Premi Nobel 2025: Chimica

Anche il premio Nobel per la chimica 2025, come già quello per la fisica, va a una ricerca decisamente innovativa nel campo. A ottenere il prestigioso riconoscimento sono stati, infatti Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar Yaghi

per lo sviluppo delle metal-organic framework.

Queste metal-organic framework sono delle strutture o dei reticoli polimerici costituiti da una combinazione di metalli e materiale organico, che costituisce i leganti della struttura. Tra le molte applicazioni di questa scoperta si contano l'immagazzinamento dell'idrogeno, l'imaging biologico, la costruzione di materiali in grado di contenere i rifiuti radioattivi, nei semiconduttori, nella cattura dell'anidride carbonica e tante altre che non cito. E' interessante, comunque, come questi materiali, viste le loro caratteristiche e date le applicazioni che ho citato (e altre che non ho citato) osservare come giocheranno un ruolo sempre più importante nel futuro anche immediato per affrontare le sfide tecnologiche sia nel campo dell'energia, sia del miglioramento dell'ambiente.
A patto, come sempre, di non rovinare tutto e costringere i ricercatori a trovare nuove soluzioni.

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Premi nobel 2024: Chimica

Con il Premio Nobel per la Chimica 2024 concludo le dirette e, presumibilmente, anche i post dedicati ai Nobel di quest'anno. A ottenere l'ambito premio per questa storica disciplina della scienza sono stati David Baker "per la progettazione computazionale delle proteine" e Demis Hassabis e John Jumper "per le predizioni sulla struttura delle proteine". Qui sotto il video della live che ho realizzato per seguire la conferenza stampa che ha comunicato i vincitori:

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Premi Nobel 2019: Chimica

Nel 150nario della tavola periodica di Dmitrij Mendeleev, il Premio Nobel per la Chimica va a una innovazione tecnologica nel campo dell'immagazzinamento dell'energia: la batteria (o accumulatore) a ioni di litio, più comunemente utilizzata come batteria ricaricabile. Come sappiamo, questo genere di batterie vengono largamente utilizzate per vari dispositivi di uso quotidiano, come le batterie dei cellulari o dei computer portatili, ma anche per alcuni tipi di batterie ricaricabili utilizzate nelle automobili elettriche.
Le prime batterie al litio vennero fabbricate nel 1912 dal chimico statunitense Gilbert Lewis. Il primo modello di batteria al litio ricaricabile venne sviluppata da Stanley Whittingham e fabbricata dalla Exxon all'inizio degli anni Settanta. Per avere la prima versione commerciale bisogna attendere il 1991 quando la Sony produsse la batteria sviluppata da John Goodenough. Infine Akira Yoshino ha successivamente migliorato la batteria di Goodenough riuscendo a eliminare il litio puro dalla batteria utilizzando solo gli ioni del litio, più sicuri del litio puro, permettendo l'uso pratico e la successiva commercializzazione della batteria stessa.

Ig Nobel 2016

In attesa dell'annuncio del Premio Nobel per la letteratura 2016, diamo un0occhiata (con colpevole ritardo!) ad alcuni degli Ig Nobel 2016, iniziando da uno di (abbastanza) stretta attualità, quello per la chimica alla Volkswagen

per aver risolto il problema delle eccessive emissioni inquinanti delle automobili grazie a minori emissioni prodotte automaticamente ed elettromeccanicamente ogni volta che le vetture sono in fase di test.

Il premio per la fisica va, invece, a Gábor Horváth, Miklós Blahó, György Kriska, Ramón Hegedüs, Balázs Gerics, Róbert Farkas, Susanne Åkesson, Péter Malik, e Hansruedi Wildermuth

per aver scoperto perché i cavalli dalla criniera bianca sono a prova di tafano e per aver scoperto perché le libellule sono fatalmente attratte dalle pietre tombali nere.

Dettagli su:

• Gábor Horváth, Miklós Blahó, György Kriska, Ramón Hegedüs, Balázs Gerics, Róbert Farkas, Susanne Åkesson. An Unexpected Advantage of Whiteness in Horses: The Most Horsefly-Proof Horse Has a Depolarizing White Coat, Proceedings of the Royal Society B, vol. 277 no. 1688, pp. June 2010, pp. 1643-1650.
• Gábor Horváth, Péter Malik, György Kriska, Hansruedi Wildermuth. Ecological Traps for Dragonflies in a Cemetery: The Attraction of Sympetrum species (Odonata: Libellulidae) by Horizontally Polarizing Black Grave-Stones, Freshwater Biology, vol. 52, vol. 9, September 2007, pp. 1700–9.

Carino il premio per l'economia assegnato a Mark Avis, Sarah Forbes, e Shelagh Ferguson

per aver valutato la personalità percepita delle rocce dalla prospettiva delle vendite e del marketing.

Divertente il premio per la letteratura a Fredrik Sjöberg per i tre volumi autobiografici in cui racconta della sua collezione di mosche che sono morte, e di mosche che non sono morte!
Il resto sulla pagina dei premiati.

Nobel 2016: chimica

Il Premio Nobel 2016 per la chimica è stato assegnato a Jean-Pierre Sauvage, Fraser Stoddart e Bernard Feringa per la progettazione e la sintesi delle macchine molecolari.
Due esempi di macchine molecolari sono due famosi esperimenti mentali: il diavoleto di Maxwell e il nottolino di Feynman-Smoluchowski o nottolino browniano.
Il diavoletto di Maxwell è un piccolo demonietto che, utilizzando un'apposita apertura, dovrebbe separare le molecole di due differenti gas (o di temperatura differente). Il nottolino browniano, proposto da Marian Smoluchowski nel 1912, è un meccanismo piccolissimo in grado di produrre una sorta di moto perpetuo, venne successivamente esaminato da Richard Feynman nel 1964, che ne mostrò l'infattibilità. Peraltro lo stesso Feynman è nume tutelare proprio delle ricerche sulle macchine molecolari, grazie alla famosa conferenza There's plenty of room at the bottom del 1959.
La fattibilità delle idee di miniaturizzazione di Feynman iniziò a concretizzarsi proprio grazie ai premiati: nel 1983 grazie al gruppo guidato da Sauvage; nel 1991 grazie a Stoddart; e quindi nel 1999 grazie a Feringa con il suo rotore molecolare. E' interessante osservare come nei lavori del 1983 e del 1991 la topologia continua a giocare un ruolo fondamentale, proprio come nelle ricerche del Nobel per la fisica.
Si potrebbe dire, senza sbagliare, che il vero vincitore dei Nobel scientifici 2016 non è uno scienziato, ma una disciplina: la topologia!

Il (non) carnevale della fisica #10

con @peppeliberti @Popinga1 @Scientificast @CasolinoMarco @MathisintheAir @Chimicare @marghespa @nereide @mixmic76 @IlaMenca @astrilari @OggiScienza @AstronomicaMens @quantizzando @00Arci @lospaziobianco

Di tutte le ricorrenze che cadono il 28 giugno quella che segnalo nella (inusualmente) breve introduzione al (non) carnevale è l'inaugurazione della prima centrale elettrica dell'Europa continentale in via Santa Radegonda a Milano nel 1883 (la prima europea in assoluto fu quella di Holborn Viaduct a Londra inaugurata l'anno prima). Progettata da Giuseppe Colombo e Giovanni Battista Pirelli, la centrale di Santa Radegonda, costruita e gestita dalla Edison, illuminò quella sera per la prima volta con luce elettrica la Scala dove quella sera andava in scena la prima de "La Gioconda" del Ponchielli. Dettagli storici e tecnici si possono approfondire sull'articolo di Gian Luca Lapini, con il quale iniziamo ad accendere le luci sul (non) carnevale #10:

La potenza elettrica delle quattro dinamo installate (circa 350 kW complessivi, quanto bastava per accendere 4800 lampade ad incandescenza da 16 candele, alimentate a 100-110V) era modesta per i nostri standard, ma cospicua per il suo tempo. In effetti uno dei motivi di successo del sistema Edison fu la notevole potenza delle sue dinamo, che erano state soprannominate proprio per questo “Jumbo”, come il famoso elefante del circo Barnum. L'energia elettrica prodotta era in corrente continua e veniva distribuita tramite conduttori interrati in una piccola area compresa fra piazza del Duomo, piazza della Scala, e la Galleria.

In questi giorni di biscotti e banner c'è chi ha deciso di spostarsi, armi e bagagli, su altre piattaforme dove l'impossibilità di personalizzazione permette di concentrarsi sui contenuti, dimenticandosi delle alzate d'ingegno dei legislatori (o di chi per loro). E così Peppe Liberti si è spostato su medium e ha presentato così la ristampa che vi vado a proporre:

A tutti questi che Scienza e/o Cultura volevo dire che io, a un Festival della Scienza, ho messo assieme Twain e Feynman e si son parlati

Andatevi a leggere (o rileggere) Twain, il tempo e la memoria .
Un altro esimio che continua a passare ai suoi lettori della roba decisamente buona è Marco Fulvio Barozzi, in arte Popinga, che ha recentemente proposto Einstein cosmologo, e un manoscritto inedito:

Poco dopo la formulazione della teoria generale della relatività (1916), Einstein applicò la sua nuova teoria all’intero universo, soprattutto allo scopo di chiarirne i fondamenti, cioè di stabilire “se il concetto di relatività può essere applicato fino in fondo o se porta a contraddizioni”. Ipotizzando un cosmo statico nel tempo e che una teoria gravitazionale consistente dovesse incorporare il “principio” di Mach, secondo il quale l'inerzia di ogni sistema è il risultato dell'interazione del sistema stesso con il resto dell'universo e non può esistere uno spazio privo di materia, Einstein ritenne necessario aggiungere un nuovo termine alle equazioni generali di campo, allo scopo di predire un universo con una densità media di materia non nulla – la famosa “costante cosmologica”. Con la scelta di questa costante, Einstein fu condotto a un modello di un universo statico, finito, di geometria spaziale sferica, il cui raggio era direttamente legato alla densità di materia.

Restiamo su quello che è considerato come il più noto fisico del XX secolo grazie a Silvia Kuna Ballero che su Scientificast ci propone A pranzo con Einstein: la relatività generale:

Usando diversi esperimenti mentali, tra cui il più importante è quello dell’ascensore, Einstein ebbe l’idea che la gravità potesse essere interpretata non come forza, ma come un qualcosa che modifica la geometria dello spazio-tempo, e più precisamente la caratteristica di un sistema di riferimento di essere inerziale o meno; e collegò naturalmente la presenza di materia (massa) alla gravità.
Seguendo questo ragionamento, nel 1907, Einstein riuscì finalmente ad estendere anche ai moti accelerati quello che si chiama principio di relatività; in altre parole, si potevano scrivere delle leggi della fisica che avessero la stessa forma matematica in tutti i sistemi di riferimento, anche a quelli che si muovono di moto accelerato.
Seguì una serie di pubblicazioni da parte di Einstein, dal 1908 al 1915, e molti altri a partire dal 1915, che via via costruirono la teoria della relatività generale, che include anche l’effetto di forze gravitazionali intense.

Foldit: il gioco della chimica

Innanzitutto un ringraziamento a Giovanni Ornaghi per la segnalazione di questo bello e interessante progetto, a metà strada tra un gioco e una attività didattica. Foldit, infatti, rappresenta un ottimo progetto didattico che può essere svolto sia in classe sia a casa, fungendo quindi sia da strumento per aggiornare le lezioni sia per proseguire lontano dalla scuola in perfetto stile e-learning.
Foldit, come forse avrete immaginato, è un gioco dedicato alla chimica, dove bisogna ricostruire i legami, sistemare la struttura geometrica delle proteine e delle molecole, rimettere a posto il codice genetico. All'inizio, subito dopo l'iscrizione, ci si trova a dover affrontare 29 puzzle con i quali si entra in confidenza con il gioco, che può essere svolto sia on-line, chattando così anche con altri utenti in quel momento in linea, sia off-line.
In ogni caso, per completare l'installazione e perfezionare l'iscrizione al server, è necessario essere collegati alla rete.

Il gioco, però, non ha solo un'importanza ludico-didattica, ma anche delle importanti ricadute sulla ricerca.
Si legge, infatti, nella pagina dedicata alla scienza che sta alla base del programma:

Foldit tenta di predire la struttura di una proteina avvantaggiandosi delle intuizioni umane nella risoluzione di puzzle e contando sulla competitività dei giocatori nel piegare al meglio le proteine.

Ci si potrebbe chiedere se tale modo sia sufficiente. La risposta è pronta:

Stiamo collezionando dati per trovare se il riconoscimento delle strutture degli umani e la capacità di risolvere puzzle ci rende più efficienti dei programmi al computer esistenti dedicati. Se ciò risulterà vero, potremo allora insegnare strategie umane ai computer e piegare le proteine più velocemente di prima!

Quindi, ragazzi, internauti, nerd e geek, che aspettate? Tutti a giocare con Foldit!
E nel frattempo date un'occhiata a un paio screenshot scattati da giocatori durante la mia prima sessione di gioco on-line.

Ritratti: Ada Yonath

Finora l'unica biografia femminile nei Ritratti è stata quella di Rita Levi Montalcini, vincitrice del Premio Nobel per la medicina nel 1986. L'occasione per parlare di un'altra donna scienziata me la da l'assegnazione del Nobel per la Chimica 2009, vinto tra gli altri da Ada Yonath.
Certo mi sarebbe venuto più facile scrivere di Venkatraman Ramakrishnan, il fisico che ha condiviso il premio insieme alla scienziata israeliana, però ho pensato di proporre una figura femminile, che spesso manca negli ambienti scientifici e anche nelle statistiche del Premio per la Chimica.
Nata il 22 giugno 1939 a Gerusalemme è nota soprattutto per i suoi pionieristici studi sul ribosoma. Si guadagna il bachelor in chimica nel 1962 e il master in biochimica nel 1964 (gli equivalenti delle nostre laurea breve e laurea magistrale). Successivamente lavora presso la Carnegie Mellon (1969) e quindi al MIT (1970). 10 anni più tardi, nel 1979, la ritroviamo a Berlino, al Max Planck Institute for Molecular Genetics, a dirigere ricerche insieme a Heinz-Guenter Wittmann fino al 1984. La ritroviamo, quindi, dopo un anno sabbatico, passato presso l'Università di Chicago, al Max Planck Institute di Amburgo nel 1986 dove porterà avanti la sua attività di ricerca dino al 2004 in parallelo con quella presso il Weizmann Institue, dove lavora tutt'ora.

Nobel 2009: Chimica

Ed eccoci all'appuntamento con l'ultimo Nobel scientifico, quello per la Chimica (sfido chiunque a dire che il Nobel per l'Economia, l'ultimo a venire assegnato, ha un che di scientifico!). Quest'anno il Nobel è andato alla terna Venkatraman Ramakrishnan degli MRC Laboratory of Molecular Biology (e che da un gusto un po' più fisico al premio per la chimica, come vedremo più sotto), Thomas Steitz di Yale e Ada Yonath del Weizmann Institute of Science, con la seguente motivazione:

for studies of the structure and function of the ribosome

I robosomi, presenti all'interno della cellula, sono costituiti dal così detto RNA ribosomiale, o r-RNA, e da proteine: essi sintetizzano le proteine a partire dall'm-RNA, o RNA messaggero e furono osservati per la prima volta al microscopio elettronico nel 1953 da George Palade, vincitore del Nobel nel 1974 insieme ad Albert Claude e Christian de Duve per la scoperta del vacuolo.
Tornando ai premiati di quest'anno, c'è da notare che il gruppo di Ramakrishnan, il più giovane dei tre, ha recentemente determinato la struttura atomica completa del ribosoma: si parla di articoli che partono dai primi anni Ottanta del XX secolo per farsi via via più fitti con i questi ultimi tre-quattro anni. Un Nobel abbastanza giovane con una attività sul ribosoma anche piuttosto recente. Da buon fisico, poi, non mi resta che far notare come Ramakrishnan, insieme con Tanaka, conta una pubblicazione nel 1977 su Physical Review B di un articolo sulle transizioni di fase e sulla funzione di Green, Green's function theory of the ferroelectric phase transition in potassium dihydrogen phosphate, argomento che vede i fisici come sempre all'avanguardia.

Archeologia astronomica

La nebulosa del granchio (via commons)

Il 1609 fu un anno magico per l'astronomia, ma questo ormai si sa: Galileo Galilei e Johannes Keplerrivoluzionarono lo studio dei cieli e la comprensione del moto dei pianeti con osservazioni accurate come mai prima (Galilei) e calcoli e leggi ancora oggi validi (Kepler). Tutto nasceva dall'osservazione delle supernove: fu proprio una di queste, nel 1604, che fece interessare Galilei del cielo, e furono quelle del 1609 che spinsero i due scienziati, separatamente, ad occuparsi di misteri fino a quel momento affidati alla religione e ai filosofi aristotelici.
Di eventi di questo genere (esplosioni in cui la stella esplodente espelle parte della sua massa, cambiando in molti casi anche la sua stessa densità) nella storia dell'universo ce ne sono quante le stelle nel cielo, e alcuni di questi sono stati registrati anche prima dell'era di Galileo: ad esempio nella primavera del 1006, gli astronomi osservarono quella che si può definire come la più brillante supernova ricordata nella storia. Giusto 48 anni dopo una nuova supernova nella Nebulosa del Granchio: la nostra attuale conoscenza di questi eventi del passato è basata sui calcoli di astronomi cinesi e arabi, passando per le osservazioni moderne dei resti delle supernove.