Scoperta una rana fluorescente
Mar30

Scoperta una rana fluorescente

L’Hypsiboas punctatus detta rana a pois è un anfibio della famiglia delle Hylidae che vive nell’America del Sud ed in particolare nelle foreste tropicali e subtropicali. Secondo recentissimi studi pubblicati il 13 marzo pubblicati sul Proceedings of the National Academy of Sciences è stato scoperto che questo genere di rana mostra il fenomeno della fluorescenza. La fluorescenza era stata in precedenza evidenziata solo in creature marine tra cui coralli, alcune specie di pesci, squali, una specie di tartaruga marina ma raramente in animali terrestri come alcuni pappagalli, farfalli, scorpioni e ragni e mai negli anfibi. Nell’ambito degli studi sui pigmenti presenti in queste rane i ricercatori brasiliani e argentini per caso hanno scoperto che esse, che si presentano di colori opachi che vanno dal verde al rosso se esposti alla luce naturale, quando vengono illuminate con luce U.V. si illuminano di un colore verde brillante. Non è ancora nota la motivazione della fluorescenza che presentano queste rane ma i ricercatori suppongono che esse utilizzino questo fenomeno per poter comunicare tra loro specie per l’accoppiamento. La fluorescenza rende le rane più luminose del 30% durante il crepuscolo e del 19% durante il periodo di luna piena ed è possibile che essa renda le rane visibili l’una con le altre durante la notte. Gli scienziati hanno scoperto che sono tre molecole presenti nel tessuto linfatico, nella pelle e nelle secrezioni ghiandolari a essere responsabili di questo fenomeno che hanno denominato H-L1, H-L2 e H-G1 che non sono presenti in altri animali I ricercatori pertanto effettueranno altri studi sugli anfibi ed in particolare su quelli che appaiono translucidi per verificare se questo fenomeno si verifica anche in altre...

Leggi tutto
Plutonio: un nuovo numero di ossidazione
Mar13

Plutonio: un nuovo numero di ossidazione

Il plutonio è un elemento radioattivo transuranico appartenente alla serie degli attinidi con numero atomico 94 e configurazione elettronica [Rn] 5f6 7s2. I composti più comuni del plutonio sono gli ossidi, gli ossalati e i fluoruri. Nei suoi composti il plutonio ha numeri di ossidazione da +3 a +7 e gli ioni, a seconda del numero di ossidazione del plutonio hanno colorazioni di verse. Lo ione Pu3+ è di colore blu lavanda, lo ione Pu4+ è di colore giallo scuro, lo ione poliatomico PuO2+ in cui il plutonio ha numero di ossidazione +5 molto instabile si ritiene possa essere rosa chiaro, lo ione poliatomico PuO22+ in cui il plutonio ha numero di ossidazione +6 è rosa arancio, lo ione poliatomico PuO53- in cui il plutonio ha numero di ossidazione +7 è rosso scuro. Il plutonio ha il maggior numero di stati di ossidazione tra gli attinidi e, dagli studi effettuati a Los Alamos nell’ambito del Progetto Manhattan, si rivelò uno degli elementi con una chimica tra le più complesse. La conoscenza dei numeri di ossidazione di un elemento, ovvero del numero di elettroni che esso può perdere o acquistare costituisce una delle proprietà di maggiore interesse per la comprensione del comportamento chimico dell’elemento e pertanto gli stati di ossidazione di ogni elemento sono stati determinati nel corso del tempo. I ricercatori del Los Alamos National Laboratory in collaborazione con l’Università California-Irvine hanno scoperto che il plutonio ha anche numero di ossidazione +2 oltre a quelli già noti. Gli studi, complessi per la limitata disponibilità degli elementi e per i protocolli di sicurezza da osservare per elementi radioattivi, erano partiti dallo studio del numero di ossidazione dei lantanoidi ed in particolare del torio e dell’uranio per poi passare al plutonio che ha mostrato un nuovo numero di ossidazione inaspettato quando da Pu3+ è stato ridotto a Pu2+ e la soluzione dal colore blu lavanda è diventata viola intenso. Nuove frontiere si aprono, nei paesi dove si fa ricerca, per lo studio di molecole contenenti elementi transuranici con numero di ossidazione...

Leggi tutto
Celle solari e nanoparticelle
Dic26

Celle solari e nanoparticelle

Le celle solari costituiscono uno dei settori della ricerca verso cui si rivolgono molti gruppi di studiosi per le potenzialità e gli sbocchi che esse possono avere. Le celle solari anche dette pannelli fotovoltaici sono costituite da un materiale semiconduttore come il silicio opportunamente dopato mono o multicristallino. Il supporto è in genere è costituito da vetro che, pur essendo liscio, non poroso ed economico, è fragile e non flessibile. Il vetro è stato sostituito da tipi speciali di vetro o materiali di plastica ma i pannelli sono risultati meno efficienti e meno durevoli nel tempo rispetto a quelli ottenuti con i materiali tradizionali. I materiali di plastica, pur garantendo la flessibilità, presentano forze di legame relativamente deboli che li vincolano al resto del pannello. Gli studi effettuati presso l’Istituto di scienze fotoniche di Barcellona a cui ha partecipato uno dei tanti cervelli italiani che lavorano all’estero Silvia Colodrero si sono concentrati su nanoparticelle di diverse dimensioni tra cui SiO2, Al2O3, TiO2 e ZnO. Le nanoparticelle contribuiscono a ridurre l’adesività in modo che il dispositivo può essere allontanato dal suo substrato senza che risulti danneggiato ma se le nanoparticelle hanno una dimensione troppo elevata la superficie dello strato di nanoparticelle risulta troppo irregolare per garantire dispositivi ad alta efficienza. I ricercatori hanno quindi adottato un compromesso utilizzando nanoparticelle di dimensioni variabili: nanoparticelle di Al2O3 di dimensioni maggiori dell’ordine di 30 nm che diminuiscono l’adesione sono state poste sul substrato che può essere successivamente eliminato mentre nanoparticelle di ZnO che hanno una superficie regolare e hanno dimensioni minori, dell’ordine di 10 nm, sono state poste in superficie. Tra due strati di ossido di zinco è stato posto un elettrodo di argento flessibile e appositamente studiato e sopra di essi uno strato di PTB7 per il trasporto degli elettroni, di PC71BM per il materiale attivo e di un ossido di molibdeno MoOx per bloccare il flusso di elettroni sormontato da un elettrodo di argento. Lo schema del dispositivo è rappresentato in...

Leggi tutto
Colorante fluorescente per batterie
Nov17

Colorante fluorescente per batterie

Gli scienziati dell’Università di Buffalo negli U.S.A. hanno scoperto che un materiale chiamato BODIPY (abbreviazione di boro-dipirrometene) già noto per essere un materiale fluorescente che in presenza di luce nera si colora di giallo può essere utilizzato per lo stoccaggio dell’energia in batterie ricaricabili a base liquida che potrebbero in futuro alimentare automobili e case. Secondo questa ricerca il BODIPY riesce a accumulare elettroni e partecipare al loro trasferimento. Un prototipo di questa batteria ha mostrato efficienza e durevolezza dopo che la batteria è stata scaricata e ricaricata per 100 volte Il BODIPY è quindi una specie che lascia spazio a nuovi progetti nell’ambito delle batterie di flusso redox in cui l’energia viene accumulata in due soluzioni contenenti elettroliti separati da una membrana. In fase di scarica gli elettroni passano da una semicella all’altra generando una corrente elettrica che può alimentare un utilizzatore. In fase di carica si utilizza energia sotto forma di energia solare, eolica o una qualunque altra forma per forzare gli elettroni a muoversi in senso inverso con conseguente ripristino della situazione iniziale. L’efficienza di una batteria di flusso è quindi determinata dalle caratteristiche delle soluzioni contenute in ciascuna semicella. Gli scienziati, nell’ambito della loro ricerca, hanno utilizzato in entrambe le semicelle la stessa soluzione contenente il BODIPY rilevando che esso è in grado sia di cedere elettroni che di riceverli senza subire alterazioni dopo numerose fasi di carica e scarica e hanno stimato che si possa avere una d.d.p. di 2.3 V. Hanno inoltre ipotizzato che i derivati del boro-dipirrometene variamente sostituito possano costituire altri soluti adatti a questo...

Leggi tutto
Dal biossido di carbonio all’etanolo
Nov14

Dal biossido di carbonio all’etanolo

Il biossido di carbonio noto come anidride carbonica è un gas che si trova nell’atmosfera e deriva dall’ossidazione di sostanze organiche a seguito della respirazione, decomposizione, fermentazioni naturali o per reazioni di combustione. A partire dalla Seconda Rivoluzione Industriale, tuttavia le attività umane hanno provocato un lento ma progressivo aumento di questo gas nell’atmosfera che ha determinato, unitamente ad altri gas, il riscaldamento del clima terrestre noto come effetto serra. Già dal 1992 durante la conferenza dell’ONU sull’ambiente e lo sviluppo che si tenne a Rio de Janeiro si discusse su questa problematica e da allora sono stati sottoscritti trattati che prevedevano la riduzione dell’emissione dei gas serra. Tuttavia forti interessi economici da parte dei paesi che contribuiscono largamente alla produzione di CO2 hanno rallentato se non vanificato le buone intenzioni di quanti hanno a cuore un progresso ecosostenibile. In campo scientifico la ricerca è indirizzata a cercare metodi di cattura, stoccaggio e riciclo di questo gas che attualmente contribuisce per oltre il 55% all’effetto serra. Risale a pochi giorni l’annuncio fatto dai ricercatori del Oak Ridge National Laboratory in Tennessee di una scoperta avvenuta in modo casuale che consente di convertire il biossido di carbonio in etanolo con l’ausilio di un solo catalizzatore. Nel corso dei secoli molte scoperte chimiche sono avvenute per caso come ad esempio la penicillina, la gomma gomma, il cellofan, il post-it, il velcro solo per citarne alcune. Spesso dietro queste scoperte vi sono anni di studio alla ricerca di una sostanza e alla fine se ne è trovata un’altra. Per queste scoperte casuali è stato addirittura coniato un neologismo ovvero serendipità che secondo quanto riporta il vocabolario Treccani significa “La capacità o fortuna di fare per caso inattese e felici scoperte, specialmente in campo scientifico, mentre si sta cercando altro”. Non ci resta che sperare che questa scoperta avvenuta per caso possa dare il suo contributo alla diminuzione dell’effetto serra. Il team di ricercatori stava lavorando sulla possibilità di convertire il biossido di carbonio in etanolo ma dal loro lavoro era emerso che il processo era complesso richiedendo molti stadi e diversi catalizzatori. Hanno costruito un supporto costituito da “spuntoni” di carbonio alti circa 50 nm sui quali vengono depositate particelle di rame che funge da catalizzatore. Su questo dispositivo viene fatta passare una soluzione contenente biossido di carbonio e a seguito del passaggio di corrente elettrica avviene la conversione in etanolo con una resa che va dal 63 al 70%. L’etanolo ottenuto tuttavia può essere a sua volta usato come combustibile generando nuovamente anidride carbonica. Quindi il nuovo obiettivo da raggiungere è quello di ottimizzare la reazione e trovare un metodo per...

Leggi tutto
Sostanze radioattive di uso quotidiano
Ott19

Sostanze radioattive di uso quotidiano

La maggior parte delle persone ritiene che il contatto con sostanze radioattive sia pericoloso se non mortale. Eppure quotidianamente siamo in contatto con sostanze radioattive e secondo la Nuclear Regulatory Commission, circa la metà delle radiazioni con cui entriamo in contatto proviene da radiazioni di fondo ovvero da radiazioni presenti che colpiscono tutti. Non c’è bisogno di andare nei pressi di una centrale nucleare o di fare un esame radiologico per essere esposti a una certa quantità di radiazioni in quanto queste emissioni possono provenire da specie con le quali siamo quotidianamente a contatto come noci brasiliane, granito, e rilevatori di fumo. Era già noto che alcune sostanze come la lettiera per gatti, le noci brasiliane, alcuni tipi di ceramiche, oggetti realizzati con metalli riciclati e banane emettessero radioattività. Di recente, tuttavia, è stato effettuato uno studio sistematico con un rilevatore di raggi γ delle radiazioni presenti in una casa della periferia statunitense. Le radiazioni sono state espresse in microgray/ora. Il gray, il cui simbolo è Gy, è l’unità di misura della dose assorbita di radiazione del Sistema Internazionale: l’esposizione a 1 Gy corrisponde a una radiazione dhe deposita 1 Joule per chilogrammo di materia. Le sostanze nelle quali è stata rilevata radioattività sono state le banane che a causa della presenza dell’isotopo radioattivo del potassio ovvero del 40K emettono una radiazione γ di 0.17 μGy/h gli avocado, anch’essi ricchi di potassio emettono una radiazione di γ di 0.16 μGy/h i rilevatori di fumo che a causa della presenza dell’americio, tipico metallo radioattivo appartenente alla famiglia degli attinidi, emettono una radiazione di γ di 0.16 μGy/h i materiali da costruzione come cemento, pietra naturale, gesso, granito contengono in natura isotopi radioattivi di radio, uranio e torio. Quindi nessuna sorpresa se i mattoni della casa emettono una radiazione di γ di 0.15 μGy/h Per confrontare questi dati si è presa a riferimento una roccia naturale contenente uranio che emette 1.57 μGy/h. La notizia è stata riportata non solo a livello scientifico ma anche da mezzi di diffusione di massa generando preoccupazione. Gli scienziati, tuttavia, hanno dato rassicurazioni sull’esposizione a queste sostanze in quanto il livello che si ritiene esente da rischi è di 50000 μGy/anno ovvero di 5.71 μGy/h che risulta essere ben al di sopra delle emissioni di fondo a cui siamo quotidianamente esposti. Gli effetti benefici di alcuni alimenti, come, ad esempio l’avocado la cui presenza di fibre, grassi, vitamine del gruppo B, vitamina K, vitamina E, vitamina C e potassio conferiscono a questo frutto proprietà eccellenti per la salute e il suo consumo è associato a tanti benefici tra cui la riduzione del rischio cardiovascolare da far passare...

Leggi tutto