Un altro anno impegnativo è alle spalle. I cambiamenti politici, socioeconomici e climatici stimolano quotidianamente lo sviluppo della scienza e della tecnologia e determinano nuove tendenze. Anche il mondo della chimica è cambiato in questo periodo.
Presentiamo 10 scoperte ed eventi interessanti che hanno cambiato il mondo della chimica nel 2023. 
Un articolo pubblicato all'inizio di marzo su Nature Chemistry riportava la sintesi di un nuovo composto azotato. Ricercatori provenienti da Regno Unito, Cina, Svezia e Germania hanno ottenuto una struttura ad anello aromatico con la formula K 9 N 56 . Il composto è stato formato facendo reagire l'azoto con KN 3 in una cella a incudine di diamante riscaldata al laser in condizioni di alta pressione (46 e 61 GPa) e temperatura (oltre 2000 K) {} . La struttura osservata aveva, ad esempio, anelli esazinici sotto forma di anioni {} 4- . Seguono la regola dell'aromaticità di Hückel. Inoltre, il composto macromolecolare conteneva anche anelli piatti N5 e dimeri N2. Finora, un anello di azoto a sei membri chiamato esazina è stato proposto solo teoricamente come catena. L'aromaticità di questo elemento era limitata alla forma pentazolato {} - . Il suddetto team di scienziati è il primo a vantare la sintesi del composto complesso macromolecolare K 9 N 56 , che ha nella sua struttura un anione {} 4- . .
L'Amanita phalloides, comunemente conosciuta come Death Cap, è una delle specie di funghi più tossici per l'uomo. È responsabile di circa il 90 %di tutti gli avvelenamenti mortali derivanti dal consumo di funghi. La tossina più potente del fungo, responsabile di danni permanenti al fegato e ad altri organi nell'uomo, è l'α-amanitina . Anche i trattamenti aggressivi per l'ingestione di questo fungo velenoso sono talvolta inefficaci nella maggior parte dei casi. Tuttavia, lo studio, pubblicato a maggio su Nature, fa sperare nella futura lotta contro l'avvelenamento da Death Cap. Il team di ricercatori, utilizzando il metodo CRISPR, ha creato un pool di cellule con diverse mutazioni, osservando quali fattori potrebbero influenzare la loro resistenza all'α-amanitina . I risultati dell'esperimento hanno indicato che le cellule in cui era assente la proteina STT3B non venivano distrutte dalla tossina. Tra le sostanze mediche approvate conosciute, il colorante - verde indocianina (ICG) - è stato proposto come inibitore specifico di STT3B . Il composto è tipicamente utilizzato nell’imaging medico e potrebbe essere un potenziale antidoto specifico per l’avvelenamento da α-amanitina . Esperimenti sui topi hanno dimostrato che la somministrazione di verde indocianina quattro ore dopo l'ingestione del fungo ha aumentato significativamente la sopravvivenza e li ha protetti dalla tossina, arrestando il danno al fegato {} .
Le proprietà chimiche dell'elemento carbonio sono state oggetto di numerose ricerche nel corso degli anni. Le osservazioni in quest'area ci avvicinano alla comprensione dei misteri dell'evoluzione della vita sulla Terra, nonché alla possibilità del suo sviluppo altrove nell'Universo. A giugno, un team internazionale di scienziati ha pubblicato un'immagine scattata con il telescopio spaziale James Webb della NASA. L'immagine raffigurava un nuovo composto di carbonio mai osservato prima: il catione metilico CH 3 + . La particella si trova in un sistema stellare distante circa 1.350 anni luce da noi: la Nebulosa di Orione. Le radiazioni UV nello spazio hanno un effetto degradante sulla maggior parte delle strutture organiche. Tuttavia, gli scienziati ipotizzano che questa energia abbia un ruolo importante nella formazione dei cationi metilici. Lo ione, una volta formato, subisce ulteriori reazioni chimiche per costruire molecole di carbonio più complesse – tracce di vita {} .
Il composto chimico con la formula molecolare BO fu proposto per la prima volta negli anni '40. Tuttavia, a quel tempo era impossibile determinarne la struttura a causa dell’accesso limitato alla tecnologia. L'attuale interesse scientifico per le strutture piatte del boro ha attirato ancora una volta l'attenzione sull'ossido descritto quasi un secolo fa. I metodi avanzati di analisi spettroscopica NMR (risonanza magnetica nucleare) hanno aiutato il team di Frédéric A. Perras a determinare l'orientamento più probabile delle particelle di ossido di boro. Gli scienziati dell'Ames hanno osservato che le molecole precursori della reazione si disponevano parallelamente tra loro, formando i cosiddetti "nanosheets" 2D composti da anelli di B 4 O 2 con ponti di ossigeno. Come risultato degli studi di diffrazione delle polveri, è stato inoltre ipotizzato che queste unità formino strati con schemi di impilamento irregolari. Secondo FA Perras - il layout ricorda una risma di carta gettata su una scrivania - leggermente disorganizzato, ma rimanendo nella sua forma. Le misurazioni effettuate coincidono con le ipotesi preliminari della struttura BO stimata nel 1961 {} .
La branca della chimica organometallica si concentra sui composti organici che hanno almeno un legame tra un metallo e un atomo di carbonio. Tra le varie strutture vi sono complessi stratificati in modo specifico. Il primo composto di questo tipo scoperto fu il ferrocene. Usando questo esempio, è facile comprendere la struttura dei complessi organometallici, l'atomo centrale – un metallo – è circondato da un gruppo di ligandi ad esso collegati. Nel 2023, il team di Peter Roesky del Karlsruher Institut für Technologie ha sviluppato e descritto un nuovo tipo di complessi chiamati "cicloceni". Questi composti possono contenere fino a 18 unità di strato. I cicloceni hanno ligandi cicloottatetraene (COT), con due gruppi silanici ciascuno attaccato ad essi. I ligandi COT circondano i centri metallici (ad esempio lo stronzio) disponendosi in un caratteristico anello attorno all'atomo. Gli scienziati ripongono le loro speranze nell'utilità dei nuovi composti nel futuro della chimica organometallica {} .
Per idrofobicità si intende la capacità di un materiale di respingere le molecole d'acqua. I rivestimenti impermeabili sono ampiamente utilizzati in numerosi ambiti della vita. Per soddisfare le crescenti esigenze di materiali, la ricerca nel campo delle nanotecnologie negli ultimi tre decenni ha contribuito allo sviluppo di numerose strutture idrofobiche avanzate. Utilizzando un reattore specializzato, un team di ricercatori dell'Università di Aalto in Finlandia, ha proposto una forma completamente nuova di "superfici onnifobiche simili a liquidi". Il loro lavoro rappresenta il primo esempio di esperimenti in questo settore, a livello estremamente dettagliato delle nanoparticelle. Le superfici sopra menzionate hanno strati molecolari legati in modo covalente e legati al substrato con la capacità simultanea di essere altamente mobili. Le loro proprietà possono essere paragonate ad uno strato di lubrificante tra le gocce d'acqua e la superficie stessa. Tra le altre strutture esistenti – in termini di caratteristiche, questa rappresenta la superficie più scivolosa e fluida del mondo. Si stima che le nanoparticelle onnifobiche potrebbero trovare applicazione, ad esempio, nei processi di trasferimento di calore in tubi e sistemi, nello sbrinamento delle superfici e nella prevenzione dell'evaporazione. Un potenziale promettente per le superfici sviluppate può essere visto anche nel campo della microfluidica {} .
Leonardo da Vinci divenne famoso come una delle figure più riconoscibili vissute durante il Rinascimento. L'artista aveva molti talenti, che trasformava in opere d'arte o invenzioni senza tempo. Recenti analisi di microcampioni prelevati dei colori utilizzati nelle sue opere, la Gioconda e L'Ultima Cena, indicano che da Vinci non solo dipinse magnificamente, ma sperimentò anche efficacemente per ottenere le migliori proprietà dei suoi componenti. Un team internazionale di scienziati ha sottolineato la presenza di composti tossici di piombo nello strato di base di entrambi i dipinti . Probabilmente il pittore cercò di applicare spesse fasce di pigmento di biacca saturando ulteriormente l'olio utilizzato sulla tela con ossido di piombo (PbO). Utilizzando la diffrazione dei raggi X e le tecniche di spettroscopia a infrarossi, i ricercatori hanno determinato che i dipinti contengono non solo bianco di piombo, ma anche un composto molto più raro: il plumbonacrite (Pb 5 {}O{} 2 ) - che è stabile solo in ambienti alcalini. Questa scoperta potrebbe indicare che Leonardo fu il pioniere di questa tecnica pittorica {} .
Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus e Alexei I. Ekimov hanno vinto il Premio Nobel per la Chimica 2023. Si è trattato del 115 ° Premio Nobel per la Chimica, assegnato dall'Accademia reale svedese delle scienze, che ha onorato gli scienziati "per la scoperta e la sintesi dei punti quantici". I punti quantici fanno parte del gruppo di nanoparticelle la cui dimensione è sufficientemente piccola da determinarne le caratteristiche. La funzione dei punti quantici si basa in gran parte sull'emissione e sull'assorbimento della radiazione. Le esclusive proprietà elettroniche e ottiche di queste nanoparticelle consentono un'ampia gamma di applicazioni, inclusi dispositivi fotovoltaici, schermi di alcuni televisori o lampade a LED. Dopo aver accennato ad alcune informazioni sui punti quantici, è giunto il momento di raccontare la storia dei vincitori del Premio Nobel. Lo scienziato Alexei Ekimov della Nanocrystals Technology Inc. ha sintetizzato per primo i punti quantici in una matrice di vetro nel 1981 . Due anni dopo, Louis Brus della Columbia University, ottenne la stessa struttura, ma in sospensione colloidale. D'altra parte, Moungi G. Bawendi del Massachusetts Institute of Technology, insieme a un team di ricercatori, hanno sviluppato uno dei metodi più popolari e ampiamente utilizzati per sintetizzare i punti quantici per produrre molecole quasi perfette {} .
Nel 2023 i premi della Fondazione per la scienza polacca sono stati assegnati per la 32esima volta . Il premio viene spesso definito il "Premio Nobel polacco", poiché è considerato il premio scientifico più importante in Polonia. Il premio viene assegnato a "studiosi eccezionali per risultati scientifici e scoperte speciali che ampliano i confini della cognizione, aprono nuove prospettive di ricerca, forniscono contributi eccezionali al progresso civile e culturale del nostro Paese e assicurano il suo posto di rilievo nell'affrontare le sfide più ambiziose". del mondo moderno." Il premio di quest'anno nel campo delle scienze chimiche e dei materiali è andato al Prof. Marcin Stępień del Dipartimento di Chimica dell'Università di Wroclaw. Il premio è stato assegnato "per aver progettato e ottenuto nuovi composti aromatici con strutture e proprietà uniche". Il concetto di "aromaticità" è noto in chimica già dalla seconda metà del XIX secolo ed è stato continuamente sviluppato grazie a scienziati come il professor Stępień. Il frutto del suo lavoro scientifico fu la progettazione e la sintesi di nuove molecole aromatiche e antiaromatiche, che si distinguevano per la loro struttura unica e forme insolite, spesso tridimensionali. Si tratta di risultati importanti dal punto di vista cognitivo, ma aprono anche nuove applicazioni per questi composti come materiali organici funzionali. Le molecole sintetizzate dal pluripremiato professore potrebbero ispirare la ricerca di nuovi materiali organici (in particolare coloranti funzionali), che potrebbero trovare applicazioni, tra gli altri, nei dispositivi fotovoltaici e LED, o nella fototerapia e nella diagnostica medica {} .
Il novembre 2023 ha portato buone notizie da un team di scienziati australiani, che hanno scoperto che i metalli liquidi possono essere utilizzati per produrre catalizzatori. Finora sono stati prodotti principalmente da materiali solidi, inclusi metalli o composti organometallici. Tuttavia, il loro utilizzo richiedeva temperature elevate, con conseguente aumento del consumo energetico e delle emissioni di gas serra. Un gruppo di ricercatori guidati dal professor Kourosh Kalantar-Zadeh ha studiato la fattibilità dell'utilizzo di metalli liquidi (come il gallio), che possono fungere da catalizzatori a temperature più basse. Ciò ridurrebbe il consumo energetico e quindi le emissioni di gas serra nel settore chimico. Questo è molto importante perché l’industria è responsabile di una parte significativa delle emissioni globali. Inoltre, la maggiore flessibilità dei metalli liquidi, rispetto ai metalli solidi, offre l’opportunità di migliorare le prestazioni dei catalizzatori. Gli scienziati in Australia intendono continuare la loro ricerca. Se la loro scoperta fosse fattibile, potrebbe portare all'introduzione di processi nuovi e più ecologici nella produzione chimica {} .
{} https://www.nature.com/articles/s41557-023-01148-7
{} https://www.nature.com/articles/s41467-023-37714-3
{} https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/webb-makes-first-detection-of-crucial-carbon-molecule
{} https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.3c02070
{} https://www.nature.com/articles/s41586-023-06192-4
{} https://www.nature.com/articles/s41557-023-01346-3
{} https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c07000
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2023/press-release/
{} https://www.fnp.org.pl/rozmowy-z-laureatami-nagrod-fnp-2023/
{} https://www.nature.com/articles/s41565-023-01540-x
Qui presentiamo 10 scoperte ed eventi interessanti che hanno cambiato il mondo della chimica nel 2022. 
L'esistenza del neutrino fu prevista teoricamente da Wolfgang Pauli nel 1930. Questa particella avrebbe dovuto bilanciare l'energia del cosiddetto decadimento beta radioattivo. Nonostante varie teorie, per molto tempo è stato impossibile confermare l'esistenza di questa particella, anche se col tempo venne chiamata neutrino . È caratterizzata dal fatto di non avere carica elettrica e interagisce molto debolmente con le altre particelle . Alcuni scienziati presumevano che il neutrino non avesse massa, proprio come il fotone, mentre altri pensavano che fosse semplicemente molto piccolo. Pesare un neutrino ci permetterebbe di comprendere ancora meglio l'universo, motivo per cui è diventato oggetto di ricerca nel progetto internazionale KATRIN, guidato dal Karlsruhe Institute of Technology . Nei loro esperimenti, gli scienziati hanno utilizzato il fenomeno del decadimento beta, che si verifica negli atomi di un isotopo dell'idrogeno (chiamato trizio) . Il KATRIN è un apparato di ricerca specializzato , è lungo 70 metri e comprende un enorme spettrometro, utilizzato per misurare le proprietà degli elettroni generati durante il decadimento radioattivo. La ricerca è in corso dal 2019 e porta risultati sempre migliori. Uno dei risultati di questo lavoro è la determinazione della massa del neutrino, che non è superiore a 0,8 eV . Per fare un confronto, la massa di un elettrone è 0,511 MeV (milioni di elettronvolt) e la massa di un neutrone è 0,938 GeV (miliardi di elettronvolt). Questa è la prima volta che le misurazioni riescono al di sotto del limite elettronvolt, motivo per cui si tratta di un risultato così importante. {} La ricerca nell'ambito del progetto KATRIN è ancora in corso e dovrebbe durare almeno fino al 2024. Gli scienziati sperano di ottenere un risultato ancora più preciso misurando la massa del neutrino. {}
Oggi la plastica prodotta in serie si trova praticamente ovunque. Uno dei prodotti più conosciuti sono le bottiglie di plastica, che possono essere costituite da diversi materiali e il loro riciclaggio non è dei più semplici. Anche se il recupero della plastica comporta dei costi e si tratta di un processo complicato, che lo rende ancora poco popolare, gli scienziati sono alla ricerca di applicazioni per il materiale recuperato che potrebbero rendere questo processo ancora più vantaggioso. Un gruppo di chimici della Rice University ha annunciato i risultati della loro ricerca, che dimostrano che la plastica usata può essere utile nella lotta contro le elevate emissioni di anidride carbonica . Come riportato nella rivista “ASC Nano ” {} , gli scienziati hanno esplorato il processo di pirolisi , che è la scomposizione delle sostanze chimiche. Consiste nel riscaldare particolari sostanze a temperature molto elevate, mantenendo condizioni anaerobiche. Attualmente la pirolisi viene utilizzata, tra gli altri, nell'industria petrolchimica. I chimici della Rice University hanno pirolizzato la plastica in presenza di acetato di potassio, ottenendo molecole molto specifiche che hanno pori microscopici e sono ottime nel catturare e legare le molecole di CO 2 . Questo materiale potrebbe essere utilizzato come assorbitore ideale di anidride carbonica, ad esempio sotto forma di filtri per i camini delle centrali elettriche che bruciano combustibili fossili. Un tale assorbitore sarebbe caratterizzato da proprietà che ne consentono molteplici usi e, inoltre, catturare una tonnellata di CO 2 con esso sarebbe molte volte più economico degli attuali metodi di sequestro (cattura) dell'anidride carbonica. {}
Un nanomagnete quantistico con proprietà uniche è una scoperta degli scienziati dell'Università Jagellonica. Un team di ricercatori guidato dal dottor Dawid Pinkowicz, descritto in "Nature Communications" {} , ha pubblicato un nuovo tipo di nanomagnete quantistico organometallico , in cui lo ione magnetico centrale è circondato solo da altri ioni metallici. La molecola è costituita da uno ione centrale di erbio, che si combina con tre ioni di renio pesanti. Questa combinazione ha permesso di avvicinarsi alle proprietà dei già noti grandi magneti macroscopici. Gli scienziati sottolineano che, anche se i magneti molecolari non verranno utilizzati nel prossimo futuro, essi possono rivoluzionare il futuro e cambiare campi come l’elettronica e l’informatica. I magneti molecolari attualmente conosciuti richiedono un forte raffreddamento; pertanto, per trovare applicazione pratica ai nanomagneti è necessario crearli in modo tale che possano funzionare a temperatura ambiente. Gli scienziati attendono ulteriori ricerche in questo settore. {}
Le batterie agli ioni di litio sono utilizzate nella maggior parte dei dispositivi di uso quotidiano. Per la produzione di tali dispositivi sono necessari metalli rari come il cobalto e il litio, anch'essi non un elemento comune e che hanno un impatto significativo sul prezzo di produzione. Secondo gli scienziati, il litio potrebbe essere sostituito dal sodio , il che ridurrebbe significativamente i costi di produzione. Inoltre, le batterie al sodio si caricherebbero molto più velocemente e scaricarle “a zero” non avrebbe effetti dannosi. Tuttavia, il lavoro svolto finora si è concluso con un fiasco, perché il sodio forma molto rapidamente strutture sottili e metalliche sull’elettrodo – i cosiddetti dendriti , che hanno come conseguenza una breve durata di tali batterie. I ricercatori dell'Università del Texas ad Austin hanno risolto questo problema utilizzando un modello computerizzato per creare un nuovo materiale che impedisce la formazione di dendriti e, di conseguenza, previene il danneggiamento dell'elettrodo. Veniva realizzato depositando un sottile strato di sodio sul tellururo di antimonio e ripiegandolo più volte, creando così strati alternati. Grazie a ciò, il sodio è distribuito in modo molto uniforme e i dendriti si formano su di esso molto più lentamente e meno frequentemente. Ciò consente di creare una batteria al sodio che eguaglierà quella al litio in termini di numero di cicli di carica e scarica, e avrà anche una densità di energia comparabile. Le batterie al sodio potrebbero diventare il futuro del settore. {}
Quest'anno l'Accademia reale svedese delle scienze ha assegnato il Premio Nobel per la chimica a tre persone. Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal e K. Barry Sharpless sono i vincitori del Premio, premiati “per lo sviluppo della tecnologia della click chemistry e della chimica bioortogonale”. La “click chemistry” è un processo che può essere paragonato ad un edificio fatto di mattoncini LEGO. Ovvero, specifici frammenti di molecole possono essere combinati tra loro per produrre composti di elevata complessità e diversità. La combinazione di elementi semplici, che possiamo chiamare “mattoni chimici”, consente di creare una varietà quasi infinita di molecole. La chimica bioortogonale , invece, permette di monitorare i processi chimici che avvengono nelle cellule viventi senza danneggiarle. Ciò offre un’opportunità unica per studiare le malattie all’interno delle cellule così come negli organismi complessi. Sia la “click chemistry” la tecnologia e la chimica bioortogonale sono scoperte importanti, soprattutto per la medicina e la farmacia, che possono influenzare in modo significativo lo sviluppo di entrambi questi campi. {} Puoi leggere di più sui vincitori e sulle scoperte premiate nell'articolo "Il Premio Nobel per la Chimica" , che è disponibile anche sul blog del Gruppo PCC.
Per la 31a volta la Fondazione per le scienze polacche ha assegnato i suoi premi , considerati il premio scientifico più importante in Polonia e spesso indicati anche come il “Premio Nobel polacco”. Questi premi vengono assegnati per scoperte speciali e risultati scientifici che ampliano i confini della cognizione, aprono nuove prospettive cognitive e danno un contributo eccezionale alla civiltà e al progresso culturale del nostro paese, e assicurano alla Polonia un posto significativo nell'affrontare i progetti più ambiziosi sfide del mondo moderno. Il vincitore del premio di quest'anno nel campo delle scienze chimiche e dei materiali è stato il prof. Bartosz Grzybowski. Il professor Bartosz Grzybowski dell'Istituto di Chimica Organica dell'Accademia Polacca delle Scienze di Varsavia e dell'Istituto Nazionale di Scienza e Tecnologia Ulsan nella Repubblica di Corea, è stato premiato “per lo sviluppo e la verifica empirica di una metodologia algoritmica per la pianificazione della sintesi chimica” . La sua scoperta consistette nell'effettuare una sintesi organica pianificata dal computer e nell'utilizzare l'intelligenza artificiale per prevedere il corso delle reazioni chimiche e, allo stesso tempo, scoprire nuovi composti che potrebbero essere usati come medicinali. Il professor Grzybowski è uno dei primi scienziati al mondo ad occuparsi di chimica organica che ha deciso che era giunto il momento di sfruttare le possibilità dei metodi computazionali e che ha sviluppato strumenti in grado di prevedere non solo le applicazioni nella vita reale, ma anche modi ancora migliori per sintetizzare difficili molecole organiche. {} Vale anche la pena menzionare il vincitore del Premio nel campo delle scienze della vita e della terra – il professor Marcin Nowotny, che è stato premiato “per aver spiegato i meccanismi molecolari di riconoscimento e riparazione dei danni al DNA”. Il terzo vincitore di quest'anno, nel campo delle scienze umane e sociali, è stato il prof. Adam Łajtar – premiato “per l'interpretazione delle fonti epigrafiche, che mostrano gli aspetti religiosi e culturali del funzionamento delle comunità medievali che abitavano la Valle del Nilo ” . {}
El Ali , noto anche come Nightfall , è un meteorite di 15,2 tonnellate identificato per la prima volta in Somalia nel 2020. Dopo due anni di studio del campione di 70 grammi, gli scienziati dell'Università canadese di Alberta a Egmont hanno scoperto in esso due minerali che non erano stato visto prima sulla Terra. I minerali scoperti furono chiamati elalite (in onore del meteorite e della città vicino alla quale fu scoperto) ed elchistantonite (dal nome della ricercatrice della NASA Linda Elkins-Tanton). I ricercatori hanno annunciato la scoperta di nuovi composti chimici il 21 novembre, durante il Simposio sull'esplorazione spaziale tenutosi presso l'Università di Alberta. Vale la pena notare che, sebbene i minerali non siano stati visti nella loro forma naturale sul nostro pianeta, negli anni '80 ne sono stati creati sinteticamente nei laboratori. La ricerca sui nuovi composti aiuterà a rispondere alla domanda su quali applicazioni questi minerali potranno trovare nel nostro mondo in futuro. {} {}
Il 5 dicembre 2022 è diventato un giorno importante per il mondo della scienza, ma anche per la storia dell'umanità. In questo giorno, gli scienziati del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) hanno compiuto un passo avanti nella ricerca sulla fusione termonucleare , che è stata condotta presso il National Ignition Facility (NIF). Per la prima volta nella storia, la fusione ha prodotto più energia di quanta ne sia stata spesa per avviare la reazione. La notizia di questo evento è stata annunciata il 13 dicembre durante una conferenza stampa dei rappresentanti della LLNL, alla presenza del segretario del Dipartimento dell'Energia e del capo dell'agenzia americana per la sicurezza nucleare. La fusione termonucleare consiste nella combinazione di nuclei atomici leggeri in nuclei più pesanti, che è accompagnata dal rilascio di quantità significative di energia. Il combustibile che sarebbe ideale per generare energia come risultato di questa reazione è l’idrogeno , perché ne abbiamo in abbondanza sul nostro pianeta. Tuttavia, i nuclei atomici respingono le forze elettrostatiche, quindi affinché avvenga la fusione è necessario creare condizioni ben precise, ovvero riscaldarli a milioni di gradi e comprimerli a milioni di atmosfere (questo processo è diverso nelle stelle, dove avviene grazie alla tunneling quantistico). La fusione termonucleare è stata tentata più volte in tutto il mondo, ma finora il risultato è stato l'assorbimento di una quantità di energia superiore a quella prodotta. La National Ignition Facility lavora su questo fenomeno dagli anni ’50, ma è tecnicamente molto difficile. Ecco perché gli ultimi risultati rappresentano un enorme passo avanti e mostrano nuove possibilità. L'esperimento prevedeva che l'impulso di enormi laser NIF fornisse 2,05 megajoule di energia alla capsula di idrogeno, mentre la fusione produceva 3,15 megajoule, ovvero il 54 %dell'eccesso (oltre un milione di joule). Anche se un milione sembra molto eccitante, questo valore equivale a un quarto di chilowattora, che è energia sufficiente per far bollire un bollitore d'acqua una dozzina di volte. La vigile comunità scientifica rileva inoltre che mentre al processo stesso sono stati forniti solo 2,05 megajoule di energia, più di 322 megajoule di energia sono stati utilizzati per alimentare i 192 laser necessari, ovvero praticamente cento volte di più della fusione prodotta. Questo è uno dei motivi che sottolinea che ci vogliono decenni di lavoro da parte di team di scienziati e ingegneri per trovare la possibilità di utilizzare la fusione termonucleare su scala più ampia. {} {}
Si parla molto del fatto che le fonti energetiche rinnovabili rappresentano il futuro del nostro pianeta, il che può incidere significativamente sul contenimento della crisi climatica e del riscaldamento globale. Ecco perché gli scienziati sono ancora alla ricerca di soluzioni che aiutino a utilizzare l’energia proveniente dalle fonti rinnovabili in modo ancora migliore e più semplice. Gli ingegneri del Massachusetts Institute of Technology hanno creato celle solari innovative che possono trasformare qualsiasi superficie solida in una fonte di energia e sono più sottili di un capello umano. Queste celle sono incollate su un tessuto leggero e molto resistente, che permette di montarle facilmente praticamente ovunque. Secondo gli scienziati l'invenzione può essere molto pratica in caso di emergenza, quando non c'è altra fonte di energia nella zona, ma anche quando si viaggia. La cella moderna è stata realizzata con inchiostro semiconduttore con l'aiuto di una stampante 3D. È cento volte più leggero dei pannelli convenzionali e inoltre genera molta più energia per chilogrammo. La soluzione è ancora in fase di sperimentazione, perché ci sono problemi legati alla resistenza dei pannelli ai fattori ambientali. Tuttavia, gli scienziati stanno lavorando alla creazione di contenitori ultraleggeri in cui le cellule potrebbero essere racchiuse. I ricercatori ritengono che le celle ultrasottili costituiranno un'invenzione rivoluzionaria per la generazione di energia nel mondo {} {} .
I ricercatori del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) e dell'Oak Ridge National Laboratory hanno condotto ricerche su una nuova lega metallica che ha rivelato la sua duttilità insolitamente elevata (è malleabile e molto duttile) e allo stesso tempo una resistenza senza precedenti (resistente alla deformazione). Questa lega è composta da cromo, cobalto e nichel – CrCoNi. In base ai primi test eseguiti sul CrCoNi, si è riscontrato che la sua duttilità e resistenza migliorano con il raffreddamento della lega, anche fino a una temperatura di circa -196 ° C. Tuttavia, l'ultima ricerca, pubblicata a dicembre 2022 sulla rivista Science {} , ha confermato che è in grado di resistere anche a temperature più basse (-253 ° C) dove è presente elio liquido. Questo è un fenomeno molto interessante, perché per la maggior parte degli altri materiali l'effetto è opposto; ad esempio, l'acciaio si rompe molto più facilmente a temperature molto basse. Vale la pena notare che la lega CrCoNi appartiene al gruppo delle leghe HEA (leghe ad alta entropia). Si distinguono per il fatto di essere una miscela di elementi costitutivi in parti uguali , anziché con una predominanza di un elemento e una minore quantità di elementi aggiuntivi, come avviene per la maggior parte delle leghe attualmente utilizzate. Ciò ha un impatto significativo sulle sue straordinarie proprietà. La resistenza unica della lega CrCoNi a temperature incredibilmente basse potrebbe renderla applicabile in futuro, tra gli altri, negli oggetti che attraversano lo spazio. {}
{} https://www.nature.com/articles/s41567-021-01463-1
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/ile-wazy-neutrino-naukowcy-w-koncu-zwazyli-najlzejsza-czastke-elementarna-znana-fizyce-220216091750
{} https://www.iea.org/news/global-co2-emissions-rebounded-to-ir-highest-level-in-history-in-2021
{} https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c00955
{} https://www.nature.com/articles/s41467-022-29624-7
{} https://naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C92110%2Cpolacy-stworzyli-magnetyczna-czasteczke-o-wyjatkowych-wlasciwosciach.html
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/nadchodza-baterie-sodowe-tansze-od-litowych-rownie-sprawne-i-bezpieczniejsze-dla-swiata-211207050535
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2022/press-release/
{} https://www.fnp.org.pl/prof-bartosz-grzybowski-laureat-nagrody-fnp-2022/
{} https://www.fnp.org.pl/znamy-laureatow-nagrod-fnp-2022/
{} https://www.ualberta.ca/folio/2022/11/new-minerals-discovered-in-massive-meteorite-may-reveal-clues-to-asteroid-formation.html
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/w-tym-meteorycie-odnaleziono-dwa-mineraly-ktorych-nigdy-nie-widziano-na-ziemi-221201050211
{} https://www.llnl.gov/news/national-ignition-facility-achieves-fusion-ignition
{} https://oko.press/przelom-w-badaniach-nad-fuzja-termojadrowa
{} https://news.mit.edu/2022/ultrathin-solar-cells-1209
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/naukowcy-opracowali-ultracienkie-ogniwa-sloneczne-moga-zmienic-kazda-powierzchnie-w-zrodlo-energii-221212125125
{} https://www.science.org/doi/10.1126/science.abp8070
{} https://mobirank.pl/2022/12/14/prosty-stop-tworzy-najtwardszy-material-jaki-kiedykolwiek-zarejestrowano/
Per mostrare almeno un assaggio di questi cambiamenti, abbiamo preparato un riassunto di dieci interessanti scoperte ed eventi del 2021 nel campo della chimica. 
I ricercatori dell’Università del Maryland hanno scoperto una nuova tecnica per rendere il legno trasparente. In passato erano stati fatti tentativi per rendere il legno trasparente utilizzando prodotti chimici specializzati per rimuovere la lignina. Tuttavia, lo svantaggio principale era che ciò indeboliva il legno. Il nuovo metodo utilizza un'alterazione della lignina. All'inizio del processo vengono rimosse le molecole responsabili della colorazione del legno. Quindi, sulla sua superficie viene applicato uno speciale agente a base di perossido di idrogeno che viene poi esposto alla luce UV (o alla luce solare naturale). Dopo questi trattamenti il legno assume un colore bianco. Il legno viene poi messo a bagno in etanolo per una pulizia più approfondita. Infine, i pori vengono riempiti con resina epossidica incolore per rendere il materiale liscio e quasi perfettamente trasparente. Ciò conferisce al legno la qualità di essere in grado di trasmettere fino al 90 %della luce e il materiale è 50 volte più resistente del materiale trasparente reso convenzionalmente. Inoltre è più leggero e soprattutto più resistente del vetro e garantisce un migliore isolamento. {} {} Questa scoperta potrebbe diventare una vera rivoluzione per il settore edile e cambiare completamente l'immagine degli edifici del futuro. Sono in corso anche ricerche su materiali in legno tecnologicamente avanzati e trasparenti, che saranno inoltre sensibili al tocco e forniranno un'alternativa a vari tipi di display. Grazie alla loro resistenza corrispondente alle caratteristiche del legno, tali display si dimostreranno efficaci in ambienti difficili dove il vetro spesso fallisce. {}
I metodi di produzione della ceramica si distinguono per una lunga tradizione. Tuttavia, con lo sviluppo della tecnologia, anche qui è giunto il momento di cambiare. La colorazione digitale delle piastrelle ceramiche, che potrebbe sostituire il classico metodo di smaltatura, è destinata a diventare una svolta per questo settore. I disegni verranno applicati con un metodo di stampa ad alta risoluzione, per questo sarà possibile ottenere non solo vari colori, ma anche diverse texture, che potranno essere paragonate a quelle dei tessuti o del legno. La soluzione è stata sviluppata dall’azienda italiana Metco, che ha creato uno speciale inchiostro sostenibile chiamato ECO-INK per la ceramica digitale. L'inchiostro proposto è acquoso, quindi non contiene solventi organici, il che contribuisce a ridurre sia la tossicità che l'impronta di carbonio del prodotto. Inoltre, la vernice può penetrare nella superficie della piastrella ceramica, eliminando così la necessità di un ulteriore strato protettivo. Ciò si traduce in un processo più efficiente e sostenibile. Inoltre la superficie delle piastrelle diventa più duratura dopo l'applicazione di ECO-INK. Come annunciato dagli stessi produttori, questa vernice rappresenta una vera rivoluzione per l'industria chimica. {}
I magneti che conosciamo si trovano solitamente sotto forma di metalli rigidi e duri. Queste caratteristiche causano molte limitazioni nell'applicazione dei magneti. Ecco perché gli scienziati hanno intrapreso il progetto MAGNETO {} , che prevede la creazione di materiali magnetici con proprietà modellabili. Per ottenere questo effetto, i ricercatori hanno preparato una polvere composta da materiali magnetici triturati mescolati con vari polimeri. Per creare un magnete da questi componenti è stata utilizzata la stampa 3D avanzata. Ciò ha permesso di dare loro forme molto più complesse. I primi prototipi realizzati hanno mostrato le enormi potenzialità di tali materiali e la possibilità di utilizzarli in molteplici campi, dagli strumenti diagnostici ai touch screen e molti altri. I materiali compositi presentati con eccezionali proprietà magneto-meccaniche consentiranno l'introduzione di soluzioni innovative in molti settori, come la medicina. Si tratta quindi di una pietra miliare importante per lo sviluppo della scienza e della tecnologia. {}
Presso l'Università di Warwick è stata condotta una ricerca su una pasta vegetale "antibiotica" la cui ricetta risale a 1.000 anni fa. Si chiama "unguento per la riparazione della vista" ed è stato scoperto nel manuale medico inglese antico Medicanale Anglicum, scritto nel IX secolo. L’unguento, che contiene cipolle, aglio (o porro – gli scienziati hanno avuto difficoltà a tradurre correttamente il nome), bile di mucca e vino, ha proprietà antisettiche estremamente potenti. È stato dimostrato che è efficace contro alcuni ceppi di batteri che sono diventati resistenti ai farmaci moderni. Anche i test iniziali hanno dimostrato l'efficacia della miscela nel trattamento dello Staphylococcus aureus. Tuttavia, recenti ricerche sono state estese ad altri ceppi e i risultati sono stati presentati sotto forma di pubblicazione scientifica. {} Gli esperimenti hanno dimostrato che questa medicina naturale può essere un'arma potente contro i batteri chiamati biofilm. Questo è uno dei tipi di batteri più pericolosi, tra i quali possiamo trovare ceppi che causano, ad esempio, la sepsi, ma anche altre infezioni gravi. Si spera anche che questa ricetta possa aiutare, ad esempio, a curare le infezioni del piede dei diabetici, che attualmente spesso portano all'amputazione. L'esempio della pasta sopra descritto attira l'attenzione sullo scontro tra la medicina naturale e la moderna farmaceutica. Porta a trarre nuove conclusioni e ispira speranza per la cura di malattie che causano sofferenza a molte persone. {}
Il problema dello smaltimento degli oggetti in plastica è una delle sfide più grandi del nostro tempo. Il mondo intero sta lottando per sviluppare metodi efficaci per ridurre la quantità di inquinamento che devasta il nostro ambiente. Una delle soluzioni più interessanti si è rivelata provenire da scienziati dell'Università di Edimburgo, che hanno trasformato le bottiglie di plastica in aroma di vaniglia. La ricerca ha coinvolto la mutazione degli enzimi responsabili della decomposizione del polietilene tereftalato (il polimero da cui sono realizzate le bottiglie). La reazione di decomposizione ha prodotto acido tereftalico (TA), che è stato poi convertito in vanillina. Questo composto porta con sé gran parte del gusto e dell'odore della vaniglia ed è spesso utilizzato nell'industria alimentare, farmaceutica e cosmetica. Secondo la rivista The Guardian, che ha pubblicato estratti di un'intervista con Joanna Sandler dell'Università di Edimburgo, che ha guidato il progetto di ricerca, l'85 %della vanillina è attualmente sintetizzata da sostanze chimiche derivate da combustibili fossili. {} Tuttavia, la domanda di vanillina continua ad aumentare. Si tratta quindi di una scoperta importante sia per l’aumento della domanda, ma soprattutto per il bene di una soluzione con benefici ambientali. {}
L’inquinamento ambientale causato dalla plastica è uno dei più grandi disastri ambientali. Un pericolo particolare è rappresentato dalle microparticelle di plastica con un diametro inferiore a 5 millimetri. Possono trovarsi nei corpi idrici, ma si accumulano anche negli organismi viventi come i pesci, il plancton e il corpo umano. Questo problema è stato affrontato dal gruppo di ricerca del dottor Piotr Biniarz dell’Università di Scienze ambientali e della vita di Wrocław. La loro ricerca consiste nel trovare microrganismi che decompongono naturalmente la plastica grazie agli enzimi che possiedono. Tuttavia, poiché questo processo è solitamente inefficiente, si prevede di clonare i loro enzimi in lieviti a crescita rapida (Yarrowia lipolytica). Questi organismi non solo saranno in grado di produrre enzimi in modo più efficiente, ma anche di crescere sulle acque reflue o sui rifiuti urbani in modo che i microinquinanti possano essere rimossi direttamente da essi.{}
Il Premio Nobel per la Chimica di quest'anno è stato assegnato a David MacMillan e Benjamin List "per lo sviluppo della catalisi organica asimmetrica". L'organocatalisi è uno strumento unico per costruire molecole. Fino a questa scoperta si presumeva che esistessero solo due tipi di catalizzatori, ovvero sostanze che accelerano il corso delle reazioni chimiche. Questi sono enzimi e metalli. Tuttavia, gli scienziati hanno recentemente dimostrato l’esistenza della catalisi organica asimmetrica, che utilizza piccole molecole organiche. I catalizzatori organici sono caratterizzati da uno scheletro stabile di atomi di carbonio, al quale possono attaccarsi gruppi chimici con attività più elevata. Possono contenere elementi come zolfo, azoto, ossigeno o fosforo. Sono molto più piccoli degli enzimi, il che ne facilita la produzione. Queste caratteristiche rendono i catalizzatori più rispettosi dell’ambiente, ma anche relativamente economici da produrre. La catalisi organica asimmetrica si è sviluppata a partire dal 2000 e David MacMillan e Benjamin List sono i leader indiscussi nel settore. La loro scoperta ha gettato nuova luce su molti processi industriali convenzionali e ha dimostrato che la catalisi organica può essere utilizzata in molte reazioni chimiche. È altamente efficiente e può supportare la produzione di quasi qualsiasi cosa, dai moderni prodotti farmaceutici alle molecole responsabili della cattura della luce nelle celle fotovoltaiche. Questa scoperta ha definitivamente rivoluzionato il mondo della scienza e della tecnologia. {} {}
Un gruppo di ricerca composto da scienziati di Chicago e Missouri ha deciso di progettare un materiale sensibile al rilevamento degli stimoli circostanti e all'adattamento ad essi. Poiché possiede proprietà che non sono presenti nei materiali naturali, appartiene al gruppo dei cosiddetti metamateriali. È costituito da elementi piezoelettrici controllati da circuiti elettrici. Può essere utilizzato per formare un circuito specializzato che elabora le informazioni. Inoltre, l'energia elettrica gli consente di muoversi e cambiare forma. Questi elementi gli permettono di percepire gli stimoli esterni e di adattarsi ad essi. Come dicono gli stessi creatori, questo materiale è in grado di prendere decisioni senza l'intervento umano. Un metamateriale di questo tipo potrebbe funzionare molto bene nell’aviazione, nell’industria spaziale, nella medicina e in molti altri settori. {} {}
Si pensava che la plastica costituisse una rivoluzione tra i materiali disponibili. Tuttavia, nonostante i loro numerosi vantaggi, sono diventati anche uno dei principali problemi che minacciano il nostro pianeta. Ecco perché la ricerca su alternative più ecologiche continua. Gli scienziati cinesi hanno sviluppato un materiale unico simile alla plastica, uno dei componenti principali del quale sono i semi di salmone. Ciò è stato ottenuto combinando due filamenti di DNA di salmone con una sostanza chimica derivata dall’olio vegetale. Il risultato è una sostanza spugnosa, simile al gel: un idrogel. L'idrogel risultante viene liofilizzato e l'umidità viene rimossa da esso, consentendo così di modellarlo in diverse forme. La produzione di questa bioplastica può emettere fino al 97%in meno di CO2 rispetto alla produzione della tradizionale plastica in polistirene. Inoltre, sarà riciclabile utilizzando enzimi che digeriscono il DNA. Infine, può anche essere immerso in acqua in modo che diventi nuovamente un idrogel. Queste tipologie di bioplastiche rappresentano un’opportunità per il futuro dell’industria della plastica e per ridurre l’inquinamento del nostro pianeta. {}
Ricercatori italiani hanno sviluppato un nuovo lubrificante a base di grafene che può essere utilizzato in auto e moto. In particolare, l'aggiunta di grafene ha garantito una maggiore stabilità dell'olio che, inoltre, aiuta a ridurre l'attrito tra le parti del motore. Queste proprietà benefiche fanno sì che le parti si riscaldino e si usurino meno rapidamente. Il grafene ha il potenziale per diventare un’alternativa al petrolio usato tradizionalmente. Ciò renderà il petrolio meno tossico per l’ambiente e ne faciliterà lo smaltimento o il riciclo. Il lubrificante è già stato sottoposto ai primi test, nei quali ha dimostrato prestazioni promettenti. Pertanto, sono in corso ulteriori ricerche per portare questa innovazione del grafene ad applicazioni commerciali. {}
{} https://dzienniknaukowy.pl/nowe-technologie/nowy-sposob-na-przezroczyste-drewno-ktore-mogloby-zastapic-szklo-w-naszych-oknach
{} https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abd7342
{} https://cordis.europa.eu/article/id/429178-translucent-touch-sensitive-wood-biomaterials-revolutionising-wood-in-construction-and-beyond/pl
{} https://cordis.europa.eu/article/id/430550-an-innovative-sustainable-ink-for-printing-digital-porcelain/pl
{} http://www.kostasdanas.com/erc-magneto/
{} https://cordis.europa.eu/article/id/434341-magnetic-polymers-set-to-be-a-material-of-the-future/pl
{} https://www.nature.com/articles/s41598-020-69273-8#Sec9
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/sredniowieczna-mikstura-odtworzona-w-laboratorium-niszczy-lekooporne-bakterie
{} https://www.theguardian.com/environment/2021/jun/15/scientists-convert-used-plastic-bottles-into-vanilla-flavouring
{} https://forsal.pl/biznes/ekologia/artykuly/8191441,naukowcy-przetwarzaja-plastikowe-butelki-na-aromat-waniliowy.html
{} https://perspektywy.pl/portal/index.php?option=com_content&view=article&id=6413:drozdze-zjadajace-plastiki-naukowcy-z-upwr-pomoga-planecie&catid=24&Itemid=119
{} https://www.focus.pl/artykul/nagroda-nobla-2021-nobel-z-chemii-za-genialne-narzedzie-do-budowania-czasteczek-211006123039
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2021/press-release//p>
{} https://www.chip.pl/2021/12/material-reaguje-na-bodzce-technologie-stealth/
{} https://www.nature.com/articles/s41467-021-26034-z
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/naukowcy-stworzyli-ekologiczny-plastik-z-nasienia-lososia
{} https://cordis.europa.eu/article/id/429711-graphene-based-lubricant-boosts-engine-performance/pl
Abbiamo alle spalle un anno difficile, che assoceremo principalmente alla pandemia di COVID-19. Fortunatamente, la scienza è andata oltre e durante questo periodo sono state fatte anche molte scoperte eccezionali. Riassumiamo quindi alcuni degli eventi più importanti per il mondo della chimica, che avranno un impatto sul nostro futuro e sull'ulteriore sviluppo della scienza.
Un telescopio che ha permesso di catturare immagini estremamente dettagliate del Sole è stato costruito alle Hawaii dalla National Science Foundation (NSF) , un'agenzia governativa statunitense. È il telescopio più grande del mondo e ha uno specchio solare di 4 metri. Le foto scattate hanno creato una nuova era nello studio del sole. Permetterà ai meteorologi di prevedere le tempeste geomagnetiche in modo più accurato e di comprendere meglio cosa influenza il tempo cosmico. {}
Anche se i primi casi di COVID-19 sono stati osservati nel novembre 2019, l’11 marzo 2020 l’Organizzazione Mondiale della Sanità l’ha etichettata come pandemia. La malattia causata dal virus SARS-CoV-2 ha scosso il mondo intero. Nuove raccomandazioni e ordinanze hanno cambiato la nostra realtà quotidiana. Un ruolo importante è stato svolto dalle sostanze chimiche come i disinfettanti , che si sono rivelate un’arma importante nella lotta contro la diffusione della malattia. Anche l’industria chimica ha assunto un ruolo importante nel settore medico e farmaceutico, sostenendo i medici nella lotta contro la malattia.
L'8 aprile 2020 Nature ha pubblicato un articolo in cui dimostra l'esistenza di batteri dotati di enzimi in grado di scomporre la plastica e trasformarla in elementi semplici. Durante la digestione, il ceppo 201-F6 b di Ideonella sakaiensis permette di recuperare materiale che può essere riutilizzato nella sintesi e produzione di plastiche della stessa qualità di quelle ottenute attraverso processi petrolchimici. Questo metodo viene lentamente implementato nell’industria e tra qualche anno dovremmo essere in grado di acquistare bottiglie riciclate prodotte con questo metodo. {}
Gli scienziati hanno sviluppato una tecnologia molto precisa che rende possibile scavare piccoli fori in particelle delle dimensioni di un atomo . L’obiettivo è sostenere la produzione di nanodispositivi fotonici ed elettronici. La ricerca descrive una tecnica termomeccanica che rende possibile tagliare materiali 2D utilizzando un nanotip di scansione riscaldato. Questo metodo consente di effettuare tagli di forma arbitraria con una risoluzione di 20 nm in materiali 2D monostrato. {}
Da oltre 100 anni gli scienziati sospettano l’esistenza di batteri mangiatori di metalli. Tuttavia, fino ad ora non potevano dimostrarlo. La scoperta è stata fatta dai microbiologi del Caltech (California Institute of Technology). Il dottor Jared Leadbetter stava conducendo ricerche basate sul manganese. Quando ebbe finito, mise a bagno un barattolo di vetro che aveva usato nel lavandino. Per coincidenza e poiché dovette lasciare il campus, il barattolo rimase nell'acqua per diversi mesi. Quando Leadbetter ritornò, scoprì che il recipiente era ricoperto da un residuo scuro, che si rivelò essere manganese ossidato generato dai batteri che vivono nell'acqua del rubinetto. Ricerche approfondite hanno dimostrato che i batteri possono utilizzare il manganese per la chemiosintesi . È il primo caso noto in cui i batteri utilizzano il manganese come fonte di energia . È un passo rivoluzionario per la scienza, che ha ampiamente contribuito alla nostra comprensione dei cicli elementali naturali. {}
Gli unici pesci in questione sono dei veri maestri del mimetismo. Il loro esterno nero assorbe il 99,95 %di tutti i fotoni . Questi pesci assorbono letteralmente tutta la luce, quindi anche sotto una forte luce possiamo vedere solo le loro sagome sullo sfondo dell'acqua scura. Karen Osborn, una zoologa ricercatrice presso il Museo Nazionale di Storia Naturale dello Smithsonian, e il suo team hanno scoperto 16 specie di pesci che sembrano ricoperti di Vantablack, il materiale più scuro conosciuto dall'uomo, che assorbe il 99,96 %della luce. {}
Emmanuelle Charpentier e Jennifer A. Doudna hanno ricevuto il Premio Nobel per lo sviluppo di un metodo per l'editing del genoma . Hanno scoperto precise “forbici genetiche” che potrebbero, ad esempio, rendere possibile lo sviluppo di nuove terapie contro il cancro. Il metodo è stato scoperto nel 2012 ed è stato una svolta scientifica. {}
Gli scienziati sono riusciti a misurare l'unità di tempo più breve, nota come zeptosecondo . È stato misurato durante l'osservazione di una particella di luce che attraversa una molecola di idrogeno. Ci sono voluti 247 z (zeptosecondi). Si decise che uno zeptosecondo corrispondeva a 10-21 di secondo . Le misurazioni sono state effettuate da un team di fisici guidato dal professor Reinhard Dörner dell'Università Goethe di Francoforte sul Meno, in Germania. {}
Altri premi assegnati quest'anno includono quelli della Fondazione per la scienza polacca (nota anche come Premio Nobel polacco). Nel campo della chimica, il premio è stato assegnato alla professoressa Ewa Górecka dell'Università di Varsavia “ per aver ottenuto materiali a cristalli liquidi con una struttura chirale composta da molecole non chirali. " {}
Gli scienziati dell'Università Nazionale Australiana (ANU) sono riusciti a creare un diamante semplicemente applicando pressioni elevate e senza aumentare la temperatura ambiente . Hanno ottenuto due tipi di diamanti . Una era una pietra tipica, che poteva essere utilizzata su un anello dopo il taglio. Il secondo tipo era chiamato lonsdaleite , una forma che si trova in natura dopo che un meteorite colpisce la Terra. La possibilità di creare un diamante così velocemente e a temperatura ambiente apre molteplici possibilità, anche per l’industria . {}
{} https://edition.cnn.com/2020/01/29/world/sun-image-inouye-telescope-scn/index.html
{} https://www.nature.com/articles/s41586-020-2149-4
{} https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202001232
{} https://www.nature.com/articles/s41586-020-2468-5.epdf
{} https://www.scimex.org/newsfeed/ultra-black-fish-are-practically-invisible
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2020/press-release/
{} https://aktuelles.uni-frankfurt.de/forschung/physik-zepto-sekunden-neuer-weltrekord-in-kurzzeit-messung/
{} https://www.fnp.org.pl/nagrody-fundacji-na-rzecz-nauki-polskiej-2020-przyznane/
{} https://edition.cnn.com/2020/11/19/world/diamonds-room-temperature-scli-intl-scn/index.html
Abbiamo alle spalle un periodo molto speciale, perché l'anno scorso è stato il 150° anniversario della scoperta della tavola periodica da parte di Dmitri Mendeleev. Per onorare questa pietra miliare nel campo della chimica, l'Assemblea Generale delle Nazioni Unite (ONU) e l'UNESCO hanno dichiarato il 2019 "Anno internazionale della tavola periodica degli elementi chimici (IYPT2019)". In occasione di questo evento, date un'occhiata alla nostra fanpage Facebook , dove abbiamo organizzato un concorso unico sulla conoscenza degli elementi e della tavola periodica. A parte un anniversario speciale, quest'anno è stato ricco di nuove scoperte. Abbiamo selezionato i 10 più interessanti, tra i quali ci sono, ad esempio, risultati spettacolari della ricerca sul nuovo stato della materia, sul metodo di utilizzo della luce solare per produrre combustibili o sulla creazione del ciclocarbonio. Di seguito il calendario delle 10 scoperte ed eventi chimici più interessanti del 2019.
L'FCC sarà quattro volte più grande e molte volte più potente del Large Hadron Collider (LHC) . Gli acceleratori permettono di esaminare gli elementi creati dalla collisione di flussi di particelle elementari accelerate . Un acceleratore di maggiori dimensioni e maggiore potenza potrà permetterci di scoprire forme di materia ancora sconosciute e di indagare più a fondo quelle già conosciute. {}
Scienziati dell'Università di Oxford e dell'IBM Research di Zurigo, in una pubblicazione sulla rivista "Science", hanno presentato come produrre un anello composto da 18 atomi di carbonio . Questa relazione è stata creata da un metodo innovativo di manipolazione dei singoli atomi . Uno degli scopritori del ciclocarbonio è stato il dottor Przemysław Gaweł, polacco dell'Università di Oxford. {}
Gli scienziati dell'Università di Tecnologia di Vienna hanno scoperto che l'effetto precedentemente osservato di distruggere le cellule tumorali utilizzando elettroni lenti è possibile. Utilizzando la decomposizione interatomica di Coulomb , lo ione può trasferire ulteriore energia agli atomi circostanti. Di conseguenza, viene rilasciato un numero enorme di elettroni, con energia sufficiente a causare danni al DNA delle cellule tumorali . {}
Un team di scienziati dell'Università di Edimburgo ha eseguito simulazioni al computer per indagare ulteriormente il cosiddetto " stato della catena fusa ". I test sono stati effettuati su 20.000 atomi di potassio sottoposti a una pressione compresa tra 20.000 e 40.000 atmosfere e a una temperatura compresa tra 126 e 526 gradi Celsius. I risultati hanno mostrato che le strutture create rappresentano un nuovo stato in cui si formano due strutture reticolari interconnesse. L'osservazione è che le catene si dissolvono in un liquido mentre allo stesso tempo i restanti cristalli di potassio sono in forma solida . {}
Gli scienziati del programma di ricerca CENTERA , insieme a gruppi di ricerca provenienti da Francia, Germania e Russia, hanno fatto una scoperta che potrebbe portare alla costruzione di nuove fonti di radiazioni terahertz dimenticate. Sarebbe sintonizzabile con un campo magnetico. I risultati di questi studi sono descritti in Nature Photonics . {}
John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham e Akira Yoshino sono stati premiati per lo sviluppo di batterie agli ioni di litio leggere e capienti . Questa invenzione è comunemente nota come batterie agli ioni di litio. La loro creazione ha rivoluzionato il mondo e, come hanno sottolineato i membri del Comitato per il Nobel, “hanno gettato le basi di una società senza fili e senza combustibili fossili ”. {}
Il vincitore del Premio della Fondazione per la Scienza Polacca (il cosiddetto Premio Nobel polacco) è il professor Marcin Drąg della Facoltà di Chimica dell'Università della Tecnologia di Wrocław. Il professore è stato apprezzato “per aver sviluppato una nuova piattaforma tecnologica per ottenere composti biologicamente attivi , in particolare inibitori degli enzimi proteolitici ”. {}
Scienziati dell'Università di Copenaghen riferiscono su "Nature Communications" di aver trovato un frammento di DNA di un abitante preistorico della Scandinavia in un pezzo di catrame di betulla da lei masticato. Sulla base di questa scoperta è stato ricostruito il genoma femminile completo . Il manufatto risale a 5700 anni. {}
I ricercatori della Nanyang Technological University di Singapore (NTU Singapore) hanno scoperto un metodo in grado di trasformare i rifiuti di plastica in sostanze chimiche utilizzando la luce solare . Un team di scienziati ha condotto una ricerca su una miscela di plastica con il suo catalizzatore in un solvente, che consente l'utilizzo dell'energia luminosa. Di conseguenza, la plastica disciolta veniva trasformata in acido formico . Questo acido viene utilizzato nelle celle a combustibile per produrre elettricità. Questa scoperta è finalizzata allo sviluppo di metodi sostenibili per utilizzare la luce solare per produrre carburanti e altri prodotti chimici . {}
Aleksandra Fliszkiewicz, studentessa dell'Università di Tecnologia di Varsavia, ha sviluppato una spada leggera come parte del suo lavoro di ingegneria, ispirandosi all'ottava parte di "Star Wars" . È stato creato utilizzando un laser verde e una lente sviluppata da scienziati polacchi, la cosiddetta "spada luminosa" , che focalizza la luce in una sezione. La lente, la cui geometria è stata sviluppata nel 1990 presso l'Università della Tecnologia di Varsavia, dovrebbe ora portare anche nuove soluzioni in oftalmologia, come la creazione di impianti intraoculari per persone dopo un intervento di cataratta , che sono in fase di sperimentazione clinica. {}
{} https://www.bbc.com/news/science-environment-46862486?ns_campaign=bbcnews&ns_mchannel=social&ns_source=facebook&ocid=socialflow_facebook&fbclid=IwAR3th4hAdlz5ww5JJdTnn5b3MJv5PxVP8inCpYaNlRBjA3FaCq-1Y5SPzcs
{} https://science.sciencemag.org/content/365/6459/1299
{} https://www.sciencedaily.com/releases/2019/08/190822101429.htm
{} https://www.nationalgeographic.com/science/2019/04/new-phase-matter-confirmed-solid-and-liquid-same-time-potassium-physicals/
{} https://www.fnp.org.pl/w-poszukiwaniu-nowych-zrodel-promieniowania-terahercowego/
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2019/press-release/
{} https://www.fnp.org.pl/laureci-nagrody-fnp/
{} https://healthsciences.ku.dk/newsfaculty-news/2019/12/ancient-chewing-gum-yields-insights-into-people-and-bacteria-of-the-past/
{} https://www.sciencedaily.com/releases/2019/12/191211100331.htm
{} http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news%2C80037%2Cna-politechnice-warszawskiej-powstal-laserowy-miecz-swietlny.html
