La grande storia della chimica dei paperi

Sul Topolino n.2916 del 18 ottobre 2011, a un mesetto circa dall'inizio delle scuole, dunque, il settimanale disneyano celebra l'Anno Internazionale della Chimica 2011, l'anno che si va a concludere tra poche ore. La storia, scritta da Stefano Ambrosio è strutturato con una storia principale, disegnata da Paolo De Lorenzi e alcune piccole storie tutte dedicate alla chimica e disegnate da vari artisti disneyani.
La storia inizia nella biblioteca di Paperopoli, dove Qui, Quo, Qua stanno consultando un po' di testi per una ricerca sulla chimica, fino a che, nella perfetta tradizione disneyana, non entra in scena Pico De Paperis, il tuttologo parente austriaco della famiglia dei paperi. Questo genere di storie, come abbiamo visto nel Paralipomeno dedicato a Escher, non sono rare in Disney, e a recitarle sono soprattutto Pippo, nelle vesti di un improbabile professore dotato di tocco (o a volte anche nei panni della cavia di una voce fuori campo) oppure, come soprattutto nella tradizione italiana, ecco il nostro Pico.
Innanzitutto si parte con una bella definizione di cos'è la chimica:

La chimica gioca un ruolo fondamentale nella vita di chiunque. E' la scienza che studia gli atomi, le molecole e le loro trasformazioni, e nell'universo le molecole compongono ogni cosa, dagli esseri viventi alle stelle.

La storia della chimica, ovviamente, parte dalle origini, dai primi filosofi che si interessarono all'atomo, i greci Epicuro e Democrito, o l'indiano Kanada. Il primo chimico nel senso del primo scienziato a portare avanti esperimenti su come reagiscono tra loro le sostanze fu il persiano Jabir Ibn Hayyan. Tra le scoperte e le invenzioni si ricordano cristallizazione, calcinazione, sublimazione ed evaporazione, la sintesi degli acidi e la distillazione, il tutto usando l'alambicco, una sua invenzione. Oltre ad aver sviluppato metodi per la preparazione di vari metalli, lo si ricorda anche per aver sviluppato l'acqua regia con l'obiettivo di dissolvere l'oro⁽¹⁾.

La rivoluzione in chimica avvenne più o meno nello stesso periodo in cui avvenne in fisica con Galileo: Georg Agricola, infatti, nel 1556 scrisse il De re metallica, opera alla base della chimica metallurgica. Iniziano quindi a venire pubblicati i libri di chimica: il Tyrocinium Chymicum di Jean Beguin del 1610, il primo libro didattico sulla chimica; The sceptical chimist di Robert Boyle, dove vennero divulgate per la prima volta in Europa le prime ricerche di Jabir Ibn Hayyan.

Il primo vero chimico della storia è però Antoine Lavoisier, impegnato in molte ricerche in campo chimico, e uno dei martiri della scienza vittima del Terrore della Rivoluzione francese. Nella storia raccontata da Gagnor, disegnata in questo caso da Roberto Vian, troviamo Lavoisier e la moglie Marie-Anne Pierrette⁽²⁾, che lo assisteva con la costruzione degli strumenti scientifici usati nei suoi esperimenti, in particolare nel tentativo di confutare la teoria del flogisto, una misteriosa entità che fugge fuori da un oggetto quando brucia

Fu grazie a questi studi sul flogisto che Lavoisier enunciò il principio della conservazione della massa:

Le sostanze chimiche si trasformano, ma non svaniscono. La massa totale si conserva sempre.

Dal 1789, anno del trattato Traité élémentaire de chimie, si fa un salto, insieme con Carlo Limido, nella Russia del XIX secolo per scoprire la nascita della tavola periodica di Dmitri Mendeleev.

Il suo lavoro può essere considerato come il completamento di un lavoro iniziato nel 1803 da Dalton con i suoi lavori sulla teoria atomica, e poi ecco Amedeo Avogadro e Stanislao Cannizzaro, che tra l'altro introdussero il concetto di peso atomico, che sta proprio alla base della tavola periodiva di Mendeleev.

Sappiamo che la storia della tavola periodica è lunga e ricca non solo di previsioni, ma anche di versioni alternative. Un modo poi per comprendere il mondo della chimica è anche quello dello studio delle strutture molecolari. Ad esempio le molecole d'acqua non si allineano lungo una retta, ma su un triangolo dove i trevertici sono occupati dall'ossigeno e dai due idrogeni. Questa scoperta, ovvero che ogni molecola possiede una sua struttura geometrica, ha origine in Germania grazie a Kekulé von Stradonitz, disegnato da Antonello Dalena, e che elaborò la teoria delle strutture chimiche fra il 1857 e il 1865.
Una delle curiosità presenti nella storia è però legata alla struttura esagonale della molecola del benzene, ispirata dall'ouroboruo, il serpente che si morde la coda.
L'ultima tappa della nostra storia ci porta, insieme con Marco Gervasio, in Italia dove Giulio Natta stava studiando la polimerizzazione del propilene. La storia del propilene è solo una delle tante tappe nella strada dello sviluppo dei materiali plastici, una strada iniziata nel 1862 da Alexander Parks con l'invenzione della celluloide, mentre nel 1907 Leo Hendrik Baekeland inventò la bakelite, il primo materiale sintetico. La scoperta del 1959 della polimerizzazione del propilene da parte di Natta avvenne grazie a un catalizzatore inviatogli da Ziegler e portò i due chimici alla vittoria del Nobel nel 1963.
E' qui che finisce la breve carrellata nella chimica di Gagnor e colleghi, un bel modo per raccontare la chimica, che resta nel solco della tradizione disneyana del Professore, Guido Martina, che ha spesso proposto storie intelligenti e interessanti che univano il racconto della storia e della scienza con l'avventura. Un po' come lo stesso Gagnor sta facendo con la Storia dell'arte secondo Topolino. Questaperò è un'altra storia, e per il momento limitiamoci a celebrare l'anno che ormai è quasi finito grazie a questa piccola storia made in Italy, che ancora una volta conferma come si può utilizzare il fumetto per proporre idee intelligenti e spunti di approfondimenti a tutti i lettori, da quelli piccoli a quelli grandi.

(1) Amr, S., & Tbakhi, A. (2007). Jabir ibn Hayyan Annals of Saudi Medicine, 27 (1) DOI: 10.4103/0256-4947.51533
(2) EAGLE, C., & SLOAN, J. (1998). Marie Anne Paulze Lavoisier: The Mother of Modern Chemistry The Chemical Educator, 3 (5), 1-18 DOI: 10.1007/s00897980249a

Il signor mercato

Dal punto di vista economico il 2011 è stato l'ennesimo anno terribile dopo una prima decade di III millennio obiettivamente difficile. La situazione è stata particolarmente difficile soprattutto perché la crisi economica che aveva colpito nel 2008 le banche statunitensi è arrivata anche alle banche europee, e questo ha prodotto qualche problema ai debiti statali o governativi, in particolare quelli di paesi particolarmente deboli da quel punto di vista, come ad esempio la Grecia, la Spagna o l'Italia. In particolare questi ultimi due paesi sono stati sotto gli occhi degli osservatori soprattutto per il loro legame con Francia e Germania: insieme questi 4 paesi possono essere considerati come i motori dell'Europa, sia nel bene (a quanto pare i primi due) sia nel male (soprattutto gli altri due).
Riguardo la crisi, però, la BBC ha pubblicato on-line una interessante infografica con un po' di grafici, e il primo, legato al costo del prestito, sembra proprio confermare la direzione di una Europa spaccata tra Germania e Francia da un lato e Italia e Spagna dall'altro:

Se però andiamo ad esaminare il dettaglio sulla crescita del debito nei quattro paesi, ci rendiamo conto non solo che le distanze tra queste due Europe non sono poi così grandi, ma che, nonostante le grandissime responsabilità della seconda repubblica, ad essere cresciuto in tutti e quattro i paesi è soprattutto il debito privato:

In questo senso le responsabilità della Francia crescono e non di poco, tanto che nel complesso potrebbe tranquillamente essere considerata la seconda fonte della crisi europea.
Inoltre il fatto che dei quattro è in Germania che il debito governativo è cresciuto più di tutti sembrerebbe suggerire che il problema, a differenza di quanto non si possa sostenere come libertari, non sia originato per nulla dai governi e dagli stati, ma dal settore privato. La Germania, però, ha due forti differenze rispetto agli altri tre paesi che la avvicinano soprattutto alle democrazie nord-europee: innanzitutto un peso dei politici sulla vita dei cittadini inferiore rispetto agli altri tre paesi, e questo alleggerisce sicuramente gli effetti della democrazia (e di qualunque altra forma di governo, per estensione) sulla vita quotidiana, e poi un minore costo del lavoro:

E questo, in effetti, ci riporta alle responsabilità dei governi, perché sono proprio questi che decidono il peso del costo del lavoro sul reddito nazionale. Potrei provare a immaginare cosa sarebbe la Germania se il costo del lavoro non solo fosse ulteriormente inferiore, ma addirittura assente, però non è il caso, soprattutto se abbiamo di fronte un esempio evidente a tutti: gli operatori finanziari. Ognuno di loro, ognuno dei componenti, soprattutto quelli piccoli, del così detto signor mercato, hanno un costo del lavoro decisamente molto più basso e in questi anni sono riusciti a prosperare nonostante la crisi. Il problema è che al tempo stesso ne sono anche la causa, non solo scatenante, ma anche del suo apparentemente incontrollabile aggravarsi.
Ad essere veramente pignoli, però, il vero problema di questa crisi potrebbe essere non tanto la dinamica interna della rete economica, ma la sua struttura:

Ritratti: Roald Amundsen

Victory awaits him who has everything in order - luck, people call it. Defeat is certain for him who has neglected to take the necessary precautions in time; this is called bad luck.
(Roald Amundsen)

Il 14 dicembre del 1911 la spedizione guidata da Roald Amundsen, esploratore norvegese, raggiunse il Polo Sud anticipando di 35 giorni, in una appassionantesfidatra i ghiacci, la spedizione concorrente guidata da Robert Scott. Insieme con Amundsen facevano parte di quella spedizione anche Olav Bjaaland, Helmer Hanssen, Sverre Hassel e Oscar Wisting e di quell'impresa e di quella sfida ricorrono proprio quest'anno i 100 anni, celebrati con varie mostre (anche in Italia).
Roald Engelbregt Gravning Amundsen nasce il 16 luglio del 1872 a Borge, vicino Oslo, e fino al compimento del 21.mo anno di età, quando la madre morì, cercò di mantenere la promessa fattale di tenersi lontano dal mare e dall'industria marittima di famiglia, al momento tenuta dal padre Jens, per indirizzarsi verso gli studi di medicina. Sentitosi sciolto dalla promessa con la morte della madre, Roald seguì il richiamo del mare, quasi come un tipico personaggio lovecraftiano, ispirato però da Fridtjof Nansen e dalla sua spedizione in Groenlandia.
Le quattro spedizioni principali per cui viene oggi ricordato sono: la prima spedizione in Antartide, guidata da Adrien de Gerlache, dove conobbe il medico statunitense Frederick Cook, che salvò la vitaa tutto l'equipaggio, bloccato in quelle lande ghiacciate dove la nave, la Belgica, si era trovata molto probabilmente per caso.

L'equipaggio della prima spedizione di Amundsen

Dopo una sorta di esplorazione casuale, però, Amundsen portò a termine la sua prima impresa di successo, l'apertura del Passaggio a nord-ovest, impresa compiuta tra il 1903 e il 1906. Lasciò Oslo a bordo della Gjøa ed ebbe una certa importanza non solo sotto l'aspetto esplorativo. Il Passaggio a nord-ovest, infatti, fu una sfida per gli esploratori europei a partire dalla fine del XV secolo, e la spinta per aprirlo era ovviamente di carattere commerciale. I tentativi precedenti furono condotti da gente del calibro di Francisco de Ulloa, John Davis, Henry Hudson, John Franklin. Quest'ultimo, in particolare, organizzò una spedizione molto ben equipaggiata che però perì per cause non meglio chiarite prima di raggiungere il proprio obiettivo. Probabilmente fu proprio per arrivarelà dove Franklin non riuscì che Amundsen decise di accettare una sfida che altri avevano già combattuto e perso. E durante l'esplorazione, il gruppo raccolse molti dati scientificamente rilevanti sul magnetismo terrestre e sull'esatta posizione del Polo, aggiungendo a questo anche delle preziose informazioni sui costumi e sulla sopravvivenza della popolazione locale dei Netsilik. Forse questi contatti furono preziosi per il successo finale della spedizione, ma certo sono da ritenersi un importante esempio positivo di cooperazione e di scambio tra culture differenti che troppo spesso nei tempi moderni dimentichiamo. Il grande successo di Amundsen, però, fu, come ricordato all'inizio, la conquista del Polo Sud in una spedizione partita nel 1910 a bordo della Fram, nave già usata da Nansen, un po' in sordina. Il norvegese, infatti, probabilmente scottato dal non essere riuscito ad arrivareper primo al Polo Nord, decise di non rivelare subito il suo vero obiettivo, lasciando che a farlo, il 2 ottobre, fosse il fratello Leon. Lo stesso equipaggio non venne informato immediatamente, ma solo una volta giunti a Madera, dove, constatato che tutti i suoi uomini erano disposti a seguirlo fino in Antartide, inviò un telegramma al suo principale contentende nella corsa all'Antartide, Scott:

Beg to inform you Fram proceedeing Antarctic

All'inizio del 1911 il gruppo di Amundsen approda alla baia delle Balene, ispirandosi al precedente tentativo di Ernest Shackleton, che avrebbe così costituito una sortadi guida per la prima parte del viaggio e rivelandosi alla fine un importante vantaggio rispetto alla sceltadi Scott di partire da capo Evans. Fu così che iniziarono i preparativi per il tentativo di conquista.
In effetti di vere e proprie spedizioni su terreno antartico Amundsen ne dovette realizzare 2, la prima partita l'8 settembre, naufragata però a causa di un improvviso abbassamento delle temperature. Grazie all'esperienza degli esploratori, tutti riuscirono a salvarsi dalle rigide condizioni meteorologiche. Questaprima spedizione, però, porta alla luce alcuni dissapori: Prestrud e Hanssen, infatti, accusano dei principi di congelamento ai talloni, e così si programma velocemente il rientro. Nelle avverse condizioni di quel periodo (una tempesta di neve), Johansen è costretto a trasportare Prestrud fino al rifugio di Framheim, dove accuserà Amundsen di aver sconsideratamente lasciato al suo destino il giovane. A quel punto Amundsen decide di modificare il gruppo che avrebbe portato a termine la conquista del Polo, escludendo sia Prestrud sia Hanssen dalla spedizione principale. A loro e a Stubberud assegnò il compito di esplorare la penisola di Edward VII: questo compito minore, unito con il fatto di aver assegnato la guida di questa spedizione al giovane Prestrud, spinse Hanssen al suicidio, una volta rientrato in patria.
Il gruppo principale, invece, partì il 19 ottobre forte di 4 slitte e 52 cani per giungere, con 16 cani (il resto venne ucciso per consentire la sopravvivenza degli esploratori), il 14 dicembre, 99 giorni dopo, al Polo Sud. Il racconto di questa spedizione è stato raccolto dallo stesso Amundsen nel libro The South Pole: An Account of the Norwegian Antarctic Expedition in the "Fram", 1910–1912, e potete consultarne una copia sul Project Gutenberg (versione audio sull'Internet Archive).

Poveri cristi

In attesa del concerto di questa sera che si terrà all'Auditorium Guarasci del Liceo Classico Telesio a Cosenza, eccovi una delle canzoni più commerciali del secondo cd, Vol 2 - Poveri cristi, del bravissimo Brunori Sas.

P.S.: prima di scordarvi, non dimenticate di leggere l'intervista che ho fatto a Matteo Rossi, neopresidente dell'APRI.

Buon Natale 2011 da Topolinia e dintorni

Aspettando i regali

Nell'attesa di iniziare a cenare o durante la digestione le ultime due pagine della storia natalizia di quest'anno di Topolino del grandissimo Casty:

WOW: Almanacco scientifico disneyano

Solo orariesco a proporvi queste foto, scattate un paio di mesi fa al museo WOW di Milano. Queste sono solo alcune delle foto della mini-mostra allestita in quel periodo con l'accostamento tra alcuni personaggi disneyani scientifici con alcuni protagonisti della scienza. Direi che un solo accostamento mi sembra molto ingeneroso, quello nei confronti di Bell, che forse nella vicenda del telefono fu più vittima, al pari di Meucci, che non carnefice. Gli altri accostamenti, invece, sono tutti abbastanza immediati a parte gli ultimi due. Non solo Volta è un fisico e non un archeologo, come Zapotec, ma Godel è un logico e un matematico, anche se si è interessato di relatività, mentre Marlin è sicuramente un relativista.
A parte queste brevi considerazioni, una buona visione con la galleria, che può essere un buon modo per avviarsi verso le festività di fine anno:

La chimica e la fisica della neve

Con l'arrivo dell'inverno e delle festività natalizie, soprattutto nelle località di montagna ci si aspetta sempre di veder cadere la neve. Questa si forma nell'atmosfera a partire dal vapore acqueo o dal congelamento di gocce superfredde. Durante il processo di formazione, i cristalli di neve possono catturare al loro interno vari tipi di gas presenti nell'atmosfera in quel momento. Inoltre, una volta caduta a terra, grazie alla così detta pompa del vento, l'aria catturata può essere parzialmente o anche completamente sostituita con l'aria presente in superficie. Ha dunque un certo interesse studiare i granelli di neve che cadono a terra, soprattutto nelle zone con le nevi perenni, dove è possibile così esaminare anche l'atmosfera presente in tempi precedenti alla caduta della neve stessa. Non dimentichiamo, infatti, che la temperatura e il riscaldamento radiativo e il raffreddamento del manto nevoso avvengono a temperature e con flussi di acqua-vapore che cambiano in dipendenza della profondità.
Con questo interesse in mente, ovvero comprendere meglio le condizioni dell'ambiente circostante, Florent Dominé e Paul Shepson hanno realizzato, nel 2002, una review (una rassegna di articoli su un dato argomento) sulla chimica e la fisica della neve pubblicata su Science⁽¹⁾.

Ritorniamo ai nostri flussi: questi modificano la neve, cambiando la forma del cristallo, l'area superficiale e la densità a causa delle molecole d'acqua che scorrono tra i granelli di neve.
La dinamica dei gas catturati dalla neve, invece, può essere influenzata da numerosi processi, sia fisici sia chimici. Si può andare da processi puramente fisici come l'adsorbimento o la cocondensazione, a reazioni chimiche catalizzate dalla superficie ghiacciata che possono essere innescate dalla luce o dalla temperatura. Queste ultime sono dette reazioni oscure (dark reactions), come ad esempio quelle che vengono utilizzate per la produzione degli alogeni, e sembrano avvenire su scale temporali piuttosto lunghe, almeno secondo alcune analisi del CH₃Br nella neve artica. E' stato osservato, inoltre, un rapido aumento nella concentrazione di questo composto chimico, un effetto inatteso almeno per dell'aria vecchia di centinaia di anni, come quella catturata dalle nevi artiche, e quindi bisogna coinvolgere processi biologicamente mediati e/o la presenza di fasi condensate per spiegarne la presenza.
Le difficoltà nella comprensione e nella caratterizzazione di queste reazioni sono, in generale, dovute a una scarsa conoscenza della natura fisica e chimica delle superfici ghiacciate naturali. Sulle superifici ghiacciate esiste uno strato disordinato, spesso chiamato strato quasi liquido. Il suo spessore aumenta con la temperatura e la concentrazione del soluto ionico. Le sue proprietà sono intermedie tra quelle del ghiaccio e dell'acqua, complicando gli sforzi per chiarire la cinetica delle reazioni in questo mezzo. Esperimenti di laboratorio che hanno esposto questo tipo di superficie ghiacciata all'NaCl o al sale marino hanno mostrato la formazione di uno strato liquido superficiale con un'alta concentrazione ionica: un mezzo di questo genere può accelerare la chimica e la fotochimica della neve.