Nanomondi
Vedere l'invisibile
Il «nanomondo» dell’infinitamente piccolo narrato e illustrato in cinquanta suggestivi affreschi, dal diamante alla montmorillonite.
- Collana: ScienzaFACILE
- ISBN: 9788822068378
- Anno: 2012
- Mese: novembre
- Formato: 17 x 20 cm
- Pagine: 144
- Note: illustrato a colori
- Tag: Scienza Fisica Nanotecnologie
Nel corso del XX secolo, l’immaginario umano si è arricchito di due nuovi universi e di un enorme bagaglio di immagini a essi collegate. Il primo è il mondo dell’infinitamente grande, abitato da stelle, galassie, nebulose e altri oggetti meravigliosi e terribili, che ormai noi tutti conosciamo grazie alle innumerevoli immagini proposte dalla televisione, dai computer, dai giornali, come risultato delle missioni spaziali e di telescopi sempre più potenti. Il secondo universo è sicuramente altrettanto importante e affascinante, ma ha avuto finora meno spazio del primo: si tratta del mondo dell’infinitamente piccolo, svelato ai nostri occhi da strumenti come il microscopio elettronico. Balzato agli onori delle cronache con il soprannome «nanomondo», esso rappresenta un intero universo le cui dimensioni sono dell’ordine del nanometro, ossia del miliardesimo di metro. Kenneth S. Deffeyes racconta questo mondo invisibile in un libro affascinante, quasi ipnotico, in cui le storie si susseguono con brio in un linguaggio accessibile anche a un pubblico di non specialisti. Parte integrante della narrazione sono le splendide illustrazioni, frutto di un’elaborazione attenta e rigorosa: il nanomondo, infatti, non soltanto non è visibile a occhio nudo ma non è catturabile con una foto diretta nemmeno tramite gli strumenti più sofisticati. Stephen E. Deffeyes è riuscito magistralmente nell’intento di trasformare i dati «invisibili» in figure esteticamente belle e allo stesso tempo estremamente utili per la comprensione dei fenomeni trattati.
INTRODUZIONE - L’ARIA - GHIACCIO E VAPORE ACQUEO - L’ORO - I LEGAMI CHIMICI - IL CLORURO DI SODIO - IL DIAMANTE - IL DIAMANTE ESAGONALE - NANOTUBI E FULLERENE - L’AMIANTO - IL PIROSSENO - GLI AMMINOACIDI - IL FOSFATO - ALFA ELICA E FOGLIETTO BETA - IL LISOZIMA - I FARMACI - L’EMOGLOBINA - LA CLOROFILLA - L’UREASI - LA MEMBRANA LIPIDICA - I VIRUS A BASTONCINO - I VIRUS A SIMMETRIA ICOSAEDRICA - LA SCOPERTA DELLA CELLA UNITARIA - CRISTALLI GEMINATI - CALCITE GEMINATA - IL PIANO DI GEMINAZIONE DELLA CALCITE - IL PIANO DI GEMINAZIONE DELLA DOLOMITE - IL QUARZO - METALLI CON STRUTTURA CRISTALLINA COMPATTA - LA DISLOCAZIONE A VITE - L’ERIONITE - LA FAUJASITE - I LUBRIFICANTI - LA MONTMORILLONITE - IL TRASFORMISMO DELLA PEROVSKITE - LA PEROVSKITE COME SUPERCONDUTTORE - IL DIODO AL SILICIO - LA PILA A COMBUSTIBILE - LASER A CRISTALLI - I SUPERCONDENSATORI - LA CRESCITA EPITASSIALE - IL MEMRISTORE - IL FERROMAGNETISMO - MAGNETI COSTITUITI DA TERRE RARE - LA MEMORIA FLASH - I VETRI METALLICI - LA DECOMPOSIZIONE SPINODALE - IL DIAMANTANO - TASSELLATURA DI PENROSE - LA DIFFRAZIONE DI PENROSE - I QUASI-CRISTALLI - APPROFONDIMENTI - RINGRAZIAMENTI
L’amianto
In commercio si trovano, sotto il nome di amianto (o asbesto), due diversi minerali. In figura, la struttura a sinistra è un membro specifico della famiglia degli anfiboli che si separa facilmente in fibre sottili. A destra è mostrato un membro della famiglia del serpentino (il crisotilo), la cui nanostruttura è simile a quella di un tappeto arrotolato. Ci sarebbero molti altri minerali che hanno una buona resistenza al calore e proprietà isolanti, ma non si separano in fibre.
Fin dagli anni ’70 del Novecento l’amianto è stato classificato come sostanza nociva; se le due varietà di amianto in commercio sono minerali così diversi, dovremmo aspettarci che entrambi siano ugualmente pericolosi? Malcolm Ross, rinomato esperto di minerali della US Geological Survey, oggi in pensione, da molto tempo sostiene che gli anfiboli sono altamente tossici e che i serpentini, al contrario, sono mediamente oppure per nulla nocivi. Ad ogni modo, gli odierni standard di sicurezza fanno riferimento a «fibre» minerali e non distinguono tra i serpentini e gli anfiboli.
Quasi tutti gli amianti anfiboli sono stati estratti in miniere sudafricane. Queste miniere oggi sono chiuse, perché è noto che il materiale è troppo tossico per essere lavorato e usato.
I giacimenti del Sudafrica si trovano in una formazione di ferro a bande, la cosiddetta BIF (Banded Iron Formation). Ho provato a coniare l’aggettivo biffoso, ma non è piaciuto a nessuno.
Di tutti i grandi giacimenti BIF del mondo, soltanto quelli in Sudafrica, e forse quelli in Australia, contengono fibre di amianto.
Le formazioni di ferro a bande non sono recenti, anzi: sono tutte più vecchie di 1,8 miliardi di anni. La maggior parte del minerale di ferro sulla Terra proviene proprio da questi antichi giacimenti BIF. La loro disposizione è caratterizzata da due o più dei seguenti strati, larghi qualche centimetro: ossido di ferro, carbonato di ferro, solfuro di ferro e silicato di ferro. È possibile che la composizione chimica dell’oceano e dell’atmosfera primordiali abbiano permesso al ferro di migrare come specie chimica disciolta, proprio come succede oggi negli oceani nel caso di sodio, potassio, calcio e magnesio.
I minerali del gruppo del serpentino sono di per sé interessanti. Il serpentino ha la stessa composizione chimica del mantello terrestre, più l’acqua. Per ottenerlo, infatti, è sufficiente aggiungere un po’ d’acqua, ed è un processo che ha luogo anche oggi: ho trovato a Westminster Abbey una roccia levigata, in parte serpentinizzata, che aveva delle protuberanze proprio dove quel che restava della roccia preesistente era attivamente convertito in serpentino a causa dell’umido clima britannico.
Tutti i minerali del gruppo del serpentino sono fatti di doppi strati: uno strato di silicio e ossigeno e l’altro di magnesio e ossigeno. Capita che gli strati di silicio e ossigeno siano un po’ più piccoli di quelli di magnesio e ossigeno, cosicché gli strati provano a incurvarsi; la forma a tappeto arrotolato è un modo di adattarsi alla curvatura.
La serpentinite è la roccia nazionale dello stato della California. La fotografia nella pagina successiva mostra la roccia affiorante più fotografata della California, e benché sia composta di serpentino non contiene amianto. Il serpentino è verde e viscido al tatto – da cui il nome di «serpente». La roccia sul lato sud del Golden Gate era così viscida che le parti finali dei cavi che sorreggevano il ponte erano ancorate a un enorme blocco di cemento armato. Era previsto che la torre del lato sud, originariamente, si immergesse direttamente nell’acqua, ma durante la costruzione la base della torre è stata allargata sei volte. La barriera a forma di barca intorno alla base della torre sud è sagomata seguendo un grande blocco di cemento armato che distribuisce il carico sul debole strato di serpentino sottostante. Se avete dei dubbi su questa storia, guardate il pendio sul lato destro della fotografia: è il risultato di un susseguirsi di frane.
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