Chimica (30)
Titano sfida la chimica: molecole impossibili si mescolano nell'abisso gelido di Saturno
24 Ott 2025 Scritto da Claudia Gianvenuti
Una scoperta inaspettata su Titano, la misteriosa luna di Saturno, sta costringendo gli scienziati a ripensare uno dei principi fondamentali della chimica. Ricercatori dell'Università Chalmers di Tecnologia in Svezia e della NASA hanno dimostrato che nell'ambiente estremamente freddo di Titano, sostanze normalmente incompatibili - molecole polari e non polari - possono mescolarsi e formare strutture cristalline stabili chiamate co-cristalli. Questa violazione della regola "il simile scioglie il simile", un principio che ogni studente di chimica impara nei primi giorni di lezione, non solo amplia la nostra comprensione della chimica in condizioni estreme, ma getta nuova luce sulle origini della vita e sui processi chimici che potrebbero aver portato alla comparsa dei primi organismi sulla Terra primordiale e, forse, su altri mondi ghiacciati del sistema solare.
Fotocatalisi Sostenibile: Nuovi Farmaci con la Forza Selettiva della Luce
18 Ott 2025 Scritto da Carlo Rossini
Pubblicato su «Nature Chemistry» lo studio coordinato dal Dipartimento di Scienze Chimiche dell’Università di Padova che apre la strada alla creazione sostenibile di molecole complesse.
La chimica moderna deve affrontare la sfida di sviluppare processi non solo efficaci, ma anche ecologicamente sostenibili e a basso impatto ambientale. In particolare, è cruciale saper costruire molecole complesse (spesso precursori di nuovi farmaci) senza l'utilizzo di metalli pesanti o sostanze tossiche.
La luce rappresenta una risorsa eccezionale per la chimica: è gratuita, illimitata e capace di innescare reazioni che altrimenti richiederebbero un alto dispendio energetico. Tuttavia, sfruttare pienamente questo potenziale è stato finora complicato, poiché molte molecole organiche reagivano in modi difficilmente controllabili o poco selettivi.
a) Esempio di emulsione doppia la cui direzione del moto è indicata dalla freccia nera. Le frecce colorate all’interno indicano la direzione del campo di velocità. b) Impronta digitale in cui sono evidenziati i difetti topologici. La lettera “m” indica la corrispondente “carica” topologica. c) Emulsione doppia con due gocce confinate all’interno. La linea colorata rappresenta un esempio di difetto topologico, i cui colori sono associati alla carica topologica.
Uno studio internazionale che ha visto coinvolti, per l’Italia, Cnr-Iac e Università degli Studi di Bari, ha analizzato le proprietà di un nuovo esempio di materia soffice attiva, costituita da gocce di fluido contenenti una miscela di micro-emulsioni e gel liquido-cristallino attivo. I risultati, pubblicati sulla rivista Nature Communications, saranno utili per studi sulla motilità cellulare e per lo sviluppo di materiali innovativi, di interesse nella realizzazione di tessuti biologici artificiali.
Un team composto da ricercatori e ricercatrici dell’Istituto per le applicazioni del calcolo “M. Picone” del Consiglio nazionale delle ricerche di Roma (Cnr-Iac), del Dipartimento di Fisica dell’Università degli Studi di Bari, dell’Università di Edimburgo e della Koc University di Istanbul ha analizzato le proprietà di un nuovo esempio di “emulsioni doppie”, costituite da gocce di fluido che contengono, al loro interno, una miscela di micro-emulsioni e gel liquido-cristallino attivo. I risultati sono pubblicati sulla rivista Nature Communications e inseriti tra gli highlights nella sezione “Applied Physics and Mathematics”.
Scoperti più di 1.300 nuovi batteri nelle acque reflue di cinque città europee
26 Nov 2024 Scritto da Università di Bologna
L’analisi ha coinvolto Bologna, Roma, Copenhagen, Rotterdam e Budapest: i risultati offrono nuove informazioni sugli ecosistemi microbici presenti nei contesti urbani e nuovi strumenti per identificare
rapidamente organismi potenzialmente pericolosi.
Analizzando le acque reflue di cinque città europee – incluse Bologna e Roma – un gruppo internazionale di ricercatori è riuscito a caratterizzare più di 2.300 specie batteriche, tra cui oltre 1.300 che finora non erano mai state descritte. I risultati – pubblicati su Nature Communications – ampliano la conoscenza degli ecosistemi microbici “buoni” e “cattivi” con i quali interagiamo tutti i giorni senza rendercene conto e che possono favorire la diffusione di microrganismi resistenti agli antibiotici.
Come le molecole di acqua possono influenzare la produzione di idrogeno verde
08 Lug 2024 Scritto da CNR
Le due strutture di acqua liquida a contatto con la superficie del semiconduttore puro (a sinistra) e lievemente drogato (a destra)
Un gruppo di ricerca dell’Istituto per i processi chimico-fisici del Cnr, in collaborazione con l’Università di Messina e l’Università di Zurigo, ha dimostrato che l’efficienza nella produzione di idrogeno verde tramite fotocatalisi dipende anche dalla disposizione dei legami idrogeno tra le molecole d'acqua in prossimità della sua superficie. Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista scientifica Journal of the American Chemical Society
Le caratteristiche dell'acqua possono influenzare l'efficienza complessiva della fotocatalisi e avere, quindi, un impatto significativo sulla quantità di idrogeno prodotta nell’ambito dei processi di produzione del cosiddetto “idrogeno verde”. È quanto è emerso da uno studio condotto dall’Istituto per i processi chimico-fisici del Consiglio nazionale delle ricerche di Messina (Cnr-Ipcf), dall’Università di Messina e dall’Università di Zurigo, e pubblicato sulla rivista scientifica della Società americana di chimica Journal of the American Chemical Society.
Sintetizzato il primo nitruro cristallino di antimonio
26 Feb 2024 Scritto da Istituto di chimica dei composti organo-metallici (Cnr-Iccom)
Un gruppo di ricerca internazionale coordinato dal Consiglio nazionale delle ricerche è riuscito a sintetizzare per la prima volta il nitruro cristallino di antimonio, un composto la cui esistenza è stata a lungo ipotizzata, ma mai sperimentalmente osservata. Oltre ad avere rilevanza da un punto di vista chimico fondamentale, la scoperta apre nuove prospettive per la sintesi ad alta pressione di un’intera classe di materiali innovativi di interesse energetico e tecnologico
Un gruppo di ricerca internazionale coordinato dall’Istituto di chimica dei composti organo-metallici del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Iccom) di Sesto Fiorentino (Firenze) e dal Laboratorio Europeo di Spettroscopie Non-Lineari (LENS), è riuscito a sintetizzare per la prima volta un composto la cui esistenza è stata a lungo ipotizzata, ma mai sperimentalmente osservata: il nitruro cristallino di antimonio con formula chimica Sb3N5. Il nuovo composto è stato scoperto attivando una reazione chimica diretta tra antimonio e azoto in condizioni di alta pressione e alta temperatura.
Rappresentazione dell’assorbimento di raggi X in un vetro
Osservato per la prima volta il comportamento di questo materiale quando raggiunge il punto di cedimento tramite irraggiamento con raggi X. Non si comporta più come un solido, ma come un liquido.
Un vetro è, essenzialmente, un liquido che può fluire e scorrere, ma con tempi estremamente lunghi. Quando la sua temperatura è sufficientemente bassa rispetto alla quella di fusione (nota come temperatura di transizione vetrosa), il tempo necessario perché il vetro fluisca è praticamente infinito e siamo di fronte a un solido propriamente detto. Un vetro a temperatura sufficientemente bassa è dunque un solido che, a livello microscopico, conserva la struttura disordinata tipica di un liquido o – come a volte si dice – è un “liquido congelato’”.
Tre prospettive della superficie sulla quale gli elettroni si muovono, la superficie di Fermi
Compresa una importante proprietà dei materiali allo stato quantistico: la “curvatura” dello spazio in cui si muovono gli elettroni. La ricerca, pubblicata su Nature Physics, è stata condotta presso il Sincrotrone Elettra di Trieste: è frutto di un team internazionale che ha coinvolto, per l’Italia, il Cnr-Iom, l’Università di Bologna e le Università Ca‘ Foscari di Venezia e Statale di Milano
Una ricerca pubblicata sulla rivista Nature Physics rivela un nuovo metodo per raggiungere una più profonda conoscenza dei materiali quantistici.
Grazie a una tecnica sperimentale che sfrutta la luce di sincrotrone, infatti, un team internazionale di ricercatrici e ricercatori -di cui fanno parte per l’Italia, l’Istituto officina dei materiali del Consiglio nazionale delle ricerche di Trieste (Cnr-Iom), l’Università di Bologna, le Ca‘ Foscari di Venezia, Statale di Milano e l’Università di Bologna- hanno potuto misurare “l’avvolgimento” degli elettroni, proprietà che determina alcune particolari caratteristiche dei materiali, dalla cui comprensione dipeenderà la possibilità di impiegarli in applicazioni avanzate future.
Un gruppo di ricerca internazionale, coordinato dall’Istituto di chimica dei composti organometallici del Cnr di Sesto Fiorentino ha sintetizzato, per la prima volta, un nitruro di arsenico cristallino dalla reazione di arsenico e azoto ad alta pressione e alta temperatura. I risultati dello studio sono pubblicati sulla rivista Angewandte Chemie International Edition
Arsenico (As) e azoto molecolare (N2) non reagiscono spontaneamente a condizioni ambiente.
Generando condizioni di altissima pressione e temperatura (300000 volte la pressione atmosferica e circa 1200 °C), ottenute mediante strumenti chiamati celle ad incudine di diamante in combinazione con tecniche di riscaldamento laser, ricercatori dell’Istituto di chimica dei composti organometallici del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Iccom), dell’European laboratory for non-liner spectroscopy (Lens) di Sesto Fiorentino, dell’European synchrotron radiation facility (Esrf) di Grenoble e dei Dipartimenti di chimica dell’Università di Firenze e Pavia, sono riusciti ad indurre una reazione chimica tra arsenico e azoto molecolare in assenza di solventi o catalizzatori e a sintetizzare per la prima volta un nitruro di arsenico cristallino di formula chimica AsN.
Frumento duro: l'evoluzione raccontata da una piccola famiglia di geni responsabili dell'imbrunimento della farina
19 Ago 2021 Scritto da Redazione
Gli enzimi polifenol-ossidasi (PPO), presenti in quasi tutte le specie vegetali, sono responsabili dell’imbrunimento enzimatico di molti prodotti alimentari. Per il frumento, l’imbrunimento delle farine è giudicato negativamente dai consumatori. Attualmente, infatti, sebbene la colorazione scura delle paste, dei pani e dei prodotti da forno sia accettata dai consumatori in quando derivati dall’utilizzo di sfarinati integrali e ricchi di fibre, per i prodotti raffinati, la colorazione scura è indicativa di un prodotto di scarsa qualità.
Utilizzando oltre 200 frumenti rappresentativi di specie selvatiche, di specie addomesticate (come il farro, il frumento turanico, polonico, turgido ed il frumento cartlico, detto anche persiano), di ecotipi locali e di varietà di frumento duro coltivate in Italia nell’ultimo secolo, i ricercatori dell'Istituto di bioscienze e biorisorse (Ibbr) del Consiglio Nazionale delle Ricerche, e del CREA, Centro di ricerca Cerealicoltura e Colture Industriali, hanno compreso che le PPO hanno avuto un ruolo nel processo evolutivo del frumento.
