basi nucleiche che a temperature ambiente si appaiano a formare delle nanoparticelle lunghe circa 50 nanometri costituite da due doppie eliche di circa 16 nanometri di lunghezza e di 2 nanometri di diametro connesse da un singolo filamento di basi nucleiche lungo circa 13 nanometri – commenta De Michele – Queste nanoparticelle quindi hanno la forma di una nunchaku, ossia dell’arma tradizionale diffusa in molti paesi dell’Asia orientale e usata, ad esempio, nelle arti marziali del kung-fu e del jujitsu, ma, rispetto a quest’ultima, sono ben 30 milioni di volte più piccole!”.

I cristalli liquidi così ottenuti, oltre ad essere di dimensioni nanometriche, sono assolutamente biocompatibili e quindi hanno la capacità di essere metabolizzati dagli organismi viventi senza nessun effetto dannoso sulle funzioni vitali.

Questa scoperta potrà, ad esempio, permettere in futuro la realizzazione di display LCD ultraveloci direttamente sulla nostra pelle per via della biocompatibilità del DNA. Più semplicemente si potrebbero anche creare degli inchiostri liquido-cristallini con cui realizzare dei tatuaggi che si possano “accendere” e “spegnere” o che siano animati. Sulla falsariga di quest’ultima idea, degli inchiostri liquido-cristallini basati sul DNA potrebbero essere usati come termometri di modo che, se le temperatura supera una certa soglia, un opportuno “tatuaggio” di avvertimento appaia sulla pelle.

Riferimenti: Smectic phase in suspensions of gapped DNA duplexes; Miroslaw Salamonczyk, Jing Zhang, Giuseppe Portale, Chenhui Zhu, Emmanuel Kentzinger, James T. Gleeson, Antal Jakli, Cristiano De Michele, Jan K. G. Dhont, Samuel Sprunt & Emmanuel Stiakakis Doi: 10.1038/ncomms13358