Archivi categoria: Scienza

Spogliare con gli occhi

Da bambina, la mia consapevolezza del fatto che all’interno del mio corpo ci fossero delle “cose” bene precise, e che anche se invisibili queste “cose” mi accomunassero ai miei simili, si sviluppò grazie a  un libro che oggi definirebbero “pop-up” che giaceva semi dimenticato nella libreria della casa di campagna dei miei nonni. Pubblicato con ogni probabilità negli anni quaranta o cinquanta, questo Atlante del corpo umano conteneva, oltre a chilometri di righe di parole per me all’epoca ben poco interessanti, curiosi disegni di corpi che si potevano letteralmente aprire, rivelando al loro interno strati su strati di organi debitamente etichettati (in quello che credo fosse latino).

Da adulta, ho poi scoperto che questo genere di iconografia anatomica è una pratica molto antica, quasi quanto lo stesso libro stampato, e risale al sedicesimo secolo.

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Brevissima storia della matita

Potrebbe essere un indovinello: qual è il parente povero del diamante? Bene, questa volta niente suspence: si tratta di quella forma di carbonio quasi puro che oggi conosciamo con il nome di grafite e che trova il suo impiego più ampio in un oggetto di cui nemmeno nel XXI secolo siamo riusciti a fare a meno – la matita.

grafiteLa grafite fu scoperta in Europa, e più precisamente in Baviera, sul finire del quindicesimo secolo, anche se era già stata utilizzata dagli Aztechi molti secoli prima. Si pensava inizialmente che si trattasse di un tipo di piombo o di una lega di piombo e molibdeno, tanto da venire inizialmente battezzata “molibdæna”, “piombaggine” o “piombo nero”. In lingua inglese, si usava il termine “plumbago”, che ha portato al sostantivo plumber, l’idraulico che ripara i tubi dell’acqua un tempo costruiti in piombo.

[Da traduttrice, non potevo resistere alla tentazione di fare un po’ di ricerca etimologica su un termine – plumber – che mi aveva sempre lasciata un po’ perplessa…]

Il termine grafite entrò nell’uso soltanto alla fine del diciottesimo secolo, mutato dal tedesco Graphit che deriva, a sua volta, dal verbo greco grafèin, scrivere, dal momento che (come scrive l’Enciclopedia Treccani) “strofinata su carta, vi lascia traccia di colore grigiastro”.

Come racconta John Barrow nello splendido 100 cose essenziali che non sapevate di non sapere:

I primi depositi di grafite naturale furono scoperti in Inghilterra nel Cumberland nel 1564 e generarono nell’aria un fiorire di fabbrichette e mercato nero in tutta l’area del Lake District. […] La prima fabbrica vera e propria aprì i battenti nel 1832 e la Cumberland Pencil Company ha non da molto festeggiato il suo 175° compleanno. Oggi quelle miniere sono da tempo chiuse e la grafite utilizzata nelle nostre matite proviene principalmente dallo Sri Lanka.

La matita moderna fu inventata nel 1795 da Nicholas-Jacques Conté, scienziato dell’esercito di Napoleone, per supplire a una carenza di grafite pura durante le varie guerre. La tecnica utilizzata da Conté richiedeva di far scaldare una miscela di acqua, argilla e grafite per poi “avvolgerla” con un supporto di legno; la forma del supporto, già allora, poteva essere rotonda, poligonale o quadrata.

L’innovatività del processo di Conté sta nel fatto che, in questo modo, le proporzioni della miscela determinano la durezza della mina, che prima di allora era in sostanza lasciata al caso. Tipicamente oggi esistono in commercio mine con 20 gradi di durezza, dalla più morbida (9B) alla più dura (9H), passando per l’intermedia (HB) – come chiunque abbia dovuto lottare con le macchie lasciate dalle mani sudate durante le ore di educazione tecnica alle scuole medie ricorda con una certa apprensione.

matita

La grafite è utilizzata anche commercialmente come lubrificante; una sua applicazione tipica consiste nel polverizzarla e soffiarne un po’ nella serratura della portiera di un’auto per farla funzionare meglio quando fa particolarmente freddo. Questa caratteristica deriva dal fatto che i sei atomi di carbonio che costituiscono la grafite, disposti a forma di anello, possono scivolare con facilità sugli anelli adiacenti, rendendo la grafite uno dei materiali più morbidi di cui possiamo disporre. La grafite, pertanto, non si differenza dal suo parente ricco soltanto per una questione di soldi, ma soprattutto per la consistenza: non dimentichiamo che il diamante è uno dei materiali più duri al mondo.

Sempre grazie a Barrow, possiamo rispondere a un quesito che sicuramente ha attanagliato molti fra noi (soprattutto fra quelli che, all’educazione tecnica, preferivano la matematica come la sottoscritta!): tracciando una linea continua con una tipica matita HB, quanto potremmo andare avanti prima che la mina si consumi del tutto?

Una matita morbida lascia sulla carta una linea di grafite spessa circa 20 nanometri; dal momento che un atomo di carbonio ha un diametro di circa 0,14 nanometri, la linea è spessa all’incirca 143 atomi. La mina ha un raggio tipico di 1 mm e, di conseguenza, un’area di 3,14 mm quadrati. Se la matita è lunga 15 centimetri, il volume della grafite a disposizione per scrivere è pari a 3,14×150 mm cubici. Se la linea è larga 2 mm e spessa 20 nanometri, la mina è sufficiente per continuare a scrivere per 3,14×150 / 2x2x0,0000001 mm = 1178 chilometri.

Il che significa che, con una normalissima matita, potremmo coprire all’incirca la distanza che separa Torino da Stoccolma!

lunghezza traccia mina matita

E cosa succederebbe se suddetta matita, anziché come mezzo per scrivere, venisse interpretata come materiale per costruire oggetti, come sembrerebbe dall’immagine che presenta questo articolo? Ne parlo qui, raccontando come sia possibile fare arte con le matite in un modo molto, molto particolare.

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La vita segreta delle piante

Le piante sono esseri viventi? La risposta è: assolutamente sì – e che diamine! Ma allora, soprattutto se pensiamo a quei casi un po’ strani, per i profani, come potrebbero essere i coralli, qual è la principale differenza tra piante e animali? Si tratta di una domanda solo apparentemente banale, che nasconde invece secoli di storia in cui è sempre stato difficile fare veramente chiarezza su questo problema. Continua a leggere La vita segreta delle piante

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Una goccia d’acqua (salata)

Io non sono molto brava a nuotare, anzi. Sono un’adepta dello stile “a cagnolino” e nel massimo dello slancio posso cimentarmi in qualche bracciata a rana, rigorosamente tenendo la testa fuori dall’acqua. Tendenzialmente, il mio stile preferito consiste nel fare il morto e lasciarmi cullare dalla corrente. Uno dei problemi di fare il morto, tuttavia, è che le onde del mare tendono a entrare molto fastidiosamente nella bocca e nel naso. E come dimostra lo splendido ingrandimento del fotografo David Littschwager, una gocciolina d’acqua di mare si porta dietro un sacco di cose:

acqua di mare

Queste bestioline colorate – alcune delle quali assolutamente splendide alla vista! – sono note collettivamente sotto il nome di plancton.

Vediamo un po’ più nel dettaglio di cosa si tratta con l’aiuto di un disegno (Credits).

Sea life key

1. Larva di granchio. Lungo circa mezzo centimetro, questo artropode trasparente e delicato impiegherà ancora molto tempo prima di raggiungere la maturità; ciò nonostante, sono già riconoscibili molte parti del corpo, come le chele e una coppia di occhi composti.

2. Cianobatteri. Questi filamenti simili a molle rappresentano alcune tra le forme di vita più primitive sulla Terra. I cianobatteri sono tra i primi organismi a essersi evoluti, riuscendo a sfruttare l’energia solare per produrre zuccheri – il processo della fotosintesi, grazie a cui viene liberato ossigeno nell’atmosfera a partire dall’anidride carbonica. I miliardi di miliardi di cianobatteri presenti negli oceani sono responsabili di gran parte dell’ossigeno oggi presente nell’atmosfera terrestre.

3. Diatomee. Queste alghe popolano i mari in numero… innumerevole! La membrana è costituita da sostanze fortemente impregnate di silice ed è formata da due valve incastrate l’una nell’altra come il fondo di una scatola nel suo coperchio. La superficie esterna della faccia valvare presenta i più svariati disegni e rilievi, disposti in diversi modi. Quando muoiono, le diatomee cadono sul fondale marino, dove possono dare origine a rocce.

4. Copepodi. Si tratta della forma più comune di zooplancton, piccoli crostacei (raramente più lunghi di 1 o 2 millimetri) che costituiscono la maggior parte delle fonti proteiche per i pesci che popolano gli oceani. Questi organismi minuscoli hanno il corpo a forma di goccia e lunghe antenne; sono ottimi nuotatori, hanno un sistema nervoso sviluppato e cercano di evadere la cattura. Sono così tanto numerosi che secondo alcuni tutti i copepodi, nel loro insieme, costituiscano la più grossa massa animale sulla Terra.

5. Chetognati. Questi organismi traslucidi sono piccoli predatori e, relativamente alle altre forme di plancton, sono piuttosto grossi (da 3 millimetri fino addirittura a 12 centimetri!). Hanno un sistema nervoso, una bocca dotata di denti e due piccole protuberanze ai lati della testa con cui afferrano le prede. Alcuni sono addirittura in grado di inoculare nelle potenziali prede un veleno paralizzante.

6. Uova di pesce. Quasi tutti i pesci depongono uova, anche se alcuni (tra cui certi squali) danno alla luce dei neonati già formati. Alcune specie proteggono e curano le proprie uova (tra cui i cavallucci marini, che delegano questo compito ai maschi), ma la maggior parte si limita a rilasciare numeri enormi di uova fecondate, gran parte delle quali sarà mangiata – anche dagli esseri umani.

7. Policheti. Ne esistono ben oltre 10.000 specie diverse; hanno il corpo simile a quello di un verme, segmentato e dotato di decine di minuscole appendici utilizzate per la propulsione.

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