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Fisica: scoperto un nuovo stato della materia soffice

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Un gruppo di ricerca internazionale che vede protagonisti il Cnr e la Sapienza ha scoperto la prima prova sperimentale del cosiddetto gel di equilibrio. Lo studio, durato sette anni, è stato pubblicato su Nature Materials e apre prospettive interessanti nel campo delle nanotecnologie. Materiali leggerissimi e biocompatibili da impiegare, ad esempio, in biomedicina per il trasporto dei farmaci. È una delle possibili applicazioni di uno studio appena pubblicato su Nature Materials e realizzato dal Consiglio nazionale delle ricerche (Istituto per i processi chimico-fisici, Ipfc-Cnr e Istituto dei sistemi complessi Isc-Cnr), in collaborazione con Sapienza Università di Roma e con lo European synchrotron radiation facility (Esrf) di Grenoble. “Lavorando su una soluzione di argilla colloidale”, spiega Barbara Ruzicka, ricercatrice dell’Ipfc-Cnr e coautrice dello studio, “abbiamo osservato la prima prova sperimentale dell’esistenza di gels estremamente stabili (cosiddetti gels di equilibrio), mai rilevati precedentemente, confermando una teoria predetta negli anni scorsi dal team guidato da Francesco Sciortino della Sapienza”. “Avevamo notato – spiega Sciortino – che in modelli con interazioni direzionali (modelli utilizzati  anche nello studio dell'acqua e nelle interazioni tra proteine), era possibile  generare degli stati arrestati senza l’intervento di una separazione di fase termodinamica”. Normalmente, precisa Ruzicka, “le sospensioni colloidali separano in due fasi e la fase densa si arresta formando un gel instabile, ossia una sostanza che nel tempo cambia le proprie caratteristiche. Questi gel non permettono di controllare il loro stato finale, condizione necessaria, ad esempio, per le applicazioni in campo industriale e tecnologico”.Questo nuovo stato della materia soffice osservata dai ricercatori del Cnr nella Laponite - un’argilla sintetica usata in applicazioni scientifiche per la costruzione di nano compositi e anche come addensante nelle vernici, per prodotti cosmetici e per la pulizia della casa - presenta invece delle caratteristiche adatte alle applicazioni tecnologiche. “Le argille sciolte in acqua”, proseguono i ricercatori, “formano una soluzione colloidale di dischi di dimensioni nanometriche con una carica netta negativa sulle facce e positiva sui bordi.  Tale distribuzione di carica determina un potenziale di interazione fortemente direzionale. E infatti abbiamo  osservato evidenza di una separazione di fase estremamente lenta, la quale genera una fase liquida che, contrariamente allo standard, è  molto rarefatta e che per questo è stata definita liquido vuoto”. Le particelle colloidali in questa fase liquida “si bloccano in uno stato di gel a densità bassa, ossia costituito da pochissima materia, occupando quindi solo una piccola frazione dello spazio disponibile”, conclude Emanuela Zaccarelli,  ricercatrice dell’Istituto dei sistemi complessi e coautrice dello studio.Sotto opportune condizioni questi 'liquidi vuoti' diventano di conseguenza decisivi per la realizzazione di materiali estremamente leggeri, nonché ultra-stabili nel tempo, da impiegare, ad esempio, come nano composti in biomedicina”.La ricerca è inserita nel progetto Patchycolloids, un prestigioso finanziamento europeo assegnato al professor Sciortino dall’European Research Council (Erc_Ideas Advanced Grant). Roma, 13 dicembre 2010 La scheda:Che cosa: studio su un’argilla colloidale pubblicato: Nature Materials "Observation of empty liquids and equilibrium gels in a colloidal clay"Chi: Istituto per i processi chimico-fisici (Ipfc-Cnr), Istituto dei sistemi complessi (Isc-Cnr), Sapienza Università di Roma.

Flash News

 



Sono tutti dedicati alla Pasqua e ai suoi simboli, i nuovi ECOTIPS del WWF per le attività da svolgere e le nuove cose da imparare in questo periodo di festa, pur restando a casa. Dalle curiosità legate alle uova in natura a quelle sul cioccolato, con un occhio al rischio deforestazione in caso di provenienza da fonti non sostenibili per ambiente e diritti sociali.
Nella pagina wwf.it/ecotips tanti consigli per colorare le uova destinate a imbandire la tavola pasquale, usando coloranti ‘di cucina’ come curcuma, paprika, caffè e persino spinaci.

IL MENÙ.Un menù speciale, firmato dalla eco-blogger Lisa Casali, tutto ‘veg’, per rompere le tradizioni e portare in tavola un piatto delizioso ma a bassa impronta ambientale. 

La webcam sulla natura della settimana è puntata sul nido del falco pellegrino nel parco dei Castelli Romani: la coppia di rapaci si è alternata instancabilmente nella cova e i piccoli stanno nascendo proprio in questi giorni.
La proposta per i più piccoli, invece, è all’insegna di impollinatori speciali che si possono osservare anche sul balcone: i bombi, parenti ‘solitari’ delle api. Mentre per gli appassionati del fai-da-te un video tutorial per costruire una casetta per api e coccinelle utilizzando materiali disponibili in casa.
Non mancano video dalle Oasi, dove la natura non si è mai fermata. E saranno proprio le aree protette dal WWF a scandire la giornata di Pasquetta, con un ricco palinsesto sul sito web e social media dell’associazione che mostrerà immagini dal nord al sud dell’Italia, per ricordarci che, una volta terminata l’emergenza, la natura sarà pronta a regalarci momenti di serenità e bellezza.


CURIOSITÀ SULLE UOVA


Di cioccolato, dipinte o nei dolci tradizionali. Alla vigilia della Pasqua sulle nostre tavole non mancherà il simbolo ‘per eccellenza’ della fertilità: l’uovo. Quello che oggi è un simbolo in molte culture, in natura si è evoluto milioni di anni fa. Rettili e uccelli, ma anche qualche mammifero, - come l’ornitorinco e l’echidna australiani - l’hanno mantenuto come strategia riproduttiva nel corso dell’evoluzione.

Il più grande. L’uovo più grande mai deposto da un uccello sembra essere stato quello di una specie, appartenente al genere Aepyornis, vissuta in Madagascar fino al 17esimo secolo, e poi estinta a causa della persecuzione umana. Di questo uccello elefante esistono diversi resti fossili. Alto fino a 3 metri, deponeva uova “giganti”. Il più grande misura ben 21 cm di diametro e 30 di altezza e risulta cento volte più grande dell’uovo di gallina. L’uovo più grande deposto da un uccello vivente, invece, è stato deposto da uno struzzo in un allevamento in Svezia nel 2008: pesava circa 2,5 kg.

Il più piccolo. L’uccello che depone l’uovo più piccolo è un colibrì della Giamaica (Mellisuga minima). L’uovo di questo piccolo uccello è lungo appena 10 mm e pesa soli 0,365 g.

La forma.Le uova degli uccelli non hanno tutti la stessa forma. Esistono uova ellittiche, schiacciate, ovali, appuntite e piriformi. Gli uccelli marini come le Urie, le Gazze marine e i Gabbiani tridattili, che nidificano sulle falesie rocciose, depongono le uova a forma di pera allungata, per non rischiare che cadano rotolando giù. Le uova delle specie che nidificano in cavità o in buche hanno forma più rotondeggianti, in quanto non corrono lo stesso rischio. Ma la forma dell’uovo dipende anche da altro. Una recente ricerca ha scoperto che la forma dell’uovo è strettamente legata alla capacità di volo e alle distanze che gli uccelli coprono nelle loro attività. Quelli che volano di più fanno uova più allungate, perché hanno bisogno di uova “aerodinamiche”.

Il colore. Ci sono uova bianche, marroni, azzurre e rosse. Il colore è dato da sostanze deposte in parte sullo strato esterno del guscio, pigmenti ricavati dall’organismo materno durante la dieta. Le melanine sono responsabili delle colorazioni nere, scure e brune, i carotenoidi producono tutte le colorazioni gialle, rosse, arancio, marrone e violetto, le cianine contribuiscono alla formazione dei toni blu e verdi. Il Codirosso algerino (Phoenicurus moussieri) depone nella stessa covata uova sia bianche che azzurre, mentre l’Uccello sarto (Orthotomus sutorius) depone nella stessa covata uova bianche, verdi, rosa macchiettate di rosso chiaro, violetto e nero, e uova blu-verdastro. Alcune specie come il Fratino (Charadrius alexandrinus), oggetto proprio in questo periodo delle azioni WWF per difendere le spiagge naturali dove crea i nidi, soprattutto in Toscana e Abruzzo - depongono uova che si confondono con l’ambiente sabbioso in cui si riproducono. Queste colorazioni, in gergo tecnico dette disruttive, si sono evolute per confondere eventuali predatori.

Strategie di riproduzione. Le uova possono essere anche “strumento d’inganno” in natura. Il Cuculo (Cuculus canorus) ha una strategia di riproduzione molto particolare: non costruisce il nido, ma depone le uova nei nidi di altre specie. La femmina è specializzata nel “copiare” il colore dell’uovo di altre specie. Quando il piccolo Cuculo esce dall’uovo molto prima dei pulcini della specie che ha costruito il nido, butta fuori le altre uova. Alcune specie possono accorgersi dell’inganno, quando tornando trovano un uovo diverso o in più nel loro nido. Per questo spesso la femmina del Cuculo, prima di deporre il suo uovo, distrugge o spinge fuori le altre uova.

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