Le ombre ed il principio di Archimede

Le ombre ed il principio di Archimede

Il principio di Archimede ci insegna che un corpo immerso in un liquido riceve una spinta verso l’alto con una forza che è pari al peso del volume di liquido spostato. Questo principio, che descrive la cosiddetta spinta idrostatica, è alla base del principio di funzionamento di barche, navi e sottomarini. Tuttavia, mentre è abbastanza evidente cosa accade con oggetti così pesanti, è meno noto come il principio di Archimede possa spiegare il fatto che gli insetti camminino sull’acqua. Per questo motivo un gruppo di ricercatori ha inventato un modo per “misurare” la spinta idrostatica degli insetti. Hanno proiettato le ombre degli insetti “camminatori” su un foglio bianco posto alla base di un acquario. Utilizzando delle opportune fotografie, hanno messo in relazione l’intensità delle ombre generate dalla deformazione della superficie dell’acqua da parte delle zampette con la quantità di acqua che viene rimossa grazie ai peli presenti sulle zampette stesse. I ricercatori hanno concluso che la spinta idrostatica che consente agli insetti di camminare sull’acqua è legata proprio all’acqua rimossa grazie a questi “peletti”. La comprensione di questo meccanismo può essere alla base per la costruzione di microbot in grado anche essi di camminare sull’acqua

Per saperne di più:

https://www.sciencedaily.com/releas…/2016/…/161019132924.htm

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.langmuir.6b02922

Fortuna o bravura? osservazioni inusuali sul metodo scientifico.

Fortuna o bravura?

Si sa come funziona il metodo scientifico. Si osserva un fenomeno; si fanno delle ipotesi; si eseguono esperimenti; se l’ipotesi è verificata, si rifanno esperimenti cercando di invalidare le ipotesi fatte; se l’ipotesi non viene falsificata, allora può essere considerata come un utile modello della realtà, fino a quando un nuovo modello più completo non sostituisca quello vecchio.

Una parte importante di tutto questo è la pubblicazione dei risultati. Uno studioso che segue il metodo scientifico, ad un certo punto della sua attività, mette assieme quello che ha fatto in uno scritto (una volta si chiamava manoscritto) e lo sottopone all’attenzione della comunità internazionale di riferimento. L’intento è l’avanzamento delle conoscenze, ovvero mettere a disposizione i propri risultati in modo tale che chiunque voglia possa riprodurre gli stessi risultati, formulare nuove ipotesi e sostituire il vecchio modello.

Quanto di ciò che viene pubblicato e diventa noto al grande pubblico è dovuto a reale bravura dello studioso e quanto a pura fortuna? Oggi uno studio “scientifico” ce lo dice. Science, nella sezione News [1], riporta che è vero che uno studioso deve avere una grande preparazione per poter affrontare un problema più o meno complesso, ma è anche vero che la “comunicazione” gioca un ruolo importante. Non basta essere bravi, ma bisogna anche saper comunicare quello che si fa. Bastano bravura e comunicatività? No. Serve anche la fortuna. Devo dire che non mi aspetavo di veder sdoganato il fattore “C” [2] sotto l’aspetto scientifico…Va bene…diciamo sotto l’aspetto statistico che è meglio. In ogni caso l’articolo nelle News di Science è abbastanza divertente. Ne raccomando la lettura 🙂

Riferimenti:

[1] http://www.sciencemag.org/…/hey-scientists-how-much-your-pu…

[2] fattore “C”. C’è bisogno di definirlo? 😀

Le piante a l’anidride carbonica di origine antropica

Le piante e l’anidride carbonica di origine antropica

Una interessante sorpresa è riportata in un recente lavoro apparso on line ieri 8 Nov 2016 su Nature Communications.

Gli autori hanno evidenziato che sembra esserci una “pausa” nell’incremento di anidride carbonica atomosferica ed un decremento nella frazione antropogenica della stessa, sebbene le emissioni di CO2 di origine antropica non solo non sono diminuite, ma, addirittura, aumentate. Questa pausa viene attribuita ad un effetto a lungo termine delle corrette pratiche agronomiche che privilegiano l’ecosistema terrestre come carbon sink (ovvero serbatoio per immagazzinare il carbonio impedendone la degradazione a CO2) e all’effetto che sia le grosse quantità di CO2 che le temperature in aumento hanno sul metabolismo vegetale.

La domesticazione del tacchino

La domesticazione del tacchino

E’ un po’ di tempo che non scrivo. Ho avuto problemi che mi hanno impedito di dedicarmi all’attività divulgativa. Ora riprendo e torno alla normalità con una notizia sul tacchino, cibo preferito dagli Statunitensi nel thanksgiving day.

Sapete che il tacchino è un animale domesticato piuttosto recentemente? Beh…un lavoro archeologico fatto su raccolte di ossa di tacchino in Messico ha dimostrato che questo animale è stato domesticato intorno al 400-500 d.C., ovvero circa 1500 anni fa. Rispetto al momento in cui è nata l’agricoltura (circa 10000 anni fa) si tratta di un processo di domesticazione avvenuto veramente in epoche recenti. Devo dire che la storia dell’agrticoltura è sempre molto affascinante

Il comportamento dei metalli alcalini

Il comportamento dei metalli alcalini (Na e K)

Fin da quando uno studente di chimica mette piede in laboratorio, si ricevono precise istruzioni sul modo di comportarsi per evitare di fare danni prima di tutto a se stessi e poi agli altri. Una delle prime raccomandazioni è quella di evitare di mettere i metalli alcalini, come sodio (Na) e potassio (K), a diretto contatto con l’acqua. Questo perché nel momento in cui questi due metalli “sentono” l‘acqua danno luogo ad una reazione molto pericolosa. Cosa accade sotto l’aspetto chimico? Semplicemente questo:

2X + 2H2O -> 2XOH + H2 (dove X = Na oppure K)

Sembra banale, vero? In effetti lo è. Sia il sodio che il potassio metallici reagiscono ossido-riduttivamente per formare idrossido di sodio (o potassio) ed idrogeno gassoso. La pericolosità della reazione è legata al fatto che essa è fortemente esotermica (ovvero produce tanto calore). Il calore sviluppato consente la combustione dell’idrogeno. Se non si utilizzano le opportune precauzioni, si rischia che le fiamme generate dalla combustione dell’idrogeno possano provocare gravi ustioni (ed in effetti questo è veramente accaduto ad uno dei tecnici di laboratorio quando lavoravo a Portici qualche anno fa). Se volete vedere quello che accade basta cliccare sul seguente link: https://www.youtube.com/watch?v=Kx6JbhQcYS0

Affasciante, vero? e molto scenografico.

Recentemente un team di ricercatori della Repubblica Ceca e della Germania ha studiato quanto accade in acqua ed atmosfera inerte (ovvero in assenza di ossigeno) quando una lega di sodio e potassio viene posta “gentilmente” a contatto con l’acqua [1]. Avendo usato atmosfera inerte, i ricercatori hanno impedito la combustione dell’idrogeno. Tuttavia, attraverso un filmato in slow motion e la spettroscopia IR, hanno constatato che quando sodio e potassio metallici entrano in contatto con l’acqua si sviluppano degli elettroni idratati [2] responsabili di una bellissima colorazione azzurra visibile ad occhio nudo. Man mano che la reazione procede si passa ad un rosso incandescente e parte dei metalli evapora. Si forma a questo punto una goccia di idrossido di sodio/potassio trasparente che “galleggia” sull’acqua grazie all’effetto Leidenfrost [3] (si veda la foto a corredo di questa nota). Man mano che la temperatura si abbassa, la goccia trasparente “scoppia” e si forma una soluzione omogenea di idrossido di sodio (e potassio)

Riferimenti

[1] http://onlinelibrary.wiley.com/…/10…/anie.201605986/abstract

[2] http://onlinelibrary.wiley.com/…/10.1002/anie.201006521/full

[3] https://www.facebook.com/RinoConte1967/posts/1855448358010025:0

Altre letture

http://cen.acs.org/…/i35/Liquid-alkali-metal-alloy-floats.h…

Notizie dal mondo scientifico. Mais antico e mais moderno

Quante volte sentiamo dire che i sapori di una volta erano migliori? Quante volte siamo costretti ad ascoltare che ciò che esisteva in passato era di gran lunga più “sano” di ciò che mangiamo oggi? Quante volte sentiamo dire che ciò che è naturale è certamente migliore di quanto otteniamo dall’agricoltura tradizionale?

Un lavoro appena pubblicato su Current Biology (una rivista molto accreditata con IF di 8.983 per il 2015) rivela che il corredo genetico del mais (Zea mays L. ssp. mays) di 5310 anni fa è del tutto simile a quello del mais moderno [1] ed è molto differente dal mais selvatico che è quello che oggi potrebbe essere indicato come “naturale” e, per questo, più salubre secondo l’accezione comune del concetto di “naturale”. In realtà, ciò che rende il mais domestico qualitativamente migliore rispetto a quello selvatico è la presenza di un gene che impedisce la formazione di un tegumento duro e, di conseguenza, difficile da mangiare e quella di un gene che impedisce alle pannocchie di sgretolarsi per effetto della maturazione. La caratterizzazione del genoma del mais evidenzia come fin dall’antichità (stiamo parlando di oltre 5000 anni fa) l’intento dell’uomo è stato quello di selezionare le caratteristiche genetiche per produrre alimenti facilmente digeribili e dalla elevata produttività; questo è esattamente ciò che ancora oggi facciamo con tecniche certamente diverse e più efficienti in termini economici e temporali [2].

Non esiste un prodotto “naturale” migliore di uno ottenuto mediante l’attività antropica; non esiste un sapore antico migliore di uno moderno. Questa tipologia di pensiero si basa su niente altro che il desiderio inconscio di ritrovare la spensieratezza di quando eravamo “piccoli” e senza alcuna responsabilità: i sapori di una volta diventano il nostro Paradiso perduto.

Riferimenti

[1] Ramos-Madrigal et al. (2016), Genome Sequence of a 5,310-Year-Old Maize Cob Provides Insights into the Early Stages of Maize Domestication, Volume 26, Issue 23, p 3195–3201, dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.09.036

[2] https://www.facebook.com/RinoConte1967/posts/1882838181937709

Notizie dal mondo scientifico. Cervello fossile

Non c’è che dire! Quando camminate per sentieri e valli dove esiste una buona possibilità di trovare fossili, fate molta attenzione perché potreste ritrovarvi tra le mani un reperto molto interessante di cui potreste non capire l’importanza scientifica. Se possibile fate ispezionare il vostro reperto da esperti…a meno che non siate voi stessi degli esperti paleontologi. È appena apparsa la notizia che l’impronta fossile del cervello di un dinosauro è stata individuata in un ciottolo. Questa è una scoperta molto importante perché dallo studio delle caratteristiche di questo cervello fossile si potrebbero capire quali sono le vie evolutive che hanno portato ad uccelli e coccodrilli. Sembra infatti che questo cervello fossile assomigli proprio a quello di uccelli e coccodrilli.

La notizia per intero con i riferimenti al lavoro pubblicato è al seguente link:

http://www.sciencemag.org/…/dinosaur-s-brain-preserved-pebb…

Nascita di una nuvola di ghiaccio

Nascita di una nuvola di ghiaccio

Quando si studia la chimica analitica, una delle cose che vengono insegnate è che i processi di cristallizzazione, ovvero la transizione da una fase liquida ad una solida, avvengono per crescita progressiva del cristallo intorno ad una “gemma” che si ottiene quando prevalgono forze di aggregazione su quelle di dispersione [1].

E’ notizia appena apparsa [2, 3] che ricercatori Statunitensi sono stati in grado di filmare i primi stadi del processo di nucleazione alla base della formazione del ghiaccio. Il video molto affascinante è a questo link

FAO e cattiva informazione

La foto che uso a corredo di questa nota mostra un post sulla pagina Facebook della FAO e la uso in merito alla cattiva informazione che sovente capita di leggere anche nelle pagine più titolate. Non ho bisogno di spiegare cosa sia la FAO. Perché questo post merita una nota? Per il semplice motivo che è l’esempio perfetto di come si propagano le sciocchezze. L’intestazione del post riporta di chemical-free pesticides. Tradotto vuol dire pesticidi non chimici. Sono perplesso, se non addirittura offeso, per il fatto che una organizzazione internazionale usi in modo inopportuno la parola “chimica”. Tutto è “chimica”. La semplice acqua è una sostanza chimica; la nostra pelle è fatta di sostanze chimiche; il nostro sangue contiene sostanze chimiche; insomma tutto quanto ci circonda contiene sostanze il cui comportamento segue delle leggi chimiche ben precise e sono classificate come “sostanze chimiche”. Cosa vuol dire, allora, chemical-free pesticides? Nulla. Non vuol dire nulla. È solo un modo molto populistico di indicare delle sostanze potenzialmente tossiche. Diciamolo. I pesticidi, ma più in generale i fitofarmaci, sono tossici, ma diventano un problema se usati in modo inopportuno nella comune pratica agricola.

Questo modo di fare comunicazione da parte dei social media manager della FAO denota tanta ignoranza, cosa che non mi sarei mai aspettato da tale organizzazione internazionale.

Dalla natura spunti per migliorare la tecnologia

Un po’ più di un anno fa ho scritto un post sul geco in cui spiegavo i segreti legati alla sua capacità di vincere la forza di gravità [1].

Il mondo che ci circonda è molto complesso e da esso possiamo attingere non poco per migliorare la qualità della nostra vita.

Leggo ora che chimici hanno messo a punto un adesivo che è in grado di fornire le proprietà antigravità tipiche delle zampette del geco [2, 3].

In pratica, un materiale fotosensibile (ovvero sensibile alla radiazione luminosa ed in particolare a quella UV) è stato inserito tra due strati di un materiale polimerico a base di silicio (il polimetilsilossano [4]). Il materiale fotosensibile (si tratta di elastomeri a cristalli liquidi [5] dopati con azobenzene [6]) quando sottoposto alla radiazione luminosa cambia velocemente forma e dimensione permettendo la flessione del polimero a base di silicio.
Questa flessione consente al tessuto su cui è il polimero è “spalmato” di staccarsi dalle superfici esattamente come fanno le zampette dei gechi che perdono velocemente adesività durante il movimento.
In assenza di luce, il sistema fotosensibile si trasforma di nuovo consentendo l’adesione del polimetilsilossano.

Qual è la novità? La rapidità con cui le trasformazioni anzidette possono avvenire. Si tratta di pochi istanti, un intervallo di tempo molto più breve di quello necessari ad altri materiali adesivi per fornire le stesse caratteristiche. A parte i costumi da uomo ragno, questi sistemi possono essere usati anche per il trasporto di grossi pesi.

La natura non finisce mai di stupirci…ma devo aggiungere che neanche la fantasia dei chimici è da meno!

Riferimenti

[1] https://www.facebook.com/RinoConte1967/photos/a.1652785024943027.1073741829.1652784858276377/1835671356654392/
[2] https://www.chemistryworld.com/…/gecko-insp…/2500275.article
[3] http://robotics.sciencemag.org/content/2/2/eaak9454
[4] http://www.fao.org/…/jecf…/specs/Monograph1/Additive-315.pdf
[5] http://nlcmf.lci.kent.edu/About_the_NLCMF/whatR1.htm
[6] https://it.wikipedia.org/wiki/Azobenzene

Fonte dell’immagine: https://www.chemistryworld.com/…/gecko-insp…/2500275.article

Share