Chimica

Superfici: barriere o giunzioni? Ai “confini” succedono le cose importanti

Il 21 febbraio 2018, alle ore 17.30, il Prof. Salvatore Coluccia (Università di Torino) terrà la quinta conferenza de I Mercoledì dell'Accademia 2018

Abstract 

 

Tutti gli oggetti solidi o liquidi sono limitati da superfici. Superfici confinano gli spazi in cui sono contenuti gas e vapori  e gli spazi in cui si produce il vuoto.  Superfici limitano e proteggono le membrane cellulari in sistemi viventi. Superfici limitano le schiume prodotte dai detersivi e le bellissime bolle di sapone, così iridescenti. Ancora, superfici confinano gli ambienti della nostra vita quotidiana, e sono una presenza così ovvia che normalmente non ci chiediamo come sono fatte, che cosa conferisce il colore, che cosa le rende più o meno luminose, antiaderenti o idrorepellenti, antisettiche o antiodore.

È chiaro, dunque, che le superfici non sono solo “barriere”, ma possono svolgere funzioni sempre più sofisticate. Basta modificarle opportunamente. A chi sfugge, ad esempio, la rapida evoluzione dei tessuti, le cui fibre con l’introduzione di componenti molecolari  o di nanoparticelle acquisiscono proprietà inattese e preziose nell’abbigliamento e, sempre di più, in medicina?

Per i chimici, poi, hanno un interesse e un fascino aggiuntivo perché proprio sulle superfici di ossidi o di metalli possono avvenire reazioni chimiche che altrimenti sarebbe difficilissimo realizzare. Le superfici promuovono l’incontro e la reazione tra molecole contenute nei gas  con cui vengono in contatto. Queste stesse molecole nella fase gassosa sono inerti, ma alla superficie di nanoparticelle, catalizzatori,  diventano molto più disponibili a legarsi fra loro. Ad esempio, semplici molecole di etilene, un gas, si trasformano in polietilene, una materia plastica. Prodotti che hanno cambiato e continuano a cambiare il nostro modo di vivere sono oggi disponibili in enormi quantità, ed economici, proprio grazie a questi processi, e, con l’evoluzione di nanoscienze e nanotecnologie, siamo oggi in grado di sintetizzare nuovi catalizzatori, sempre più efficaci, con superfici sempre più sofisticate e di forme davvero fantasiose.

E’ ora evidente che le superfici, in questi casi, più che come “barriere” agiscono come “giunzioni” tra ambienti separati (solidi/gas, solidi/liquidi, liquidi/gas).

C’è ancora un aspetto che dobbiamo considerare: le superfici sono davvero barriere o giunzioni impenetrabili? In moltissimi casi è preferibile che lo siano, sono l’ultima protezione dei sistemi verso aggressioni esterne, ma spesso si avrebbero grandi vantaggi se, in condizioni opportune, non lo fossero. Pensiamo, ad esempio, alla superficie delle membrane cellulari, attraverso le quali sarebbe utilissimo far passare, selettivamente, dei farmaci. Si stanno facendo grandi progressi in questi campi, grazie a una ricerca fondamentale affascinante e promettente.

Le superfici appaiono certamente come “confini”, anche se non invalicabili, ma su questi confini si realizzano eventi utilissimi. Forse possiamo cogliere insegnamenti generali da queste considerazioni. In fondo sembra che proprio al “confine” tra mare e terra, con processi analoghi a quelli sopra descritti, e con l’aiuto della luce del sole, si siano realizzate la premesse dell’evento più straordinario.

 

 

 

Sala dei Mappamondi, ingresso da Via Accademia delle Scienze 6 

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