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23 ottobre 2014 Siamo partiti alle 8.30 e siamo tornati alle 14. Eravamo convinti di andare in gita e invece ci hanno dirottato all’Università di Catania, al Dipartimento di Chimica, guidati dal Prof. G. Condorelli e al Dipartimento di Fisica accompagnati dalla nostra Prof.ssa Spinelli e dalla nostra rappresentante di classe, la Sig.ra Daniela Marletta. E’ stata una mattinata intensa, abbiamo svolto attività di studio da grandi e abbiamo trovato il tutto molto interessante, istruttivo e ugualmente divertente. Abbiamo sentito parlare di formazione di cristalli, di nanocristalli, di catalisi, di elettrochimica, di laser, di reazioni nucleari, di elementi radioattivi, di fisica nucleare, di chimera. Abbiamo capito che un cristallo è un oggetto solido costituito da atomi, molecole o ioni aventi una disposizione geometricamente regolare, che si ripete indefinitamente nelle tre dimensioni spaziali…. e noi abbiamo visto formarsi cristalli da una soluzione satura di acetato di sodio con sviluppo di calore. Abbiamo scoperto che: una nanoparticella è una particella formata da aggregati atomici o molecolari con un diametro compreso indicativamente fra 2 e 200 nm. Per dare un'idea dell'ordine di grandezza, le celle elementari dei cristalli hanno lunghezze dell'ordine di un nanometro; la doppia elica del DNA ha un diametro di circa 2 nm. Le applicazioni delle nanoparticelle sono molteplici e vanno dalla metallurgia all'elettronica, dalla farmacologia alla fisica dei materiali. Sono state realizzate per esempio, con nanoparticelle, strutture molecolari molto più leggere dei metalli, ma con le stesse, se non migliori, caratteristiche di resistenza meccanica o di conducibilità elettrica; oppure, attualmente, sono allo studio nuove molecole di interesse farmacologico in grado, grazie alla loro struttura, di colpire selettivamente le cellule malate dell'organismo risparmiando quelle sane e già oggi esistono in commercio materiali frutto di ricerche di questo tipo, tra i quali superfici battericide o ignifughe; le nanotecnologie sono anche utilizzate per combattere l'inquinamento, per es. per produrre catalizzatori industriali più efficienti in modo da ridurre la dispersione di sostanze tossiche nell'ambiente e nel settore della nanoelettronica si prevede che queste tecnologie di manipolazione delle nanoparticelle possano trovare applicazione nella realizzazione di supporti per la memorizzazione molto più capienti degli attuali e che, per es., riescano a connettere direttamente i chip basati sui semiconduttori alle memorie magnetiche, aumentando così anche la velocità di elaborazione dei computer. Abbiamo capito che la catalisi è una reazione chimica in virtù del quale una sostanza, detta catalizzatore, presente anche in piccola quantità, modifica la velocità di una reazione chimica, senza entrare a far parte della composizione dei prodotti finali e senza variare lo stato di equilibrio della reazione stessa; che la catalisi ha un notevole interesse applicativo poiché sta alla base di gran parte dei processi della chimica industriale; che l’elettrochimica è quella branca della chimica fisica che tratta dei processi di trasformazione dell’energia chimica in energia elettrica e viceversa, e quindi si occupa in particolare delle reazioni chimiche che provocano un movimento di cariche elettriche, o sono provocate da esso; che un tipico sistema elettrochimico è formato da due conduttori solidi separati da un conduttore ionico o elettrolitico e che i conduttori solidi vengono chiamati elettrodi e sono costituiti sia da metalli sia da semiconduttori. E ancora abbiamo scoperto che: Il laser è un dispositivo in grado di emettere un fascio di luce coerente, monocromatica e, con alcune eccezioni, concentrata in un raggio rettilineo estremamente collimato attraverso il processo di emissione stimolata. Inoltre la luminosità (brillanza) delle sorgenti laser è elevatissima a paragone di quella delle sorgenti luminose tradizionali. Queste tre proprietà (coerenza, monocromaticità e alta brillanza) sono alla base del vasto ventaglio di applicazioni che i dispositivi laser hanno avuto e continuano ad avere nei campi più disparati: l'elevatissima brillantezza, data dal concentrare una grande potenza in un'area molto piccola, permette ai laser il taglio, l'incisione e la saldatura di metalli; la monocromaticità e coerenza li rende ottimi strumenti di misura di distanze, spostamenti e velocità anche piccolissimi, dell'ordine del millesimo di millimetro; sempre la monocromaticità li rende adatti a trasportare informazioni nelle fibre ottiche o nello spazio libero anche per lunghe distanze come avviene nelle comunicazioni ottiche; che la fisica nucleare è principalmente divisa in fisica della struttura nucleare, che comprende tutte le teorie riguardanti la formazione, la coesione e le proprietà statiche misurabili dei nuclei (come la loro massa, i loro livelli energetici, i decadimenti ecc.) e fisica delle reazioni nucleari, che studiano i processi in cui due o più nuclei interagiscono collidendo in vario modo per formare altri nuclei, magari emettendo altre particelle, frammentandosi, fondendo o semplicemente cambiando il loro stato di moto. Le due sottodiscipline sono interconnesse, nel senso che le nostre informazioni sulla struttura ci pervengono quasi unicamente dallo studio delle reazioni e dei decadimenti (naturali o artificiali). E per finire, meraviglia delle meraviglie…Chimera!!!! Abbiamo visto il modellino del rilevatore di sub particelle atomiche presente nel Dipartimento di Fisica della nostra Università e utilizzato, per i propri studi sperimentali, dagli studenti e dai ricercatori fisici nucleari.
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