Dopo aver lasciato il Professor Boyle, mi reco a Parigi, in una primavera inoltrata di un anno qualsiasi della seconda metà del Settecento. Entro in un salone elegante, illuminato da candelabri e impreziosito da cristalli, dove incontro un uomo in giacca di velluto che sembra appena uscito da un dipinto di David. Nonostante la data sul calendario, lui è qui per noi: Antoine-Laurent de Lavoisier, padre della chimica moderna. Sorriso cortese, sguardo analitico. E, sì, la testa è ancora al suo posto.
— Buon pomeriggio, Monsieur Lavoisier, grazie per aver acconsentito a questa intervista impossibile. Sono appena stato dal Professor Boyle, che lei sicuramente conosce.
— Come potrei non conoscerlo? Il signor Boyle ha dato alla chimica fondamenta solide, anche se il suo flogisto… pardon, le sue idee sull’aria avrebbero avuto bisogno di una piccola revisione. Ma, senza il suo lavoro, il mio sarebbe stato molto più difficile.
— Monsieur Lavoisier, partiamo dalla domanda che tutti si fanno: è vero che ha “inventato” la chimica moderna?
— “Inventare” è un termine troppo presuntuoso, e la scienza non è mai opera di un uomo solo. Diciamo che ho messo un po’ d’ordine in un mestiere che, all’epoca, era un bazar di nomi pittoreschi, teorie fumose e descrizioni poetiche ma imprecise. Molti parlavano di “aria infuocata”, “terra fissa”, “spiriti”, senza una base quantitativa solida. Io ho cercato di sostituire questa confusione con misure accurate, esperimenti ripetibili e una nomenclatura chiara. Ho avuto la fortuna di vivere in un’epoca in cui il metodo sperimentale stava finalmente scalzando il dogma, e in cui la matematica poteva sposare il fornello: bilance accanto agli alambicchi, calcoli accanto alle osservazioni. È così che la chimica è uscita dalla bottega dell’alchimista per entrare nel laboratorio dello scienziato.
— E così è nata la famosa Legge di conservazione della massa.
— Esatto. Nulla si crea, nulla si distrugge, tutto si trasforma. È una verità semplice a dirsi, ma non scontata da dimostrare. All’epoca molti credevano ancora che durante una combustione o una reazione chimica qualcosa “sparisse” o “nascesse” dal nulla. Io ho mostrato, bilancia alla mano, che la somma delle masse dei reagenti è sempre uguale a quella dei prodotti, anche se il calore o i gas davano l’illusione del contrario. Era un principio tanto fondamentale quanto rivoluzionario, perché significava che la chimica, per essere scienza, doveva basarsi su misure precise e verificabili. E poi, si sa, una buona legge scientifica è come un buon aforisma: resta impressa nella memoria, ma deve poggiare su dati solidi per non diventare solo una frase ad effetto.
— Ci racconta della riforma della nomenclatura chimica?
— Oh, quella è stata la mia vera rivoluzione, e forse l’eredità più duratura del mio lavoro. Dare nomi logici e universali alle sostanze non è una questione di pignoleria, ma di sopravvivenza per la scienza: se non ci capiamo tra noi, non possiamo progredire. Prima di noi, ogni sostanza aveva un’infinità di nomi locali, legati alle tradizioni o alle fantasie di chi li usava: lo stesso composto poteva essere chiamato “vetriolo di Marte” in un laboratorio, “fior di ferro” in un altro e “sale verde” altrove. Per capire una reazione, bisognava prima tradurre il linguaggio dell’autore — e non sempre era possibile. Con Guyton de Morveau, Berthollet e Fourcroy abbiamo ideato un sistema basato sulla composizione chimica, in cui il nome descriveva la sostanza e non la sua storia folcloristica. È stato come passare da un dialetto confuso a una lingua comune: all’improvviso, la chimica parlava la stessa lingua da Parigi a Londra, da Berlino a Stoccolma.
— E l’ossigeno?
— Ah, il mio “bambino prediletto”! Ho dimostrato che era lui, e non qualche misteriosa sostanza immaginaria, il responsabile della combustione e della respirazione. Prima di me, molti chimici erano affezionati alla teoria del flogisto: un’entità invisibile che si sarebbe liberata durante la combustione. Era una spiegazione comoda, ma non resisteva alla prova della bilancia e dell’esperimento. Studiando i gas di Priestley e di Scheele, compresi che quella “aria particolarmente pura” non era un curiosità da collezione, ma un elemento fondamentale per sostenere la vita e il fuoco. Non tutti furono felici di sentirselo dire: cambiare paradigma è sempre doloroso, specie quando si devono abbandonare idee in cui si è investita la carriera. Ma la chimica non è un’arte di compromesso: segue le prove, non le abitudini. E l’ossigeno, con i suoi comportamenti, era una prova vivente… o, se preferisce, respirante.
— E cosa mi dice dell’azoto?
— Lo chiamai azote, “senza vita”, perché questo gas non sosteneva né la combustione né la respirazione: un’aria inerte, capace di spegnere il fuoco e soffocare gli animali. Era un nome descrittivo, figlio del mio approccio alla nomenclatura. In Inghilterra, però, preferirono chiamarlo nitrogen, “generatore di nitrati”, per via della sua presenza nei salnitri. Non mi offendo per la differenza: i nomi cambiano con le lingue e le tradizioni, ma l’importante è che tutti sappiano di cosa si sta parlando. Certo, a volte questa varietà linguistica genera confusione… ma non più di quanto non faccia la politica.
— A proposito di politica e vita pubblica, lei era anche un funzionario delle tasse. Non esattamente il lavoro più amato dal popolo…
— Vero, e non ha certo contribuito alla mia popolarità durante la Rivoluzione. Ma non ero un esattore medievale con il forcone alla porta: ero un membro della Ferme générale, un’istituzione privata che raccoglieva le imposte per conto dello Stato, e mi impegnavo soprattutto nella riforma del sistema fiscale. Sapevo bene che un’imposta mal congegnata soffoca l’economia, e che un’amministrazione corrotta soffoca la fiducia. Una parte di quelle entrate, peraltro, finiva a sostenere attività scientifiche: laboratori, strumenti, ricerche. La chimica costa, e senza risorse non si può fare. Certo, in tempi di turbolenza politica, essere associato alla riscossione delle tasse era come indossare un bersaglio sulla schiena… e il resto della mia storia dimostra quanto il bersaglio fosse ben visibile.
— Infatti, poi arrivò il 1794…
— Sì, il processo. In tre ore fui condannato a morte. Non era un’udienza, era un atto politico. Un mio collega pronunciò quella frase passata alla storia: “La Repubblica non ha bisogno di scienziati”. Peccato che invece ne avesse un disperato bisogno, allora come oggi. La ghigliottina non è mai stata un buon laboratorio, e nemmeno il sospetto ideologico, il pregiudizio o la paura del pensiero critico. Vedo che in certi Paesi, ancora oggi, si smantellano istituzioni scientifiche, si sostituiscono esperti con fedelissimi politici, si ignorano dati scomodi in nome di un’ideologia o di un calcolo elettorale. Cambiano i metodi — oggi non è più la lama di una ghigliottina, ma decreti, nomine pilotate, tagli di fondi — ma il principio è lo stesso: eliminare la scienza quando contraddice il potere. E così si condanna la società intera, perché senza conoscenza si resta in balìa dell’ignoranza e delle illusioni.
— Se potesse vedere la chimica di oggi, cosa direbbe?
— Che è meravigliosa e spaventosa al tempo stesso. Mai nella storia dell’umanità la conoscenza chimica ha avuto un potenziale così vasto: potete progettare farmaci su misura per salvare vite, creare materiali avanzatissimi, catturare l’energia del sole e del vento, ripulire acque e suoli inquinati. Allo stesso tempo, avete la capacità di alterare interi ecosistemi, accumulare sostanze tossiche che non scompaiono per secoli, e produrre armi in grado di annientare città in pochi secondi. La chimica è un linguaggio universale che la natura comprende, ma non fa sconti: ogni reazione ha conseguenze. Il problema non è la chimica in sé — che è neutrale — ma le scelte politiche, economiche e morali di chi la impiega. Una formula sulla carta è innocente; la sua applicazione, invece, può essere una benedizione o una condanna.
— E a chi inquina, cosa direbbe?
— Direi che la mia legge vale ancora: la massa non sparisce. Quello che immettete nell’ambiente, sotto forma di fumi, scorie o sostanze tossiche, non si dissolve per magia: resta, si trasforma, si accumula. I metalli pesanti finiscono nei sedimenti e nelle catene alimentari, la plastica si frantuma in particelle che respiriamo e ingeriamo, i gas serra restano intrappolati nell’atmosfera per decenni. Prima o poi, tutto vi torna indietro — nell’aria che respirate, nell’acqua che bevete, nel cibo che mangiate. In chimica, come nella vita, il bilancio deve tornare: potete rinviare il conto, ma non potete cancellarlo. La natura è un contabile inflessibile, e non concede condoni.
— Grazie Monsieur Lavoisier. È stato un onore averla potuta incontrare
— L’onore è stato mio, monsieur. Ricordate: la scienza è un’opera collettiva, non il monumento di un solo uomo. Difendetela sempre perché, quando la scienza tace, la superstizione e l’arbitrio parlano più forte. E ora… il mio tempo è finito, ma le mie leggi restano.
Mi stringe la mano, elegante come quando è arrivato. E sparisce, lasciandomi la sensazione che la sua testa, oggi, servirebbe ancora.
Mi avvio verso il prossimo appuntamento impossibile. Lì, tra la fiamma tremolante di una candela, scopriremo che la luce può illuminare molto più della stanza in cui arde.
Che cosa possono raccontarci i nostri capelli? Molto più di quanto immaginiamo. Non sono soltanto un segno di identità o di stile personale, ma vere e proprie architetture biologiche capaci di custodire informazioni preziose: sulla nostra salute, sulle sostanze a cui siamo stati esposti e persino sulle tracce lasciate da trattamenti cosmetici.
È proprio per raccontare questa dimensione scientifica, spesso trascurata, che voglio parlare di tricochimica: uno studio chimico del capello in tutti i suoi aspetti, dall’estetica alla tossicologia e fino all’analisi forense.
La chimica, infatti, non è una disciplina astratta. È uno strumento concreto per capire fenomeni quotidiani. Capire come funzionano le tinture, le permanenti o i trattamenti liscianti significa comprendere reazioni chimiche precise. Allo stesso modo, analizzare i capelli per individuare droghe o metalli pesanti richiede metodiche chimico-analitiche raffinate, fondamentali in medicina legale e nelle indagini forensi.
In questo articolo proverò a esplorare questo campo affascinante e multidisciplinare. Vedremo come sono fatti i capelli, quali trasformazioni chimiche possono subire e come la chimica ci aiuta a leggerne la storia. Un viaggio che unisce bellezza e scienza, con uno sguardo attento anche alle implicazioni sociali ed etiche di queste conoscenze.
Il significato evoluzionistico dei capelli
Per affrontare la chimica dei capelli in modo completo è utile partire da una domanda più profonda: perché l’essere umano ha ancora i capelli sulla testa? A differenza della maggior parte dei mammiferi, che conservano un pelame diffuso sul corpo, la nostra specie si caratterizza per una pelle glabra salvo alcune aree strategiche, come il cuoio capelluto.
Le ipotesi evolutive più accreditate interpretano i capelli come una reliquia evolutiva che ha progressivamente perso molte delle funzioni originarie di isolamento termico. Tuttavia, la loro conservazione sul cranio potrebbe aver offerto vantaggi adattativi. Un ruolo plausibile è la protezione dal surriscaldamento diretto, agendo da schermo contro la radiazione solare intensa, specialmente in climi aperti e soleggiati. Allo stesso tempo, il cuoio capelluto riccamente vascolarizzato favorisce la dispersione di calore in eccesso. La distribuzione e la densità dei capelli umani sono quindi il risultato di una pressione selettiva che ha equilibrato protezione e termoregolazione.
Inoltre, il capello ha mantenuto importanti valenze sociali e sessuali. Il colore, la forma e la consistenza dei capelli variano tra individui e popolazioni, diventando segnali di riconoscimento, età, salute e persino desiderabilità sessuale. Queste caratteristiche hanno stimolato la selezione sessuale e culturale, contribuendo a fare del capello un elemento centrale dell’identità personale.
A conferma della sua rilevanza evolutiva, studi recenti hanno identificato correlazioni genetiche di fine scala con la morfologia del capello, evidenziando la selezione naturale e la divergenza adattativa in diverse popolazioni umane.
Comprendere queste dimensioni evolutive non è solo una curiosità: ci ricorda che la chimica del capello studia un tessuto vivo di storia biologica e culturale. Anche la tricochimica si deve confrontare con questa eredità evolutiva, che plasma le caratteristiche fisiche e chimiche della fibra capillare così come le funzioni sociali che ancora oggi attribuiamo ai nostri capelli.
Nascita e crescita del capello: la biologia del follicolo pilifero
Per comprendere davvero la chimica del capello – la tricochimica – è fondamentale partire dalla sua biologia. Il capello non è soltanto la fibra che vediamo spuntare dalla cute, ma il risultato di un processo di crescita complesso che avviene all’interno del follicolo pilifero, una struttura specializzata immersa nella pelle.
Il follicolo pilifero è una piccola tasca di epitelio che avvolge la parte viva del capello e ne dirige la formazione. Al suo interno si trova la papilla dermica, ricca di vasi sanguigni, che fornisce nutrienti, ossigeno e, non meno importante, trasporta farmaci e metalli pesanti che possono incorporarsi nella fibra in formazione. È proprio grazie a questa connessione vascolare che il capello diventa un archivio biologico capace di registrare, nel tempo, esposizioni a sostanze esterne.
Tradizionalmente, il ciclo di vita del capello si suddivide in tre fasi principali:
Anagen: fase di crescita attiva, che può durare anni. In questa fase le cellule della matrice germinativa si moltiplicano rapidamente e si cheratinizzano progressivamente, formando il fusto del capello che emerge dalla cute. È qui che avviene l’incorporazione più stabile di sostanze esogene, rendendo questa fase cruciale per l’analisi tossicologica.
Catagen: breve fase di regressione (2–3 settimane) in cui l’attività proliferativa si arresta e il follicolo si contrae.
Telogen: fase di riposo (2–6 mesi) al termine della quale il capello smette di crescere e rimane “in attesa” prima di essere espulso.
Un altro aspetto importante del follicolo è la presenza di strutture di supporto come la guaina epiteliale interna, che avvolge la fibra nelle sue prime fasi di formazione. In questa guaina si esprime la trichohyalin(in italiano la tradurrei come tricoialina), una proteina ricca di glutammina che svolge un ruolo cruciale nel conferire resistenza meccanica e nell’ordinare la cheratinizzazione delle cellule. Questa proteina agisce come una sorta di “impalcatura molecolare”, indispensabile per ottenere la struttura finale della fibra capillare.
Capire la biologia del follicolo è dunque essenziale per spiegare non solo la struttura del capello che osserviamo a occhio nudo, ma anche la sua capacità di registrare esposizioni chimiche durante la crescita. Solo conoscendo questo processo si possono comprendere appieno sia la chimica cosmetica (che deve penetrare e modificare la fibra), sia le analisi tossicologiche (che leggono la storia di queste incorporazioni).
Struttura e composizione del capello
Un capello non è un semplice “filo” uniforme: è un materiale biologico complesso, progettato per resistere, proteggere e comunicare caratteristiche individuali come colore, forma e lucentezza.
Architettura della fibra: cuticola, corteccia e midollo
Il capello è costituito da tre parti principali (Figura 1). All’esterno si trova la cuticola, formata da cellule appiattite e sovrapposte a tegola, che proteggono gli strati interni e conferiscono lucentezza grazie alla loro disposizione ordinata. Subito sotto si trova la corteccia, la parte più voluminosa, composta da fibre di cheratina organizzate in macrofibrille e pigmenti melanici che determinano il colore. Qui si stabiliscono i legami chimici (come i ponti disolfuro) che influenzano la forma del capello. Al centro si trova il midollo, una regione meno definita e spesso discontinua nei capelli più fini, che contribuisce all’isolamento termico e alla rigidità.
Figura 1. Struttura schematica di un capello umano.
Composizione chimica: membrana interna, cheratina, lipidi e acqua
A livello chimico, la fibra capillare è un materiale stratificato e sofisticato. La componente principale è la cheratina, una proteina fibrosa costituita da filamenti polipeptidici ricchi di cisteina, che si organizzano in strutture a coiled-coil di tipo α-elica. Queste eliche si associano in filamenti intermedi, che a loro volta formano macro-fibrille, dando alla corteccia un’architettura gerarchica e resistente. Studi recenti di diffrazione a raggi X hanno confermato questa architettura gerarchica, evidenziando distanze caratteristiche tra filamenti intermedi (90, 45 e 27 Å) che si mantengono costanti in individui con tipi di capelli diversi.
Tra le cellule della corteccia e della cuticola si interpone il Cell Membrane Complex (CMC), una struttura lipidica e proteica laminare che funge da collante idrofobo, regolando la coesione cellulare e la permeabilità all’acqua e alle sostanze chimiche. Esperimenti di microdiffrazione hanno dimostrato che il CMC è sensibile all’umidità, mostrando rigonfiamento al contatto con l’acqua: un aspetto che spiega la sua importanza nei trattamenti cosmetici e nella penetrazione di agenti idrosolubili.
La cuticola, oltre alla funzione protettiva, contiene lamelle ben stratificate che includono β-cheratina, distinta dall’α-cheratina della corteccia, conferendole maggiore compattezza e impermeabilità. Inoltre, la composizione chimica complessiva del capello include lipidi liberi (circa 1-9%), acqua (10-15% circa in condizioni normali), minerali come magnesio, zinco, ferro e rame, oltre a tracce di aminoacidi e vitamine. Questa miscela complessa fornisce al capello proprietà di robustezza, elasticità e resistenza agli stress ambientali, anche se può essere danneggiata in modo irreversibile da trattamenti cosmetici aggressivi, calore e radiazioni UV.
Le proprietà fisiche e cosmetiche del capello dipendono infine dai legami chimici che ne stabilizzano la struttura. I legami a idrogeno sono deboli ma numerosi, si rompono e si riformano facilmente con umidità o calore, ed è grazie a loro che si ottiene l’effetto temporaneo della piega (phon, piastra). Per approfondire la natura e la forza di questi legami nell’acqua e nelle soluzioni, è possibile leggere due articoli che ho scritto sul blog: qui e qui. I legami salini, di tipo ionico, dipendono dall’interazione tra cariche opposte presenti sulle catene laterali degli amminoacidi e sono sensibili al pH. I legami disolfuro, molto più forti, uniscono in modo stabile le catene di cheratina grazie ai ponti tra residui di cisteina e sono i bersagli principali dei trattamenti chimici come permanenti o lisciature.
Conoscere questa struttura complessa è fondamentale per capire come e perché i capelli reagiscono ai trattamenti cosmetici, all’umidità ambientale o ai processi analitici usati in tossicologia e scienze forensi. È il primo passo del nostro viaggio nella tricochimica.
Ulteriori approfondimenti sono disponibili anche qui.
La chimica cosmetica del capello
La chimica cosmetica applicata ai capelli è un settore complesso e affascinante che si occupa di trasformare la fibra capillare attraverso reazioni controllate, con l’obiettivo di modificare colore, forma e aspetto. Uno degli esempi più noti è la colorazione permanente, che si basa su un processo di ossidazione ben studiato. In questo caso si usano due componenti principali: un agente alcalino (come l’ammoniaca o la etanolammina) e un ossidante (generalmente perossido di idrogeno o acqua ossigenata). Il composto alcalino serve ad aprire le squame della cuticola, permettendo al perossido e ai precursori del colore (come la p-fenilendiammina) di penetrare nella corteccia. Lì, il perossido ossida i precursori in intermedi reattivi che, legandosi a opportuni “couplers” (come il resorcinolo), formano grandi molecole di colorante intrafibra, responsabili della tonalità stabile e duratura. Questo processo, come ricorda anche la letteratura recente, è pressoché invariato da oltre un secolo, ma rimane il più efficace per coprire i capelli bianchi e schiarire tonalità naturali. La Figura 2 mostra le strutture chimiche di alcune molecole usate per il trattamento di colorazione permanente.
Figura 2. Molecole usate nei processi di colorazione permanente dei capelli.
I trattamenti per permanenti e lisciature chimiche agiscono invece modificando i legami disolfuro tra le catene di cheratina all’interno della corteccia. Nelle permanenti tradizionali si usa un riducente (come l’acido tioglicolico, Figura 3) per rompere questi ponti, consentendo di avvolgere i capelli su bigodini e fissare la nuova forma. Successivamente si applica un ossidante (solitamente ancora perossido di idrogeno) per riformare i legami disolfuro nella configurazione desiderata. Anche le lisciature chimiche sfruttano lo stesso principio, ma con tecniche e formulazioni diverse per spezzare i ponti disolfuro e fissare una fibra capillare più lineare. Questi processi, pur efficaci, indeboliscono la struttura del capello e ne aumentano la porosità, con conseguenze estetiche e meccaniche rilevanti.
Figura 3. Struttura dell’acido tioglicolico.
Un capitolo delicato è quello dei trattamenti liscianti con formaldeide (Figura 4) o con rilascio di formaldeide, molto discussi per i potenziali rischi per la salute. Il cosiddetto “Brazilian Blowout” e trattamenti simili usano formaldeide (o precursori che la rilasciano a caldo) per creare ponti metilenici tra le catene di cheratina, bloccandole in configurazioni lisce. Tuttavia, l’esposizione ai vapori di formaldeide è un noto rischio cancerogeno e può causare irritazioni acute e sensibilizzazioni. Per questo motivo, normative come quelle dell’Unione Europea vietano o limitano severamente l’uso di formaldeide libera o rilasciata oltre soglie minime, imponendo test e dichiarazioni specifiche sui cosmetici (riferimenti qui, qui e qui).
Figura 4. Struttura della formaldeide.
La cosmetica dei capelli si muove così su un crinale tecnico e normativo importante: da un lato c’è la ricerca di prodotti sempre più efficaci e personalizzati, dall’altro la crescente attenzione alla sicurezza dell’utilizzatore e del professionista. Negli ultimi anni, inoltre, si osserva un forte interesse per alternative più delicate e sostenibili, come colorazioni a basso contenuto di ammoniaca o a base di derivati naturali, e trattamenti liscianti privi di formaldeide, che sfruttano polimeri cationici o derivati di aminoacidi per un effetto condizionante e disciplinante meno aggressivo (riferimenti qui e qui).
I farmaci e i metalli pesanti si depositano nel capello principalmente durante la fase di crescita (anagen), grazie alla circolazione sanguigna che porta le molecole fino al follicolo, la piccola struttura immersa nella cute dove le cellule del capello si formano, si moltiplicano e si cheratinizzano. Una volta incorporate nella matrice di cheratina in formazione, queste sostanze restano stabilmente legate alla struttura del fusto, resistendo alla degradazione per lungo tempo. Altri percorsi di incorporazione includono il sebo, il sudore e in misura minore l’assorbimento ambientale. Tuttavia, i moderni protocolli di lavaggio e decontaminazione riducono il rischio di contaminazione esterna falsamente positiva.
Dal punto di vista analitico, l’analisi tossicologica del capello richiede tecniche di estrazione sofisticate. La fibra capillare, costituita per il 65–95% da cheratina, oltre che da lipidi, acqua e pigmenti, deve essere digerita o frammentata in modo controllato per liberare i composti target senza degradarli. Tra le tecniche più comuni di preparazione ci sono l’idrolisi acida o enzimatica, l’estrazione in solventi organici e la digestione assistita da ultrasuoni. Dopo l’estrazione, le sostanze vengono analizzate con metodi ad alta sensibilità e specificità come la spettrometria di massa accoppiata alla gascromatografia (GC–MS) o alla cromatografia liquida (LC–MS). Queste metodiche consentono di rilevare quantitativi nell’ordine dei picogrammi di numerosi farmaci e metaboliti, inclusi oppiacei, cocaina, cannabis, amfetamine e benzodiazepine, così come metalli pesanti analizzabili via spettroscopia di assorbimento atomico (AAS).
Uno dei principali vantaggi dell’analisi sul capello è la sua “finestra temporale estesa”: ogni centimetro di lunghezza corrisponde approssimativamente a un mese di crescita, permettendo di segmentare il campione per ricostruire una cronologia dettagliata delle esposizioni. Tuttavia, esistono anche limiti e criticità. Trattamenti cosmetici aggressivi come tinture, decolorazioni o permanenti possono ridurre la concentrazione di sostanze depositate o alterarne la distribuzione, rendendo più difficile l’interpretazione. Anche la variabilità individuale (colore, contenuto di melanina, porosità) può influenzare l’assorbimento dei farmaci, rendendo complessa la traduzione quantitativa dei dati in dosi assunte.
Nonostante queste sfide, l’analisi tossicologica del capello rappresenta uno strumento fondamentale in ambito forense e clinico per la sua capacità di documentare l’esposizione remota a sostanze psicoattive o tossiche, offrendo informazioni preziose che integrano e completano quelle ricavabili da sangue o urina.
Conclusioni, prospettive e sfide future
La tricochimica si propone come un campo di studio davvero interdisciplinare, capace di unire la conoscenza chimica della fibra capillare con esigenze estetiche, implicazioni tossicologiche e applicazioni forensi. Comprendere la composizione, la struttura e le trasformazioni chimiche dei capelli significa poter progettare trattamenti cosmetici più efficaci e sicuri, interpretare correttamente le analisi tossicologiche e persino ricostruire storie di consumo di sostanze o dinamiche criminali.
Tra le sfide principali spicca la necessità di una maggiore standardizzazione delle analisi tossicologiche: solventi, protocolli di estrazione, metodi di decontaminazione e tecniche strumentali richiedono armonizzazione per garantire risultati confrontabili e robusti. Anche i trattamenti cosmetici pongono questioni complesse: mentre il mercato cerca prodotti sempre più performanti e personalizzati, resta fondamentale valutarne l’efficacia in relazione alla salute del capello e della persona, evitando ingredienti aggressivi o potenzialmente dannosi.
Il futuro della tricochimica si muove verso un’integrazione sempre più stretta tra cosmetica e tossicologia: l’obiettivo è sviluppare prodotti “smart” e sicuri, capaci di interagire con la fibra capillare in modo controllato, rispettandone la biologia e la chimica. In questo senso, la ricerca multidisciplinare – che unisce chimica organica, biochimica, tossicologia analitica e scienza dei materiali – sarà essenziale per innovare e rispondere alle nuove esigenze di consumatori, professionisti e legislatori.
La tricochimica non è dunque un semplice esercizio accademico: è una disciplina viva e applicata, che tocca la nostra quotidianità, dalla cura estetica all’identità personale, dalla salute alla sicurezza pubblica. Riconoscerne l’importanza e investire nella sua evoluzione significa contribuire a un approccio più consapevole, informato e sostenibile al mondo dei capelli.
Cosa rende irresistibile il profumo che si sprigiona da un barbecue?
Perché una bistecca alla brace ha un sapore così complesso e unico rispetto a una cotta in padella? E come mai la semplice fiamma, a contatto con carne, verdure o formaggi, riesce a creare un’esplosione di aromi che conquista tutti?
La risposta non sta solo nell’abilità del cuoco o nella qualità degli ingredienti: è scritta nella chimica, una storia affascinante fatta di temperature, reazioni e molecole aromatiche. Una danza invisibile che trasforma pezzi di carne e verdura in piatti dal profumo inconfondibile.
Capire cosa succede sulla griglia non serve solo a saziare la curiosità scientifica: significa anche imparare a domare meglio il fuoco, scegliere i tempi giusti, sfruttare le reazioni naturali per ottenere una grigliata perfetta.
E poi, diciamolo: sapere che dietro ogni morso c’è la celebre reazione di Maillard, o che il fumo trasporta molecole come guaiacolo e siringolo, offre un ottimo argomento per fare colpo sugli amici mentre si aspetta che la brace sia pronta.
La reazione di Maillard: la magia chimica dietro la crosticina
Quando il cibo supera circa 140–165 °C, sulla superficie degli alimenti avviene una serie di reazioni chimiche note come reazione di Maillard. È un processo complesso che coinvolge principalmente:
i gruppi carbonilici (–C=O) degli zuccheri riducenti presenti negli alimenti,
e i gruppi amminici (–NH₂) degli amminoacidi o delle catene laterali delle proteine.
Questi gruppi reagiscono formando inizialmente glicosilamine instabili, che poi si trasformano in composti chiamati Amadori (o composti di Amadori). Da qui, la reazione prosegue dando luogo a decine di trasformazioni successive che generano:
pigmenti bruni (melanoidine)
composti aromatici come furani, pirazine, tiofeni
molecole che arricchiscono l’aroma con note di tostato, caramellato, “nocciolato”.
La struttura di tutte le molecole menzionate sono riportate in Figura 1.
Figura 1. Strutture chimiche tipiche dei prodotti della reazione di Maillard, responsabili di aroma e colore durante la cottura.
È proprio questo intricato intreccio chimico che regala alla carne grigliata il suo sapore inconfondibile e la crosticina croccante.
Dal punto di vista pratico, la Maillard richiede:
una temperatura sufficientemente alta (troppo bassa: la reazione non parte; troppo alta: carbonizzazione e gusto amaro),
una superficie relativamente asciutta, perché l’acqua in eccesso dissipa il calore e rallenta il processo.
Il ruolo del fumo: aromi che vengono dal fuoco
Quando il grasso, i succhi della carne o i condimenti colano sulle braci incandescenti, non si limitano a bruciare: subiscono una vera e propria pirolisi (decomposizione termica in assenza o carenza di ossigeno) che libera una miriade di composti volatili. Tra questi troviamo:
aldeidi e chetoni, che contribuiscono a note dolciastre o leggermente fruttate;
fenoli (come guaiacolo e siringolo), responsabili delle tipiche note affumicate, simili a quelle che si percepiscono in alcuni whisky torbati;
acidi organici, che aggiungono un tocco di acidità e complessità;
e purtroppo anche idrocarburi policiclici aromatici (IPA), potenzialmente dannosi se la combustione è incontrollata o eccessiva.
Le strutture tipiche dei composti elencati sono riportate in Figura 2.
Il tipo di legno scelto per alimentare il barbecue o l’affumicatura ha un ruolo fondamentale nella qualità e nel profilo aromatico del fumo.
Il rovere tende a produrre fumi più robusti, ricchi di tannini e aromi complessi;
il ciliegio dona sentori più dolci e delicati;
il melo regala un affumicato leggero, quasi fruttato.
La combustione del legno stesso sprigiona anche lignina e cellulosa che, degradandosi, originano i composti aromatici più caratteristici. È per questo che chi ama il barbecue studia con attenzione quale legno usare, dosando la quantità di fumo per evitare che prevalga un sapore amaro o eccessivamente bruciato.
In sintesi: quando si sente dire che “la brace dà sapore”, dietro c’è una vera orchestra chimica che lavora nel fumo e nei vapori caldi, trasformando il cibo e arricchendolo di complessità.
Figura 2. Composti volatili e potenzialmente tossici che si formano durante la pirolisi dei grassi e del legno nel barbecue.
Brace sì, fiamma no: l’arte di domare il fumo
Chi si avvicina al barbecue scopre presto un segreto fondamentale: la grigliata perfetta non si fa sulla fiamma viva, ma sopra una brace uniforme.
Le fiamme dirette, infatti, bruciano troppo rapidamente la superficie del cibo, creando zone carbonizzate e amare e aumentando la formazione di composti potenzialmente nocivi (come gli idrocarburi policiclici aromatici, Figura 2).
Le braci, invece, rilasciano un calore più stabile e diffuso che permette alle reazioni come la Maillard di avvenire con calma, creando la crosticina dorata senza bruciare.
Anche il fumo va controllato:
Evitare che grassi o marinature troppo oleose cadano in quantità eccessive sulla brace, perché produrrebbero fiammate improvvise e fumo acre.
Usare legni stagionati, senza vernici o resine, per generare un fumo aromatico più “pulito”.
Regolare l’ingresso dell’aria (nei barbecue con coperchio) per mantenere una combustione lenta e controllata.
Così, la magia chimica lavora al meglio: il calore trasforma lentamente le proteine e gli zuccheri, il fumo arricchisce di note affumicate e il risultato sarà una carne saporita e profumata, senza retrogusti amari o bruciati.
Marinature, verdure e formaggi: come i condimenti cambiano la chimica del barbecue
Non c’è barbecue senza spezie, erbe, marinature… e neanche senza qualche verdura o formaggio sulla griglia.
Tutti questi “ingredienti extra” non servono solo a insaporire, ma modificano davvero la chimica della cottura.
Le marinature a base di olio, vino, birra o succo di limone non solo aggiungono aromi, ma:
rendono la carne più tenera grazie a una parziale denaturazione delle proteine (specialmente per effetto di acidi e alcol);
favoriscono la formazione di crosticine più aromatiche, perché gli zuccheri e le proteine extra della marinata diventano nuovi “combustibili” per la reazione di Maillard;
creano una sottile pellicola protettiva che limita la perdita di succhi durante la cottura.
Le spezie e le erbe portano in dote oli essenziali e molecole aromatiche che, con il calore, si volatilizzano o si trasformano, generando sentori nuovi: pensiamo al timolo del timo, al carvacrolo dell’origano, oppure alla capsaicina del peperoncino che resiste anche alla cottura.
Verdure e formaggi, a loro volta, reagiscono in modi diversi:
le verdure ricche di zuccheri, come peperoni e cipolle, sviluppano aromi dolci e note caramellate;
i formaggi, grazie alla loro parte proteica e grassa, diventano veri “catalizzatori” di Maillard, aggiungendo complessità e note tostate.
In pratica, ogni ingrediente che aggiungiamo porta nuovi substrati chimici da trasformare sul fuoco, moltiplicando profumi e sapori.
Ecco perché ogni barbecue diventa unico: dipende dal legno scelto, dalle spezie, dai succhi della carne, dal tipo di brace… un mix irripetibile di scelte e reazioni chimiche.
Il controllo del calore: scienza e arte della brace
Il barbecue non è solo istinto: è vera e propria termodinamica applicata.
Il calore che cuoce la carne arriva in tre modi diversi:
per irraggiamento, cioè l’energia che parte dalle braci incandescenti e investe direttamente il cibo;
per conduzione, quando la parte a contatto con la griglia trasmette calore agli strati più interni;
per convezione, grazie al movimento dell’aria calda che avvolge e cuoce lentamente anche le zone non direttamente esposte.
Gestire questi tre flussi è fondamentale per evitare che la carne diventi stopposa fuori e cruda dentro.
La cottura diretta, sopra la brace viva, genera subito temperature elevate: è ideale per pezzi piccoli e sottili (come bistecche o spiedini) e per formare la crosticina grazie alla reazione di Maillard.
La cottura indiretta, invece, tiene la carne lontana dalla fonte diretta di calore e sfrutta il calore più dolce della convezione: perfetta per grossi tagli o per cuocere lentamente senza bruciare la superficie.
La bravura del grigliatore sta proprio nell’alternare queste due tecniche: una rosolatura iniziale a fuoco diretto per fissare i succhi e formare la crosta, seguita da una fase più lunga a fuoco indiretto per portare l’interno alla temperatura desiderata.
Infine, non bisogna dimenticare che diversi alimenti reagiscono in modo diverso al calore:
le carni più grasse resistono meglio alle alte temperature perché il grasso protegge e ammorbidisce le fibre;
i tagli magri o le verdure, invece, rischiano di asciugarsi e richiedono temperature più dolci o cotture più brevi.
In breve, dietro una grigliata perfetta c’è sempre un grigliatore che, anche senza saperlo, diventa un piccolo ingegnere del calore.
Perché la carne diventa tenera (e perché deve riposare)
Durante la cottura, nella carne avviene una trasformazione invisibile ma fondamentale: le proteine, soprattutto quelle del collagene presente nei tessuti connettivi, iniziano a denaturarsi sopra i 60°C.
Quando la temperatura interna sale intorno ai 70-80°C, il collagene si trasforma lentamente in gelatina, una sostanza che lega l’acqua e rende la carne più succosa e tenera.
Ecco perché i tagli ricchi di tessuto connettivo, come costine, punta di petto o spalla, danno il meglio con la tecnica “low & slow”: cotture a bassa temperatura (90-120°C sulla griglia) per diverse ore. Questo tempo serve proprio a permettere alle fibre dure di “sciogliersi” e diventare morbide.
Ma il processo non si ferma quando togliamo la carne dal barbecue: per qualche minuto, il calore continua a diffondersi verso il centro, e i succhi che durante la cottura si sono spinti verso l’esterno rientrano lentamente nelle fibre.
È il motivo per cui gli chef consigliano sempre di lasciare riposare la carne qualche minuto, coperta leggermente con un foglio di alluminio:
se la tagliassimo subito, i succhi colerebbero sul tagliere, lasciando la carne asciutta;
invece, aspettando, otterremo una fetta più umida, uniforme e saporita.
Anche qui, la chimica è la nostra alleata: conoscere queste trasformazioni ci insegna che il riposo non è solo “una pausa”, ma l’ultimo passo di cottura, essenziale per valorizzare ore di preparazione.
Il lato nascosto del barbecue: quando la chimica diventa un rischio
Non tutto ciò che nasce sulla brace è buono: la combustione incompleta del legno, del carbone o del grasso colato sulla brace produce molecole come gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) e le ammine eterocicliche. Questi composti, se assunti in grandi quantità o per lunghi periodi, sono potenzialmente cancerogeni.
Un aspetto poco noto è che gli IPA sono ancora più pericolosi se inalati: respirare il fumo che sale dalla griglia espone direttamente i tessuti dei polmoni, dove queste molecole possono trasformarsi in forme ancora più reattive, capaci di legarsi al DNA. È lo stesso meccanismo per cui il fumo di sigaretta aumenta il rischio di diversi tipi di carcinoma polmonare.
Cosa possiamo fare per ridurre il rischio senza rinunciare al piacere del barbecue?
Evitare fiammate e contatto diretto della carne con la fiamma.
Cuocere a brace, non a fiamma viva.
Marinare la carne prima di cuocerla: le marinature a base di vino, birra, olio, spezie ed erbe aromatiche contengono antiossidanti che riducono la formazione di ammine eterocicliche.
Rimuovere le parti carbonizzate prima di mangiare.
Usare legni adatti e ben stagionati, evitando resine o additivi chimici.
In sintesi: conoscere i meccanismi chimici non serve solo a far bella figura con gli amici, ma anche a grigliare in modo più sano e consapevole.
I consigli dello scienziato del BBQ (non del grigliatore esperto)
Non sono un maestro della griglia. Sono un chimico che, incuriosito dai profumi e dalle reazioni che si sprigionano da una grigliata, ha deciso di studiare cosa accade davvero tra brace, carne e molecole.
Ecco alcuni spunti – scientificamente fondati – per una grigliata più gustosa e (un po’) più sana:
Brace, non fiamma viva: il calore della brace è più stabile e uniforme. Evita fiammate che carbonizzano la carne e favoriscono la formazione di sostanze indesiderate.
Marinature intelligenti: acidi (limone, vino, aceto) e antiossidanti (spezie, erbe, birra) non solo danno sapore, ma riducono la formazione di composti potenzialmente dannosi.
Cottura indiretta per i pezzi grandi: permette al calore di penetrare meglio, ammorbidendo i tessuti connettivi senza bruciare l’esterno.
Riposo dopo la griglia: aspettare qualche minuto prima di tagliare la carne permette ai succhi di ridistribuirsi e la rende più tenera e succosa.
Niente legna verniciata o resinosa: usa legni naturali e stagionati per un fumo aromatico e sicuro.
Togli il grasso in eccesso: meno gocciolamenti sulla brace = meno fumo acre e meno IPA nell’aria.
Non servono strumenti da laboratorio o complicati termometri molecolari: basta un po’ di consapevolezza e curiosità per trasformare la grigliata in un piccolo esperimento scientifico… con ottimi risultati nel piatto.
Conclusione: scienza e passione sulla griglia
Capire un po’ di chimica non toglie nulla alla poesia del barbecue: anzi, la arricchisce. Permette di scegliere meglio il tipo di legno, il taglio di carne, la temperatura e i tempi giusti. Così, la prossima volta che preparerete la brace, potrete raccontare agli amici che dietro quella crosticina dorata si nasconde una sinfonia di reazioni, dalla Maillard ai composti aromatici del fumo, che i chimici studiano da decenni. E magari, tra una costina e una birra, ci sarà anche spazio per un po’ di divulgazione scientifica fatta con leggerezza e… buon gusto.
P.S. Se alla fine qualcosa dovesse andare storto sulla griglia… ricordatevi: è sempre colpa della termodinamica, non del chimico che vi ha raccontato la storia 😎🥩🤓
Ieri sera (il 26 Giugno 2021) ho partecipato ad un interessante evento culturale a Bassano del Grappa: La Milanesiana. Si tratta di un progetto itinerante che ha raggiunto il suo ventiduesimo anno di età. Ha come oggetto un tema differente per ogni anno. Quest’anno l’evento è stato dedicato al progresso.
Benché accattivante, il tema non viene spiegato molto bene. Nel programma, che si può trovare a questo link, è scritto:
“Il tema di questa ventiduesima edizione, come quello degli ultimi anni, è stato scelto da Claudio Magris: il Progresso. Un tema già in sé denso di paradossi. Dopo quello che abbiamo vissuto possiamo ancora parlare di progresso? E possiamo farlo in modo univoco? Possiamo dire, forse, che ci sono tanti progressi, almeno quanti sono i passi indietro?”
Belle parole. Ma cos’è il progresso?
Non voglio addentrarmi in una discussione sul significato di progresso. Ciò che, in realtà, mi ha colpito e mi ha lasciato con l’amaro in bocca è stata la distinzione tra progresso scientifico e progresso culturale introdotta nei primi minuti della presentazione dell’evento ideato da Elisabetta Sgarbi. Questa distinzione mi ha fatto riflettere e mi porta a riflettere “ad alta voce” su questo blog in cui, tra le tante cose, spesso condivido le mie perplessità.
Eppure le prime pagine dei libri di filosofia del liceo sono occupate dal pensiero dei rappresentanti della scuola di Mileto: Talete, Anassimandro e Anassimene. Nella loro ricerca del principio delle cose (l’acqua per Talete, l’apeiron o l’indefinito per Anassimandro e l’aria per Anassimene), questi Maestri facevano uso di un primordiale metodo scientifico basato sull’osservazione e sull’induzione. In altre parole, partendo dalla constatazione di certi fatti osservati (per esempio, l’acqua necessaria alla vita per Talete, l’aria che permea ogni cosa per Anassimene, oppure un insieme di fattori che Anassimandro chiama “indefinito”) questi pensatori traevano conclusioni di carattere generale sull’origine della vita e delle cose che ci circondano. E cosa dire di Democrito che, basandosi sull’osservazione che un coltello può tagliare un oggetto in pezzi sempre più piccoli fino ad un punto oltre il quale non è più possibile proseguire, introdusse il concetto di a-tomo, ovvero di indivisibile? Se vogliamo, lo stesso Aristotele può essere considerato come un precursore del moderno scienziato. Pur con le limitazioni del suo tempo, nella sua Fisica, Aristotele aveva osservato che tutto ciò che ci circonda è generato dalla combinazione di aria, acqua, terra e fuoco a cui bisogna aggiungere l’etere indispensabile per la comprensione della natura dei corpi celesti. Arrivando ad epoche più recenti, non si può non ricordare Leonardo da Vinci conosciuto non solo per le sue doti artistiche, ma anche per quelle ingegneristiche e scientifiche, oppure Göthe, appassionato di chimica, che, nelle sue “Affinità elettive“, descrive in modo sublime il concetto di affinità chimica usato ancora oggi per spiegare la formazione dei legami chimici:
“Bisogna vedere in azione davanti ai propri occhi queste sostanze all’apparenza inerti, e tuttavia intimamente sempre disposte, ed osservare con partecipazione il loro cercarsi, attirarsi, assorbirsi, distruggersi, divorarsi, consumarsi, e poi il loro riemergere dalla più intima congiunzione in forma mutata, nuova, inattesa: allora si che si deve attribuire loro un vivere eterno, anzi, addirittura intelletto e ragione, dal momento che i nostri sensi appaiono appena sufficienti ad osservarli e la nostra ragione a stento capace di interpretarli“.
Lo stesso Kant ha dedicato parte della sua opera al pensiero scientifico, così come Heisenberg , sì – proprio quello del principio di indeterminazione, ha usato la sua logica scientifica per dare un contributo alla filosofia. E cosa dire di Schöredinger che col suo “Che cos’è la vita?” ha influenzato generazioni di scienziati che, poi, hanno dato un contributo notevole allo sviluppo delle conoscenze umane (Monod, De Duve, etc)? Vogliamo parlare anche di Edward O. Wilson o di Stephen J. Gould che col loro lavoro hanno consentito di capire in che modo si sviluppano le società di esseri viventi?
Tutto questo semplicemente per dire che quello che noi identifichiamo come pensiero scientifico è in tutto e per tutto pensiero umano e, in misura più o meno variabile, contribuisce allo sviluppo culturale della comunità di cui facciamo parte. In questo senso, per cultura non intendo la conoscenza della storia, della filosofia, della letteratura o, più genericamente, l’insieme delle conoscenze puramente concettuali “sensu Gentile“, ma l’intero spettro di conoscenze che acquisiamo durante la nostra vita e trasmettiamo alle generazioni future. Che il pensiero scientifico consenta anche di produrre tecnologia e di risolvere problemi di natura tecnica è solo un dettaglio che è insito nella natura stessa di tale pensiero.
Siete curiosi di avere informazioni dettagliate sulla risonanza magnetica nucleare? Volete sapere in che modo può aiutare nelle analisi degli alimenti? Queste e molte altre domande avranno risposta domenica 28 Febbraio alle ore 16:00 sul canale YouTube BioLogic di Daniel Puente. Vi aspetto per la diretta streaming e per rispondere alle vostre domande e soddisfare le vostre curiosità scientifiche.
Per la diretta basta cliccare sull’immagine qui sotto
Avete presente le dichiarazioni di Enrico Montesano, indimenticabile protagonista di uno dei film più trash degli anni ’70 dal titolo “Febbre da cavallo”, in merito alle mascherine che dobbiamo indossare per proteggerci dal virus del Covid-19? Riporto dai giornali (qui, qui e qui, per esempio):
Le mascherine che oggi vengono usate ci fanno respirare la nostra anidride carbonica.
Ecco. È proprio per questa affermazione che desidero scrivere una lettera aperta ad Enrico Montesano.
nonostante la differenza di età che ci contraddistingue o, forse, proprio per quella, mi permetto di darti del “tu” perché quando ero un bambino e poi un adolescente sei stato uno dei comici che più mi hanno messo di buon umore. Sebbene “Febbre da cavallo” io lo giudichi un trash, non posso negare che è uno dei miei film preferiti perché ogni volta che lo riguardo mi proietto in un’epoca in cui ero molto più spensierato di adesso.
Caro Enrico, quando fai certe affermazioni e citi certi figuri dei quali ti fidi in merito a problemi di ordine sanitario, non ci fai una bella figura. Ovviamente sei libero di credere in chi ti pare, ma non puoi aspettarti, poi, il rispetto che meriteresti come attore quando entri in un campo della conoscenza che non ti compete. Anche se dici di informarti, penso che le tue fonti non siano esattamente attendibili.
Lasciando perdere tutte le sciocchezze che hai detto in merito al Covid-19 ed alle mascherine, mi voglio soffermare solo su quello che hai detto in merito all’anidride carbonica. Naturalmente, come dicevo sopra, sei libero di credere in chi ti pare e ritenere che io dica sciocchezze. L’unica cosa è che le mie “sciocchezze” sono verificabili, mentre le tue e quelle dei figuri che citi non lo sono per il semplice motivo che sono ben lontane dalla realtà.
Andiamo più nel merito.
Le mascherine che indossiamo non ci fanno respirare la nostra anidride carbonica nelle normali condizioni in cui le usiamo. Vediamo perché.
Ho già scritto in merito al meccanismo di funzionamento delle mascherine. Basta cliccare qui sotto
In questo articolo ho messo in evidenza che le dimensioni dei pori delle mascherine sono dell’ordine dei micrometri. Prendiamo solo i pori più piccoli delle mascherine più efficaci: 0.2 μm, ovvero la 0.2 milionesima parte del metro, in altre parole 0.2 x 10-6 m. Sembra una dimensione molto piccola, vero Enrico?
Ed ora ti invito a scaricare un programmino di chimica computazionale che io uso sul tablet. Si chiama WebMO. La versione per iPad che uso io costa solo circa 5 €. Non penso che l’acquisto sia impossibile per te. Grazie a questo programmino è possibile disegnare la molecola di anidride carbonica e studiarla in tutte le sue caratteristiche. È un programmino estremamente intuitivo e facile da usare. Superato il panico di chi non conosce la chimica vedrai che lo apprezzerai molto.
Ebbene, caro Enrico, grazie a questo programmino, la molecola di anidride carbonica è quella che ti riporto qui sotto:
Ho evidenziato gli atomi di ossigeno e di carbonio in modo da permettere al programmino di fornire la distanza tra questi due atomi. Come leggi in basso, la distanza è circa 1.275 Å, ovvero 1.275 x 10-10 m. Se consideriamo, in prima approssimazione, la molecola di anidride carbonica in continua rotazione, possiamo considerarla come una sfera del diametro pari a 2 x 1.275 x 10-10 m, ovvero una sfera del diametro di 2.550 x 10-10 m.
Adesso, come si faceva alle scuole elementari, facciamo il rapporto tra le dimensioni di un poro di una mascherina e quella del diametro della sfera suddetta:
0.2 x 10-6 m/2.55 x 10-10 m = 784
In altre parole, mio caro Enrico, il poro più piccolo della mascherina più efficace è circa 800 volte più grande della molecola di anidride carbonica.
Sai cosa vuol dire questo?
Leggo da Wikipedia che tu sei alto 1.73 m. Se immagini di essere la molecola di anidride carbonica, devi moltiplicare la tua altezza per 784 ed ottieni la larghezza del tunnel nel quale decidi di passare. Si tratta, cioè, di un tunnel la cui larghezza è di circa 1356 m, ovvero 1 km e circa 400 m. Non mi vorrai mica far credere che non riesci ad attraversare un buco di questa larghezza?
Capisci, adesso, caro Enrico, perché hai detto una sciocchezza sesquipedale?
Ti saluto affettuosamente ricordando sempre con enorme piacere, oltre che tanta nostalgia per il tempo passato, i tuoi film ed il tuo famoso Rugantino.
Oggi ho trovato una bella sorpresa on line. La C1V edizioni ha reso disponibili le presentazioni fatte nel 2018 in occasione del secondo Convegno Nazionale Medicina e Pseudoscienza (CNMP). Durante il convegno ho fatto una lunga lezione divulgativa sulle false informazioni in merito agli oli, ai sali ed agli zuccheri. Qualche mese dopo avrei pubblicato “Frammenti di Chimica” in cui si trovano molte delle cose che ho detto in quel convegno.
Se volete divertirvi ad ascoltarmi, qui sotto ci sono i miei tre interventi.
Prima parte
Seconda parte
Terza parte
In realtà il congegno del 2018 è stato molto ricco. Hanno partecipato tutti gli scienziati attivi nella lotta alle bufale: da Silvio Garattini a Piero Angela, da Roberto Burioni a Francesco Galassi e tanti tanti altri. Se volete fare un viaggio nel tempo e partecipare al convegno, potete iscrivervi al canale YouTube della C1V e ascoltare tutte le presentazioni. Basta cliccare sull’immagine qui sotto.
Si tratta di un elettrone che è descritto dall’equazione di Dirac (Figura 1).
Figura 1. Equazione di Dirac
Semplice vero? Certo come no! Questa è la classica spiegazione a ciambella, ovvero un giro di parole che non spiega nulla se non si è un addetto ai lavori.
Cerchiamo di capire cos’è e perché è importante l’equazione di Dirac.
Ormai è noto a tutti che l’inizio del XX secolo è stato molto prolifico in termini scientifici. È nata, infatti, la meccanica quantistica (MQ) grazie alla quale oggi tutti hanno sentito parlare almeno una volta nella vita dell’equazione di Schoeredinger che, tra le tante cose, permette di descrivere il comportamento degli elettroni.
Una delle cose che viene insegnata a livello semplicistico a tutti gli studenti dei primi anni di corsi di studio scientifici è che l’equazione di Schoeredinger permette di definire gli orbitali come quella zona di spazio in cui esiste una buona probabilità di trovare gli elettroni. Come ho già scritto, questa è una supersemplificazione. Tuttavia fatemela passare per buona perché qui non si sta facendo una lezione di meccanica quantistica, bensì si cerca di fare un po’ di divulgazione per avvicinare concetti complessi a chi non è del settore.
Negli stessi anni in cui nasceva e si sviluppava la MQ, nasceva e si sviluppava anche la teoria della relatività ristretta (RR) di Albert Einstein. Questa si basa sostanzialmente su due postulati. Il primo postulato stabilisce che le leggi della fisica sono le stesse in tutti i sistemi di riferimento inerziali, il secondo afferma che la luce si propaga nel vuoto ad una velocità ben definita pari a 2.99 x 108 m s-1.
”Bene. Bravo. Ed ora? Dove vuoi arrivare mettendo assieme MQ e RR?” vi starete chiedendo.
Abbiate un attimo di pazienza, per favore. Lasciatemi ancora poche parole per arrivare al punto.
Meccanica quantistica e relatività ristretta sono due facce della stessa medaglia.
Fin da quando le due teorie, della MQ e della RR, si sono affermate, gli studiosi hanno cercato di unificarle. Tuttavia, tra le tante difficoltà che essi hanno incontrato, una particolarmente “ostica” è stata quella relativa alla asimmetria tra spazio e tempo della teoria di Schoeredinger che mal si conciliava con la simmetria spazio-temporale di Einstein. In altre parole, mentre Schoeredinger trattava spazio e tempo come se fossero due cose distinte e separate, Einstein considerava le dimensioni spaziali alla stessa stregua della dimensione temporale (prego i miei amici fisici di non essere troppo severi con me se sto semplificando troppo. Anzi, vi invito a correggermi se ritenete che io stia andando fuori dal seminato).
Solo Dirac, grazie alla sua genialità, riuscì a risolvere il problema elaborando una equazione (quella dell’immagine di Figura 1) con la quale riuscì a trattare le particelle quantistiche (quindi anche gli elettroni) nel regime relativistico.
Ma allora, a cosa serve sapere cosa sono gli elettroni di Dirac?
L’equazione di Dirac descrive molto bene il comportamento degli elettroni nei semiconduttori ed in sistemi quali il grafene. Per associazione, anche se studi del genere non sono stati ancora condotti, l’equazione di Dirac dovrebbe descrivere bene anche il comportamento di sistemi simil-grafene quali il biochar. Tuttavia, bisogna aggiungere che il numero di tecniche analitiche capaci di confermare sperimentalmente il comportamento degli elettroni secondo Dirac si può contare sulla punta delle dita di una sola mano. Si tratta di tecniche che sono “maneggiate” con una certa familiarità dai fisici, ma che per un chimico sono alquanto “ostiche”.
La risonanza magnetica nucleare (NMR) e gli elettroni di Dirac.
È di pochi giorni fa la notizia che su Nature Communication è apparso uno studio attraverso cui, per la prima volta, sono stati osservati mediante NMR (una tecnica molto amata dai chimici, incluso me che faccio l’NMR-ista sin dal 1992) gli effetti che gli stati elettronici di Dirac (ovvero quelli descritti dall’equazione di Figura 1) hanno sul comportamento dei nuclei di una lega metallica fatta da Bismuto e Tellurio (Bi2Te3) che viene utilizzata come isolante.
Se avete voglia di leggere l’articolo originale basta cliccare sull’immagine qui sotto.
Bella domanda. Intanto si aggiunge una nuova tecnica a quelle già usate per lo studio del comportamento degli elettroni e la verifica sperimentale dell’equazione di Dirac. Inoltre, si aprono nuovi scenari per la progettazione di nuovi materiali con proprietà sempre più sofisticate da poter utilizzare nei campi più disparati come la ricerca spaziale o quella medica.
Inizio una nuova “rubrica” in questo blog dal titolo “Bustine di scienza”. L’idea nasce sulla falsariga delle “Bustine di Minerva” che Umberto Eco scriveva su L’Espresso. L’intento delle “Bustine di scienza” è quello di fornire delle brevi e semplici informazioni sul metodo scientifico in modo da consentire a quante più persone possibile, principalmente studenti delle scuole inferiori e superiori, di avvicinarsi al fantastico mondo scientifico che ci consente di spiegare come avvengono i fenomeni intorno a noi.
Questa prima bustiona è dedicata alla fallacia secondo cui le teorie scientifiche sarebbero accettate dalla maggioranza della comunità scientifica in base alla loro popolarità.
Non è così.
Sebbene sia possibile leggere ovunque che “la maggioranza degli scienziati è d’accordo che…” non vuol dire che gli scienziati si riuniscano annualmente e decidano per alzata di mano quale debba essere il modello scientifico in voga per quell’anno.
I modelli scientifici non sono approvati in base alla loro popolarità, quanto piuttosto in base alle evidenze in grado di supportarli o di contraddirli.
Una teoria scientifica viene considerata valida dopo anni, talvolta anche dopo decine di anni, una volta che le diverse evidenze che la supportano hanno passato il vaglio critico dell’intera comunità scientifica.
Dire che una teoria è accettata dalla maggioranza degli scienziati, non vuol dire che esiste una comunità che a maggioranza accetta il modello teorico sulla base di gusti personali; vuol dire, al contrario, che la maggioranza degli scienziati ritiene che la teoria descriva accuratamente i fatti osservati.
E la minoranza della comunità scientifica? Semplicemente ritiene che le evidenze a supporto del modello teorico non siano sufficientemente accurate da poter suggerire quella determinata teoria.
Gli scienziati che appartengono a questa minoranza propongono teorie alternative ma sempre partendo dall’osservazione degli stessi fatti.
Vi dice qualcosa la contrapposizione tra i modelli cosmologici in voga qualche secolo fa?
Accanto al modello geocentrico fu sviluppato quello eliocentrico e quello elio-geo-centrico. Tutti i modelli avevano un impianto matematico di tutto rispetto e tutti descrivevano in egual modo gli stessi fatti osservati. Il modello geocentrico e quello elio-geo-centrico furono abbandonati quando nuove osservazioni (quelle di Galileo Galilei) consentirono di dimostrare che la Terra non era il centro di nulla.
Da tutto questo si conclude che i fantomatici ricercatori indipendenti, pseudo-emuli di Galileo Galilei, che propongono teorie alternative per spiegare fenomeni che vedono solo loro (lettura del pensiero, rabdomanzia, telecinesi, fantasmi, paranormale in genere) non sono altro che degli imbonitori che sfruttano l’ingenuità di persone che non hanno strumenti per distinguere fenomeni reali da pura fantasia.
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