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mercoledì 19 maggio 2010

Fullerene: storia di una nanoparticella

Durante la presentazione di Astri e disastri, Stefano Sandrelli dell'Osservatorio Astronomico di Brera, per sottolineare il potere del gioco e dell'immaginazione nei processi mentali umani e nel progresso scientifico, racconta un episodio sulle origini del fullerene.
Agli inizi degli anni Ottanta del XX secolo, Tullio Regge e Mario Rasetti si trovarono a contemplare, durante un congresso, una forma geometrica strana, costituita da facce pentagonali ed esagonali. I due, allora, iniziano a immaginare se, in natura, potesse esistere una molecola con questa struttura e simmetria: dalle loro elucubrazioni fondamentalmente giocose (vedi, per esempio, il pranzo tra Fermi e altri - Emil Konopinski, Edward Teller, Herbert York - che ha dato origine all'equazione di Drake), nasce un articolo "serio", Dimer covering and Ising model on lattices homogeneous under the icosahedral group(1).
La forma vista da Regge e Rasetti era un icosaedro troncato, uno dei 13 solidi archimedei costituito, come detto, da facce pentagonali ed esagonali tali che nessun pentagono confini con un altro pentagono, un po' come in un pallone da calcio, da cui il nome iniziale della molecola, soccerene. La denominazione in fullerene viene dal nome dell'architetto Richard Buckminster Fuller, celebre per la cupola geodetica avente la stessa forma del poliedro.
La molecola, invece, il fullerene o C60, venne scoperta nel 1985 da Harold Kroto (al tempo presso l'Università del Sussex), James Heath, Sean O'Brien, Robert Curl, Richard Smalley della Rice(2). Anche grazie a questa scoperta, Kroto, Curl e Smalley vinsero il Nobel per la Chimica nel 1996.
Prodotto sin dal 1991, il fullerene, dopo essere stato trovato anche sulla Terra allo stato naturale(3), è stato trovato nello spazio nel 2003 dal gruppo guidato da Peter Harris di Reading, studiando un campione da un meteorite caduto in Messico nel 1969. Le sue proprietà ne fanno una molecola interessante da studiare: legami stabili come quelli della grafite, insolubile nella maggior parte dei solventi, presenta soprattutto una resistenza termica e una superconduttività che lo rendono interessante per le ricerche e le applicazioni nanotecnologiche.
Ne ha fatta di strada questa piccola molecola ipotetica, molto famosa nei campi di calcio!
(1) A quanto sembra dalla pagina sulla wiki inglese, l'esistenza della molecola C60 è stata prevista in un articolo pubblicato nel 1970 su una rivista scientifica giapponese da Eiji Osawa dell'Università di Toyohashi.
(2) C60: Buckminsterfullerene.
(3) Occurrence of natural fullerenes in low grade metamorphosed Proterozoic shungite from Karelia, Russia

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