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bassa - Consorzio Interuniversitario Chimica per l`Ambiente

1. Hg sia da soli che in pool e derivati aromatici fenolo 2 4 dinitro fenolo e tensioattivi cationici o anionici residui di degradazione di farmaci Ancora con questo sistema si possono misurare anche i livelli di radon simbolo Rn un gas nobile naturale radioattivo ino dore e incolore che risulta essere un conta minante assai subdolo ritrovato soprattutto in ambienti indo or le cui sorgenti principali sono il suolo 1 materia li da costruzione e l aria esterna Esponendo le cel lule di lievito a dosi crescenti del gas si pu moni torare il livello di contamina zione misuran do l inibizione della loro attivit respiratoria che risulta proporzio nale all intensit dell esposizione VD moO 0O Schema del terminale dell elettrodo di Clark A cappuccio dell elettrodo B soluzione interna C membrana permeabile ai gas D dischetto con cellule di lievito immobilizzate prelevate da una co lonia cresciuta su terreno solido E F supporti per l ancoraggio del dischetto D A fine maggio scorso l Oms ha indicato l uso del cellulare tra le possibili cause di cancro ma ser vono ulteriori conferme a questi studi 10 LI 0 gL Confronto tra curve respirome triche Ipotizziamo di avere due contenitori con campioni iden tici di acqua di fiume T e C in cui misuriamo la concentrazio ne di ossigeno con l elettrodo di Clarck a temperatura costante
2. che comunque gi utilizzabile per alimentare piccoli strumenti elettronici F Z Sole stanco Le macchie solari e le altre attivit del Sole aumentano e diminuiscono con un ciclo di 11 anni la met del periodo d inversione dei poli magnetici della nostra stella Quel lo corrente il 24 da quando siamo in grado di osservare il fenomeno iniziato nel 2008 e dovrebbe arrivare al picco verso il 2013 Studi indipendenti sulla massa in terna sulla superficie e sulla corona solare indicano per che il prossimo ciclo il 25 dovrebbe essere assai ridotto o non compa rire affatto Questo decisamente inusuale e inatteso afferma Frank Hill dell NSO ma vi sono tre osservazioni del Sole di natura decisamente diversa le quali puntano nella stessa direzio ne e ci rappresenta un indicazione significa tiva che il ciclo delle macchie solari potrebbe essere sul punto di entrare in uno stato di iber nazione Infatti a questo punto i fenomeni che prelu dono all inizio del ciclo successivo dovreb bero essere rilevabili ma non lo sono Per tanto sempre secondo Hill esso potrebbe essere ritardato al 2021 2022 o non compari re affatto Oltretutto secondo studi sulla co rona solare effettuati dal gruppo di Richard Altrock dell AFRL il picco del 2013 potreb be essere relativamente basso La domanda che si pongono 1 ricercatori se siamo di fronte ad un altro periodo di mi nima
3. Quanto sopra esposto dimostra ancorch in via indiretta l esistenza della materia oscura Mentre quella con cui siamo abi tuati a interagire costituita da neutroni e protoni viene detta barionica diver si studi indicano che solo una frazione di quella invisibile abbia questa natura nane bianche stelle di neutroni vedi anche Gre en n 23 pagg 17 23 pianeti nubi di gas essendo invece la maggior parte non barionica La prima particella di questo tipo ad essere stata studiata il neutrino la cui massa per molto piccola anche moltiplicandola per il loro enorme numero nell universo si ottiene un contributo alla massa totale di poco inferiore a quello del la materia visibile Inoltre la loro velocit prossima a quella della luce e la capacit di attraversare la materia li rende incapa ci di interagire con oggetti che viaggia no decisamente pi lentamente Quindi necessario ipotizzare che negli aloni delle galassie vi siano particelle di massa rela tivamente grande che si muovono con una tipica velocit galattica pari a circa un millesimo di quella della luce I fisici cer cano da tempo di produrre tali particelle negli acceleratori ad alta energia come quello di recente costruzione del CERN di Ginevra ma finora non vi sono riusciti il che potrebbe implicare che esse abbiano massa relativamente elevata Nonostante ci 1 fisici hanno osservato o ipotizzato sulla b
4. avanti L epidemia sembra le gata al consumo di alimenti contaminati tra 1 quali si escludono per latte e carne Il 26 maggio l Institute for Hygiene and Environment di Amburgo informa di aver isolato un ceppo STEC da due campioni di cetrioli provenienti dalla Spagna la suc cessiva caratterizzazione esclude si tratti del ceppo incriminato Poco dopo in base alle indagini epidemio logiche svolte sia il Robert Koch Institut che il German Federal Institut for Risk Assessment BfR comunicano che l epide mia sembra legata al consumo di vegetali crudi quali cetrioli pomodori e lattuga e consigliano di evitarne temporaneamente il consumo in via precauzionale I giorni passano e l epidemia assume via via proporzioni davvero preoccupanti Sul sito dell European Centre for Disease Pre vention and Control ECDC di Stoccolma cos come su quello della World Health Organization Who si registrano quoti dianamente nuovi casi All 8 giugno in Germania sono 2 648 le persone coinvolte nell epidemia delle quali ben 689 hanno sviluppato anche la SEU 24 fino a quel momento i decessi Il focolaio centrato nelle regioni del nord dove la maggior parte dei pazienti risiede o ha soggiorna to principalmente nelle aree di Amburgo Sassonia Schleswig Holstein Northrhine Westfalia Casi di contagio si riportano an che in altri Paesi europei la maggioranza dei quali per riconducibile a persone che hanno vis
5. le operazioni necessarie per risolvere un problema in un numero finito di passaggi l algebra di Boole sali prepotentemente alla ribalta Era il 1936 La macchina di Turing si compone di un nastro che possiamo immaginare di carta e di una testina di lettura scrittura TLS che scorre su di esso Funziona su intervalli di screti di tempo ad ogni istante il suo stato dipende da quello precedente presenta le seguenti caratteristiche principali e Ilnastro considerato infinito a destra e a sinistra suddiviso in singole celle nelle quali pu essere scritto un sim bolo appartenente a un alfabeto prede finito e La TIS deve essere in grado di legge re e scrivere in una cella muovendosi in tutti i due versi lungo il nastro e Il sistema che controlla la testina definito istante per istante da cinque variabili 1 s lo stato del sistema istantanea mente presente 2 a il simbolo letto in un determi nato istante 3 S s a lo stato del sistema all istante successivo funzione dei primi due parametri 4 A s a il simbolo scritto dal si stema all istante successivo fun zione dei primi due parametri 5 V s a il verso movimento del sistema destra sinistra funzione dei primi due parametri Leonard Max Adleman San Francisco 1945 matematico informatico e biologo statunitense nel 1994 not la somiglianza fra l enzima Dna polimerasi e la macchina di Turing L idea geniale fu quella di
6. me da ponti disolfuro Tali filamenti a loro volta si avvolgono in fasci che vanno a co stituire le fibre del capello Le unghie le corna o gli aculei di un riccio sono composti da un a cheratina molto si mile a quella presente nei capelli ma deci samente pi resistente tale rigidit dovu ta ad una percentuale maggiore di cisteina l amminoacido che permette la formazione di legami disolfuro tra eliche adiacenti il Ogni protofibrilla costituita a tre eliche di cheratina avvolte su se stesse Ogni microfibrilla costituita da protofibrille Struttura del capello Un capello allo stereomicrosco pio ottico Sono visibili le cellule parzialmente sovrapposte della cuticola Il diametro di un capel lo umano pu misurare dai 17 ai 180 micrometri Anatomia del cuoio capelluto l epidermide 2 derma 3 strato sottocutaneo 4 follicolo pilifero 5 bulbo pilifero 6 ghiandola sebacea 7 ghiandola sudoripara 8 muscolo erettore del pelo La struttura primaria dell a cheratina l a elica una catena peptidica abbastanza flessibile che pu accorciarsi e allungarsi grazie alla presenza di ponti a idrogeno al suo interno Questo tipo di legame meno forte di un legame covalente o ionico si forma a causa delle interazioni tra cariche parziali di elementi legati covalentemente positiva sull idrogeno e negativa su di un atomo ad elevata elettronegativi ta tipicamente o
7. pre esprimibili con parole in un qualche linguaggio di rappresentazione dell univer so in cui si opera Le moleco le di Dna si possono assimila re a sequenze complementari scritte sulla porzione di dop pia elica costruite a partire da quattro simboli A T C G che rappresentano le inizia li dei nucleotidi che formano le catene della macromoleco la adenina timina citosina e guanina Fare calcoli con l acido desossiribonucleico vuol quindi dire operare su stringhe com poste con queste quattro lettere Nel momento in cui definito un criterio di codifica possibile trascrivere un infor mazione su molecole di Dna Per compren dere meglio quanto detto consideriamo due lettere consecutive per indicare una cifra decimale secondo lo schema 0 AA 1 AT 2 TT 3 CC 4 CG 5 GG 6 AC 7 AG 8 TC 9 TG In questo modo il numero decimale 750 codificato Guanina G Leonard Max Adleman pu esse re considerato il padre del com puter a Dna Immagine Len Adlmen 2010 Wikipedia Commons Gitosina C L appaiamento fra le basi azota te delle due catene antiparallele che formano la doppia elica del Dna determinato dalla loro struttura tra adenina e timina si formano due legami a idrogeno tratteggi in rosso mentre fra guanina e citosina tre I legami ondulati indicano il collega mento delle basi con lo scheletro laterale di desossiribosio e fosfa to
8. 20 C All inizio del test nei due freccia verde fase staziona ria il consumo di O2 dovuto ai microrganismi e ai nutrienti pre senti naturalmente sar uguale Aggiungiamo solo al campione T test un piccolo volume di soluzione acquosa sterile di un composto xenobiotico mentre nel C controllo aggiungiamo un ugual quantitativo di acqua distillata sterile freccia gialla Dalle misurazioni ottenute la molecola addizionata risulta tos sica il biosensore lo rileva come consumo di ossigeno inferiore nel test T rispetto al controllo C con una differenza massima nel la fase stazionaria finale freccia rossa tempo h 15 Biosensori e archeometria I biosensori hanno trovato applicazione an che in settori non tradizionali come quello del monitoraggio ambientale ne sono tipi ci esempi l archeometria gi trattata sugli ultimi due numeri di Green e la scienza dei materiali Accenniamo brevemente a quest ultimo utilizzo per poi dilungarci un po di pi sul primo E stato dimostrato che alcune forme di affaticamento dei materia li sono dovute all ossidazione chimica la quale pu essere rilevata con un biosensore capace di misurare la formazione e la con centrazione di gruppi funzionali ossidati o con un sensore chimico basato sul poten ziale di ossido riduzione Maggior curiosit dester forse nel lettore l uso dei biosensori in archeometria Da sempre il passato con i suoi misteri 1 suoi
9. COOH presenti nel campione ai quali uno specifi co enzima pu legarsi chimicamente con 1l legame NH COOH In presenza del substrato il segnale relativo alla reazione enzimatica sar proporzionale all et del campione Ad esempio volendo verificare l attivit della glucosio ossidasi sul glucosio potremo misurare il consumo di ossigeno dovuto all ossidazione del glu cosio ad acido gluconico che rappresenter il segnale letto da un opportuno rivelatore Nel caso del nostro biosensore a glucosio ossidasi quest ultimo rappresentato dal trasduttore un elettrodo amperometrico a diffusione gassosa per la determinazione dell ossigeno Esso gi stato utilizza to con successo per studi comparativi su campioni di carta prodotta in Russia tra il XVIII e il XX secolo e su esemplari della stessa provenienza con et incognita Con questo metodo sono stati anche analizzati frammenti di cuoio prelevati dagli arredi del Cremlino di Mosca legno antico del XIII XVIII secolo di essenze diverse ci liegio pino noce ulivo castagno e tele di dipinti del XIII secolo In quest ultimo caso sono state testate anche le diverse mo dalit d invecchiamento a seconda della posizione di prelievo del campione Le classiche tecniche di analisi portano a buoni risultati ma solitamente hanno come conseguenza la distruzione dei campioni molte di esse risultano laboriose e richie dono una potente e costosa strumentazio ne Al c
10. E a i Ju Prepara Bra p NRE RIGONFIAMENTO Da saro 5 MATERIALI ORGANICI li POLIMERICI solvente liquido mi Volume Vy Interazione fra i materiali organici di natura polimerica e i solventi utilizzati per le operazioni di pulitura Riassestamento della struttura LIU PL Evaporazione ed AN solvente liquido ni Fi pr fr al JA sl I Li ui S ha e a S oap ti ei Volume V Volume V Vi gt Vo Vas Vo la matrice legante Talvolta questo effetto pu essere minimizzato scegliendo solven ti molto volatili che abbiano un tempo di ritenzione basso nel film pittorico o attra verso un accurata applicazione degli stessi durante la fase di pulitura A questi proble mi molto spesso si sommano quelli dovuti alla tossicit delle sostanze impiegate sia nei confronti dell ambiente che degli ope ratori Queste limitazioni nel tempo hanno sti molato la ricerca di soluzioni alternative che perseguissero contemporaneamen te due differenti obiettivi minimizzare l impatto delle operazioni di pulitura e mantenere un livello soddisfacente delle prestazioni In particolare a partire dagli anni Novanta sono state messe a punto nuove formulazioni basate sull utilizzo dei sistemi che contengono i suddetti solventi supportati in un gel In questo modo grazie all elevata viscosit e al potere di ritenzio ne si possono minimizzare 1 rischi descritti in precedenza Le propriet dei gel Si tratta
11. Laboratorio Nazionale di Riferimento per Salmonella e altri batteri enterici presso il Robert Koch Institut Germania il quale ha evi denziato caratteri assai particolari del bat terio che rendono conto delle peculiarit dell epidemia stessa Possiede un inusuale combinazione di fattori di virulenza degli Casi di STEC evolutisi in SEU Casi letali 4 9 da 226 4 7 da 226 7 4 da 2a 6 25 0 46 Schema semplificato della trac ciabilit del lotto di semi di fieno greco n 48088 che rappresenta il collegamento individuato tra gli episodi epidemici registrati in Francia e in Germania Fonte EFSA Technical Report 5 luglio 2011 E coli STEC e di quelli enteroaggregativi EAEC Quest ultima piuttosto rara ed stata descritta in precedenza solo in un ceppo con sierotipo 011 H2 responsabile di un episodio tossinfettivo decisamente limitato del 1998 che ha interessato alcu ni bambini francesi La combinazione dei fattori di virulenza sembrerebbe suggerire qui il condizionale d obbligo che il cep po possa avere un origine antropica anzi ch animale Pochissimi sono i dati a disposizione sul sierotipo 0104 e ancor meno su quello Importazione in Germania Q t in entrata 15 000 kg Data 15 12 2009 Lotto n 48088 trasportato in nave via Anversa Rotterdam Q t immagazzinata 75 kg Q t in uscita 15 075 kg Centro di distribuzione e confezionamento semi nel Regno Unito
12. che diversi soggetti precedentemente im piegati presso un negozio di parrucchiere presentavano un rischio maggiore del 50 d insorgenza di cancro tale valore si de cuplica per coloro che hanno manipolato queste sostanze per 10 anni o pi Non ancora noto l esatto meccanismo che cau sa l insorgere della patologia si ipotizza che le ammine aromatiche in particolare la parafenildiammina possano provocare mutazioni genetiche All inizio del 2004 stato lanciato dalla Food and Drug Admistration statunitense un allarme legato all utilizzo delle tinture permanenti per capelli secondo 1 risultati di uno studio effettuato dal 1996 al 2002 dalla Yale School of Medicines e dall Isti tuto Europeo di Oncologia e pubblicato sull American Journal of Epidemiology le tinture aumenterebbero il rischio di con trarre il linfoma non Hodgkin un tumore maligno del sistema linfatico L indagine stata condotta su 1 300 donne con et com presa tra 21 e 84 anni che non avevano mai contratto il cancro i risultati mostrano che il rischio di malattia aumenta nelle pazienti solite a tingersi i capelli gi prima del 1980 Recentemente il Comitato scientifico per la sicurezza dei consumatori ha stabilito che le informazioni su tali sostanze sono poco aggiornate e ancora insufficienti pertanto ha richiesto ulteriori indagini per poter de finire nuovi limiti di esposizione e confer mare o meno la loro sicurezza La ricerca in ambito
13. come sempre accade nei gel veri e propri Le HVPD a base di PVA hanno dimostrato di avere comunque un ottima capacit di supportare numerosi solventi organici tra cui quelli comune mente utilizzati per la pulitura di superfici pittoriche di interesse storico artistico I sistemi HVPD si sono rivelati partico larmente interessanti proprio perch oltre a presentare tutti i vantaggi tipici dei gel consentono anche di ridurre al minimo il problema del residuo a fine utilizzo Essi possiedono propriet meccaniche tali da consentire la loro rimozione in modo fa cile e sicuro senza l aggiunta finale di un componente liquido al contrario di quanto avviene nel caso dei gel a base di PAA In particolare l elevata elasticit facilmente modulabile variando il rapporto PVA bo race o la loro concentrazione totale con sente di rimuoverli in un unico stadio me diante una semplice azione di peeling con l ausilio di una pinzetta senza esercitare Il restauro sostenibile alcuna forza tangenziale significativa sulla superficie del dipinto La figura a pagina precedente descrive questo procedimento il gel stato applicato su un campione di malta affrescato per rimuovere lo stra to superficiale di resina copolimerica di natura acrilica L uso di questa tecnica ha permesso di minimizzare sia la quantit di residui di HVPD lasciati sull opera sia l azione meccanica talvolta necessaria per la completa rimo
14. intestino da parte di forme patogene e concorre a sintetizzare quantit apprezzabili di vitamine Le caratteristiche pi tipiche di questa spe cie ben note a chi ha avuto a che fare con qualche testo di microbiologia sono ripor tate nella tabella seguente Non essendo un batterio di natura ambien Principali caratteristiche della specie Escherichia coli Genere Escherichia Specie Escherichia coli Famiglia Morfologia Utilizzo O Colorazione di Gram negativo Test dell ossidasi negativo Test della catalasi positivo Metabolismo Il batterio killer gli studi compiuti dalla met degli anni Quaranta in poi hanno evidenziato che tra i ceppi di questa specie molto diffusa ve ne sono alcuni patogeni per l uomo in grado di provocare malattie intestinali di diversa gravit Essi si suddividono in base al loro meccanismo d azione in gruppi chiamati patotipi normalmente identificati con le loro sigle anglosassoni e EPEC E coli enteropatogeni ETEC E coli enterotossinogeni e EIEC E coli enteroinvasivi e EHEC E coli enteroemorragici EAEC E coli enteroaggregativi I primi quattro sono quelli pi frequente mente implicati in episodi di tossinfezioni alimentari 1 principali sintomi delle ga stroenteriti da essi causate sono riassunte Enterobacteriaceae corti bastoncelli 0 5 x 2 0 um ca mobili anaerobio facoltativo utilizza semplici fonti di carbonio tra cui glucos
15. segreti e le sue curiosit stato oggetto di numerose indagini Certo subito dopo la nascita e 1 primi usi del biosensori pochi immaginavano che essi avrebbero potuto essere utilizzati come metodi di datazione Le prime applicazioni in tal senso hanno avuto come oggetto di ricerca materiali inorganici tra cui manufatti in ceramica o in metallo arrivati sino a noi in quantit pi abbondanti Solo negli ultimi anni nel laboratorio di chimica analitica si comin ciato ad esaminare anche 1 materiali orga nici e gli oggetti con essi realizzati In pre cedenza essi venivano ignorati soprattutto a causa della rarit dei ritrovamenti nei siti archeologici e delle piccole quantit solita mente rinvenute a seguito della loro mag gior deperibilit L incidenza delle condizioni ambientali le esigue dimensioni e la fragilit dei cam pioni di materiale cellulosico comportano necessariamente l uso di tecniche analiti che non distruttive che richiedano quantit di campione dell ordine dei milligrammi A tal fine stato realizzato un opportuno biosensore preciso relativamente accurato maneggevole e di costo limitato che per mette tra l altro la datazione del campio ne Si parte dal presupposto che tanto pi un campione antico tanto maggiore la quantit di CO fissata dai microrganismi fotosintetici presenti nell ambiente circo stante pertanto pi elevata sar anche la quantit di gruppi carbossilici
16. 49 di Green n 23 ndr semirigida di un solido in presenza di un liquido o di un gas In realt gli aspetti macroscopi ci cos come le propriet chimico fisiche sono strettamente dipendenti dalla struttura microscopica del sistema solo nel XX se colo Jan Joseph Hermans riusc a collegare queste due caratteristiche parlando di un gel come di un sistema coerente di alme no due componenti che mostra propriet meccaniche caratteristiche dei solidi dove sia il componente disperso che il mezzo disperdente sono estesi in maniera conti nua attraverso l intero sistema Dal punto di vista nanoscopico un gel caratteriz zato da una struttura bicontinua cio da una struttura costituita da due domini interconnessi ma non intersecati fra loro separati da una superficie deve esistere almeno una traiettoria ideale che consente di muoversi da un punto a un altro di cia scuna delle due fasi senza venire a contatto con l altra componente Dal punto di vista meccanico invece i gel sono strutture ad elevata viscosit caratterizzate da un com portamento viscoelastico tale che la com ponente elastica sempre molto maggiore di quella viscosa Le propriet di un gel possono essere modulate grazie a vari fattori dipendenti dalla natura chimica del sistema in parti colare pur minimi cambiamenti di alcuni parametri chimico fisici come pH forza lonica e temperatura possono provocare drastici mutamenti nella st
17. H NH Pe os L 0 Ser H Nere 2 d Pe HN H k CLJ ossidazione Pe AAN H NH Pe o S o l Se 0 Sag Ne So h d gt Pe HN H que 2H 2e 5 vento della cisteina la quale interagisce con il dopachinone portando alla produzione di quest altra molecola Il suo colore varia dal giallo all arancio rispettivamente a seguito della minore o maggiore concentrazione di cisteina coinvolta nella sintesi L albinismo un anomalia genetica ere ditaria caratterizzata dall assenza o dalla significativa riduzione della pigmentazione melanica della cute dei peli e degli occhi E dovuta al gene dell enzima tirosinasi in cui si verifica una mutazione puntiforme della sequenza del Dna che fa incorporare nella catena peptidica un aminoacido er rato cio una cisteina anzich una serina Ci causa la virtuale perdita quantitativa dell attivit catalitica dell enzima che si traduce nella mancata sintesi di melanina Gli oligoelementi rappresentano una com ponente inorganica essenziale dei sistemi proteico enzimatici Esiste una correla zione diretta fra la loro concentrazione nel sangue e nei capelli DISTRIBUZIONE RUOLO Abbondante nei capelli rossi Abbondante nei capelli bruni Indispensabile per la corretta attivit delle cellule germina tive della matrice la sua carenza causa fragilit del capello Indispensabile nel processo di sintesi della melanina Abbondante nei capelli dei castani Dato
18. Q t in entrata 400 kg Data 13 01 2010 Lotto n 6332 Q t immagazzinata 305 kg Q t in uscita 1917 x 50 g Lotto n DRG1041132 10 Lotto n 6832 Centro di distribuzione in Germania Q t in entrata 10 500 kg Data 21 12 2009 e 1 3 2011 Lotto n 6832 Q t immagazzinata Q t in uscita 75 kg Lotto n 0104350 Produttore di germogli stabilimento A Q t in entrata 75 kg Data 10 2 2011 Lotto n 0104350 In uscita a circa 200 negozi Q t in uscita 75 kg lo stabilimento ha ricevuto anche il lotto n 8266 0104 H4 sia in Europa che nel resto del mondo L ECDC nel periodo 2004 2009 ha registrato in tutta Europa solo 10 casi di in fezione STEC da sierotipo 0104 di cui solo due erano specificatamente 0104 H4 uno in Finlandia nel 2010 e uno in Francia nel 2004 Altri due casi di infezione sono ripor tati in letteratura uno in Germania nel 2001 e uno in Corea nel 2005 Il ceppo non an cora mai stato isolato da animali o alimenti La soluzione del mistero Torniamo all epidemia e alla sua origine Tra i contagiati del focolaio di Bordeaux Francia molti riportano di aver mangiato nell evento al quale hanno partecipato ger mogli crudi di fieno greco rucola e sena pe prodotti sul posto in piccole quantit I semi erano stati acquistati presso un vivaio locale specializzato che si rifornisce da un distributore con sede nel Regno Unito In questo caso non dunque implicat
19. attivit delle macchie solari come gi avvenuto nel periodo 1645 1715 in cui per 70 anni esse furono praticamente assenti noto come minimo di Maunder Se abbiamo ragione continua Hill que sto del 2013 ndr potrebbe essere l ultimo picco dell attivit solare che vedremo per diversi decenni Ci influenzerebbe tutto dall esplorazione spaziale al clima sulla Terra In seguito lo scienziato dell NSO ha chiarito che il suo gruppo non sta pre dicendo una mini era glaciale ma un comportamento inusuale dell attivit so lare le cui connessioni coi cambiamenti climatici sono ancora poco note Secondo 1 suoi calcoli un nuovo minimo di Mau nder porterebbe ad una diminuzione della temperatura media del nostro pianeta di 0 3 C troppo poco per scatenare una nuo va glaciazione come qualcuno ha ipotiz zato Per se il fenomeno durasse alcuni decenni potrebbe mitigare marginalmente l effetto del riscaldamento globale a se guito del quale si prevedono aumenti della temperatura media di 2 0 4 5 C da qui al 2100 Ironicamente sarebbe proprio il Sole a raffreddare la Terra R G RN A met del giugno SCOrso i ricercatori statunitensi del National Solar Observatory NSO e dell Air Force Research Laboratory AFRL hanno riscontrato che l attivit solare sta rallentando Ci potrebbe preludere a un periodo di relativa inattivit della nostra stella di riposo Secondo
20. che la quasi tota lit del piombo presente nell organismo deriva da quello Ferro 4 12 Magnesio 30 45 Zinco 150 180 Rame 16 50 Piombo 10 30 esogeno e poich il capello ne rappresenta la sede principa le di accumulo la sua misurazione a livello della parte dista le del fusto viene utilizzata come bioindicatore per valutare l inquinamento ambientale L estinzione delle teste rosse Parallelamente all aumento di migrazio ni e matrimoni misti assisteremo alla loro scomparsa esordisce cos Desmond Tobin specialista nella ricerca sulle cellule dei ca pelli della Bradford University riferendosi alle chiome rosso fuoco Il motivo che ha determinato l evoluzione del colore dora to o ramato costituisce ancora un mistero tanto pi che tali tonalit sono comparse in Europa solamente 20mila anni fa Soltanto il 3 delle donne sono bionde na turali e ancor pi esigua la percentuale delle rosse appena 1 1 2 La spiegazione di tale fenomeno risiede nel gene che deter mina il colore dei capelli che ha ben 40 al leli sequenze alternative di Dna ma solo sei codificano per i capelli rossi Inoltre essendo un gene recessivo un bambino per avere 1 capelli di questo colore deve ereditare due alleli ad esso associati uno da ogni genitore Ci diminuisce ulterior mente le probabilit che sono un po pi elevate in popolazioni isolate i cui antenati possedevano frequentemente una chioma fiammegg
21. co struire un computer simile a quest ultima il cui meccanismo di controllo fosse sosti Biochimica e informatica tuito da un enzima Partendo dalle scoperte relative al Dna e dalle tecniche gi dispo nibili gli elementi che potevano essere uti lizzati erano 1 lacomplementarit fra le eliche di Dna 2 la polimerasi che riproduce le catene 3 le ligasi che unisce due frammenti di Dna 4 le nucleasi che tagliano le molecole di acidi nucleici l elettroforesi su gel 6 la sintesi artificiale di Dna pi Questo tipo di approccio ha permesso di ottenere simulazioni dei processi di calcolo universali della macchina di Turing con tec niche computazionali innovative basate sul taglio la fusione l accoppiamento e Pal lungamento di stringhe Il movimento delle testine sui nastri viene gestito sfruttando le propriet di alcuni enzimi in modo molto diverso da come avviene su di un normale nastro magnetico Cos si ottengono presta zioni di calcolo notevolmente maggiori nel 2002 alcuni scienziati israeliani ottennero un valore superiore a 10 grazie alla ca pacit di operare in paralle lo anzich in serie come nei comuni computer basati sulla tecnologia del silicio e un notevole risparmio energetico L idea iniziale del Dna com puting molto semplice calcolare significa passare da dati iniziali a risultati finali che soddisfino certe condizio ni risolutive i quali sono sem
22. dal quale originano se cilindrica il capello cresce diritto dato che la proliferazione delle cel lule della matrice uguale in ogni punto se invece risulta pi o meno schiacciata la proliferazione cellulare avviene in modo non uniforme e il pelo cresce via via pi on Ondulato Riccio Mosso Liscio dulato fino a diventare decisamente riccio Un altro modo di affermare la propria per sonalit cambiando l aspetto della propria capigliatura quello di variare il tipo di capelli Le permanenti hanno lo scopo di far diventare ondulati quelli lisci grazie ad un alterazione chimica della cheratina Il processo pu essere diviso in tre fasi Inizialmente i ponti disolfuro della che ratina vengono ridotti a gruppi tiolici da acidi organici come l acido tioglicolico HS CH2 COOH secondo la reazione di ossidoriduzione R S S R 2 HS CH2 COOH 2 R SH HOOC CH S S CH COOH dove R rappresenta le catene pepti diche della cheratina a 4 Allo stato ridotto la cheratina diviene pi plastica pi malle abile in grado di essere defor mata Pertanto a questo punto si avvolgono le ciocche dei capelli sui bigodini per un periodo variabile che va dai 10 ai 45 mi nuti La messa in piega consente lo scorri mento delle catene delle a eliche A questo punto la cheratina viene fissata mediante agenti ossidanti come l acqua ossigenata H202 che ristabilisce i ponti disolfurici secondo la r
23. di giugno di cui ben 821 con SEU tra sospet ti e confermati 36 1 decessi Si tratta della pi grave epidemia di SEU e della seconda me ig t non ci dimos ono con igine incerta crorganismo pa uccesso Si l O rizzano UN P che in tavola fezioni ri di chi abita nel uelli benestanti ieniche restrittive tra invece fini e che q uando si Lar i O scorso q i inizi del iugn i la nea ii epidemia I pala ticolarmente aggre soprattutto 15 0 20 0 25 0 30 0 Le paure degli italiani riguardo al cibo Fonte V Arzenton 2008 uando si parla aura 35 0 40 0 39 essi L unico ritrovamento avviene in un sacchetto di germogli crudi consumato solo in parte da una famiglia che si am malata E probabilmente grazie a tutte queste mi sure adottate e alle raccomandazioni fatte alla popolazione che dalla met di giugno il numero di nuovi casi che sviluppano SEU va finalmente riducendosi di giorno in giorno e cos anche quello dei contagia ti anche se con un andamento meno netto infezione da STEC di tutti i tempi a livello mondiale La ricerca delle possibili cause procede senza sosta si cerca di risalire a un alimen to che possa accomunare tutti 1 cluster de gli infettati Via via 1 risultati delle indagini indirizzano verso diversi tipi di germogli provenienti da un produttore della Bassa Sassonia Il 10 giugno le autorit tedesche rilasciano un comunica
24. dovuto alla presenza di energia oscura Studi del 1998 condotti su alcune superno ve di galassie lontane hanno evidenziato che il cosmo si espande con velocit in con tinuo aumento Si ipotizza che fino a otto miliardi di anni fa circa la gravit fosse la forza dominante in un universo ancora suf ficientemente piccolo per poterne rallentare l espansione In seguito le dimensioni au mentarono fino a che una misteriosa forza oscura repulsiva divenne quella domi nante risultando in un accelerazione del processo di espansione tale forza potrebbe essere generata proprio dall energia oscura Una delle teorie pi accreditate riporta che questo effetto repulsivo sia riconducibi le al vuoto Nella fisica moderna infatti quest ultimo non corrisponde al nulla as soluto filosofico Dal principio d inde terminazione di Heisenberg che sta alla base della meccanica quantistica deriva che possono formarsi e subito scomparire coppie di particelle antiparticelle la cui esistenza brevissima e in pratica virtuale L annichilazione materia antimateria che ne consegue crea energia e ci permette al vuoto di avere una densit di energia oscu ra diversa da zero ed esercitare una forza con effetto gravitazionale repulsivo La nostra missione alla ricerca della materia e dell energia oscura limitata dall inadegua tezza dei nostri mezzi di esplorazione attuali le varie ipotesi sopra riportate sono basate su numero
25. e idrofobici lipofilici non polari una catena idrocarburica liposolubile in grado di solubilizzare lo sporco grasso e il sebo una festa polare che al contrario idrosolubile e permette al tensioattivo mura r Esse ETIIZI eg i i La forma del capello riccio li scio o ondulato dipende dalla conformazione del bulbo Schema della struttura di uno dei tensioattivi pi comuni il sodio lauril solfato La catena idrocar burica idrofobica indicata in rosso il solfato idrofilico in blu vp oesi 10 Tensioattivo Caratteristiche La parte idrofila Anionico carica negativamente La parte idrofila Cationico i Sa carica positivamente Struttura bipolare che varia in funzione del pH con formazione di anioni in ambiente basico e di cationi in ambiente acido Anfotero Non hanno carica la ripetizione dei gruppi ossietilene che esercita la funzione solubilizzante nell acqua invece delle teste polari Non ionico Vantaggi Poco costosi buon potere detergente e schiumogeno poco irritanti per gli occhi Hanno un azione batteriostatica e micostatica hanno affinit per la cheratina facilitano lo sbrogliamento dei capelli intrecciati Buon potere detergente poco aggressivi Buona capacit detergente eccellente tollerabilit sono considerati i pi dolci tra i tensioattivi Svantaggi Molto aggressivi Sali di sodio di nei confron
26. ebollizione dello stesso Una volta evaporato il solvente le moleco le del polimero si organizzano secondo una disposizione tridimensionale diversa da quella originaria Ci pu provocare Pal terazione delle propriet ottiche della su perficie della pittura con conseguente alte razione della corretta leggibilit dell opera stessa sbiancamenti superficiali e la for mazione di microfratture che indebolisco no lo strato pittorico Quest ultimo feno meno dovuto principalmente agli stress meccanici causati dalle variazioni di volu me legate al rigonfiamento delle sostanze polimeriche al riarrangiamento spaziale delle loro molecole in seguito all evapo razione del solvente con variazione del volume iniziale e finale alla possibile per dita di coesione tra i grani di pigmento e Schema della stratigrafia di un dipinto su tela o tavola a supporto costituito da una ta vola lignea o da una tela b preparazione costituita da una carica inerte e un legante es gesso e colla animale c strato pittorico i pigmenti di origine minerale venivano stesi mediante l ausilio di un pennel lo il legante pu essere costitu ito da oli siccativi vegetali lino papavero noce o ad esempio dall uovo solo tuorlo o intero d vernice protettiva superficiale applicata dall artista e materiali superficiali di origi ne esogena da rimuovere durante la fase di pulitura na a lista 5 TEA ii LL
27. economico e utilizzabile su larga scala Le celle sono resistenti e funzionano an che se il foglio di carta piegato pi volte magari per creare un fantasioso origami Inoltre alcune prove realizzate su film di PET hanno dimostrato che possono esse re piegati per 1 000 volte senza perdite significative di prestazioni La legge rezza di questi nuovi pannelli potr inol tre permettere di raggiungere alte rese energeti che per chi logrammo di peso del sistema Il grande vantaggio di questa nuova tec nologia sta nella sua economicit con pos sibilit di utilizzo di massa Nei comuni pannelli fotovoltaici moderni 1 costi dei componenti inattivi come il supporto vetro ecc e altre strutture meccaniche o dell installazione spesso superano quelli del materiale attivo che produce elettri cit La nuova tecnologia sviluppata dal Mit permette invece di stampare 1 fogli e di appenderli semplicemente a un muro per ottenere magari una carta da parati fotovoltaica E molti altri ancora sono gli utilizzi fantasiosi che saranno resi possibili dall uso di supporti in stoffa o plastica Allo stato attuale uno dei maggiori proble mi del sistema la bassa resa di conversio ne dell energia solare che si attesta attorno all 1 contro il 20 circa delle tecnologie fotovoltaiche pi comuni Gli sforzi della ricerca si stanno quindi orientando verso l aumento dell efficienza della carta foto voltaica
28. il risultato nella sequenza formatasi secon do un opportuno criterio di decodifica Il cammino hamiltoniano Nel campo matematico della teoria dei grafi un cammino in un grafo che sem plificando potremmo definire come un insieme di elementi detti nodi o vertici collegati fra loro da archi o lati detto hamiltoniano se esso tocca tutti 1 vertici del grafo una e una sola volta Determina re se questo esista comporta la ricerca di una permutazione complessa che pu esse re risolta grazie al Dna computing Si ha un ciclo hamiltoniano se esiste un lato che collega l ultimo vertice con il primo rea lizzando cos un percorso che visita tutti i vertici per poi ritornare al punto di parten za Un grafo che contenga almeno un ciclo di tale tipo viene detto hamiltoniano Descriviamo questo complesso procedi mento usando un grafo con soli quattro vertici 1 2 3 4 e un cammino di sei lati nel quale si vuole determinare l esistenza di un cammino hamiltoniano che inizia nel vertice 1 e termina nel 3 figura a sinistra Codifichiamo i vertici e i lati con sequenze di soli 8 nucleotidi Il lato 1 2 sar codifi cato dalle quattro ultime lettere del lato 1 e dalle prima quattro del 2 E cos sar per gli altri Codificati i nomi dei vertici e dei lati si sintetizzano artificialmente filamenti di Dna corrispondenti ai codici dei lati e ai complementari di quelli dei vertici Lo step 1 dell algoritmo reali
29. la Mii In questo articolo vedremo come si possono eseguire calcoli con il Dna l acido desossiribonucl ico sfruttando la sequenze nucleotidiche di suoi frammenti Questa tecnologia sta alla base della realizzazione dei computer a Dna altamente prestazionali che in un futuro forse non troppo lontano potrebbero essere ospitati sulle nostre scrivanie Qui intendiamo solo introdurre questo affascinante quanto complesso argomento lasciando al lettore il compito di approfondire i vari aspetti e concetti legati alla matematica all informatica e alla biochimica o meglio alla biologia molecolare disciplina che si occupa specificatamente di acidi nucleici A tal scopo riportiamo alcuni link utili i I per una ricerca on line a fine articolo Calcolare col Dna George Boole Lincoln 1815 Ballintem ple 1864 un brillante matematico britan nico nel 1854 elabor una matematica al gebrica detta appunto algebra booleana che risult di fondamentale importanza nella progettazione degli attuali computer In questa disciplina le procedure di calco lo si possono effettuare grazie a operatori matematici corrispondenti alle leggi della logica AND OR NOT e altri ancora Quando il matematico inglese Alan Ma thison Turing Londra 1912 Wilmslow 1954 dimostr formalmente la possibilit di realizzare una macchina in grado di ese guire qualsiasi algoritmo una procedura di calcolo o pi in generale l elenco del
30. la rimozione di materiali superficiali estremamente degradati dalla superficie del dipinto di Neri di Bicci conservato presso la Galleria degli Uffizi di Firenze duran te un progetto sempre in collaborazione con PUIA e le Soprintendenze competenti dottoresse Maria Sframeli e Cristina Ma sdea Il deterioramento della vernice pro tettiva molto evidente in particolare nella zona del mantello rosso di San Girolamo All analisi col microscopio ottico essa ri sulta costituita da due strati sovrapposti il primo formato da grumi di colore bruno il secondo difficilmente asportabile da una tessitura scura fortemente adesa allo strato pittorico sottostante Nella figura del dipinto viene mostrata l area in cui sono stati eseguiti 1 test di pu litura Dopo una prima applicazione di un HVPD a base di PVA borace acqua aceto ne 15 in peso tempo di contatto 5 minu ti si ottiene l ammorbidimento dei grumi Chimica e nanotech 500 um superficiali a base di gommalacca 1 quali possono poi essere facilmente asportati con l ausilio di un bisturi La tessitura residua sottostante stata rimossa solo dopo una seconda applicazione del suddetto sistema vedi figura qui sopra In conclusione Le due prove di pulitura con HVPD sopra descritte hanno dato esito molto positivo grazie all azione estremamente controllata di rimozione delle vernici con l assottiglia mento graduale dello strato protettivo An che 1 tecnic
31. sono i coloranti azoici rap presentati dalla formula chimica generale Ar N N Ar dove Ar e Ar rappresentano degli anelli aromatici La presenza del dop pio legame azoto azoto gruppo azo agi sce da cromoforo conferendo colorazione al composto Queste molecole vengono sintetizzate trattando un ammina aromatica con acido nitroso formato in situ da nitrito di sodio in ambiente acido per dare trami N IL o MH N ci Pa D 210 Ma anilina ione diazonio ebettrofio N Il Het fenolo nuciastilo ione diazonio aletale L azocopulazione una reazione di sostituzione elettrofila Na CI H 0 O pidrossiazobenzene diazocomposto colorato in giallo o Ho Schema della colorazione per manente ossidativa molecola incolore p fenilendiamina p toluendiamina p aminofenolo te reazione di copulazione uno ione diazo nio intermedio specie povera di elettroni elettrofilo che reagisce rapidamente con un composto aromatico ricco di elettroni nucleofilo per dare un diazocomposto La colorazione semipermanente tra dizionale Le tinture utilizzate devono resistere a diversi lavaggi e poter ma scherare i capelli bianchi I coloranti pi utilizzati sono molecole di medie dimen sioni anch esse appartenenti al gruppo dei coloranti azoici La colorazione si effettua innalzando il pH ambiente alcalino per favorire il sollevamento della cuticola del cap
32. 06 In copertina fotomontaggio di una synthesis machine vedi pag 33 Progetto grafico e impaginazione Publileo s r l publileo alice it Stampa Europrint s r l Quinto di Treviso Per informazioni e abbonamenti www green incaweb org redazione green incaweb org Fax 39 041 259 7243 Consorzio INCA 2006 2011 Tutti i diritti sono riservati La presente pubblicazione tutta o in parte non pu es sere riprodotta o trasmessa in nessuna forma e con nes sun mezzo senza l autorizzazione scritta dell editore L editore nell ambito delle leggi sul copyright a di sposizione degli aventi diritto che non si sono potuti rintracciare Dalle sostanze che costituiscono i capelli ali composti usati per la loro igiene e cosmesi La tricochimica supali a jnolagola di Tiziana Bernello Forse qualcuno ancora si stupir di scoprire quanta chimica c nel nostro quotidiano Qui con il neologismo tricochimica vogliamo attirare la curiosit del lettore su un argomento molto particolare molecole e capelli Oltre alla loro funzione fisiologica questi ultimi hanno un importante ruolov sociale e sono uno dei pi potenti mezzi di espressione della personalit della condizione e della vanit maschile e femminile Alcuni prodotti usati per la loro igiene e cosmesi possono essere dannosi per la salute di chi li usa e per particolari categorie di lavoratori Di seguito vedremo
33. La loro opportuna com binazione permette anche di controllare il corretto assemblaggio dei vari mattoni prodotti dalle sintesi Inoltre facile im maginare come questi sistemi si prestino all automazione potendo essere pilotati e controllati dal computer mediante appo siti software Oggi a seguito dei continui sviluppi sono disponibili in commercio microimpianti multiuso montati su carrello mobile con produttivit che arrivano persi no alle 1 500 tonnellate all anno Microreattori a flusso Guardando all enorme variet di reazioni usate nella chimica organica chiaro come le potenzialit di questa tecnologia siano enormi attualmente infatti la microreatto ristica e la microimpiantistica costituisco no un settore interdisciplinare di cui si oc cupano chimici e ingegneri Ancor oggi le maggiori applicazioni sono nel campo della ricerca ma gli sviluppi futuri potranno por tare ad una vera e propria rivoluzione nella produzione dei cosiddetti fine chemicals e dei prodotti farmaceutici Comunque or mai diffusa sia nell ambiente accademico che in quello industriale la convinzione che sebbene i microreattori e i processi in flusso non potranno sostituire totalmente le metodologie batch gli evidenti vantaggi e il crescente numero delle reazioni che pos sono essere studiate e sviluppate con que ste nuove tecniche destano un sempre mag gior interesse anche nel settore produttivo Milena Marchegiani
34. TINUO Resa Rapporto tra la quantit di prodotto realmen te ottenuta e quella teoricamente ottenibile dall equazione della reazione resa MOI prodotte I MOliteoriche x 100 Conversione Rapporto tra la quantit di reagente consu mata da una reazione chimica e quella inizial mente presente nell ambiente di reazione in altre parole un indice di quanto reagente prenda parte alla reazione conversione molireagite 1 MOliteoriche x 100 Selettivit Rapporto tra la quantit di reagente che si trasformata in una reazione chimica nel pro dotto desiderato rispetto a quella presente inizialmente Tale grandezza riguarda cio la frazione di reagente che effettivamente va a formare il prodotto a cui si interessati selettivit MOAliprodotto I MOlireagite x 100 Catalizzatore Sostanza capace di intervenire in un proces so chimico e di aumentare la velocit delle reazioni abbassando l energia di attivazione vedi Green n 6 pagg 12 13 senza modificar ne il risultato in termini di prodotti ottenuti Catalisi eterogenea Reazione in cui il catalizzatore e il reagente esistono in due fasi differenti ad esempio solido liquido Microlitografia Metodo d incisione che sfrutta varie tecniche fascio di elettroni ecc e permette di creare solchi sulla superficie di piccole aree di mate riale con dimensioni tipicamente dell ordine delle decine di micrometri quadrati Frie
35. a prossima all ingresso nella prima guerra mondiale Esso prevede la produzione di ammoniaca direttamente dal gas di sintesi ovvero da una miscela di azoto N2 e idrogeno H2 molecolari in rapporto di 1 3 Inizialmente vennero utilizzati come catalizzatori osmio e ura nio ma vista la loro pericolosit si pas s rapidamente all uso di una miscela di magnetite Fe304 supportata su allumina ossido di alluminio Al 03 Quest ultima meno costosa e decisamente pi sicura per l ambiente e la salute viene ancora oggi utilizzata e permette una resa del 97 In questo processo si utilizza come reattore un PFR a letto fluidizzato in modo da aumen tare la superficie di contatto tra i reagenti e il catalizzatore in quanto quest ultimo si trova sospeso tra le particelle di gas sotto forma di pellets Quando per si passa dalla scala delle mi gliaia di tonnellate della produzione di base chimica bulk a quella di decine o centi naia di chilogrammi della chimica fine la situazione cambia drasticamente Immagi nare un intero impianto tipo quello citato per la produzione di ammoniaca dedicato alla sintesi di una molecola organica com plessa magari dotata di attivit biologica come il principio attivo di un farmaco ri sulta un po difficile soprattutto perch ci si scontra con i parametri economici della produzione Cos per secoli anche quando la chimica bulk gi utilizzava processi in flusso con
36. ance notevoli fin dai primi utilizzi la produttivit ad esempio pu raggiungere l ordine dei chilogrammi come nel caso della sintesi del pirrolo un importante pre cursore di numerose molecole d interesse farmaceutico Uno dei processi pi studiati sicuramente la nitrazione di composti aromatici reazio ne fortemente esotermica e alla base del la produzione di un importante esplosivo come il tritolo trinitrotoluene Quando viene effettuata la nitrazione del toluene in batch si assiste anche in scala ridotta ad un aumento della temperatura di reazio ne di oltre 50 C Coi microreattori stato CATALIZZATORE SUPPORTATO misurato un incremento corrispondente di appena 5 C un notevole vantaggio sia per quanto riguarda il controllo chimico che in termini di sicurezza Inoltre ci permette un miglioramento del 20 della resa in prodotto di mononitrazione mentre 1 sotto prodotti polimerici vengono quasi del tutto eliminati Molti prodotti di grande valore sono sinte tizzati mediante processi a flusso continuo come peptidi polisaccaridi oligonucleo tidi e composti instabili quali intermedi e molecole naturali complesse La sintesi di tali composti mediante questa tecnologia presenta diversi vantaggi i quali riguarda no in particolare l automazione la ripro ducibilit la sicurezza e l affidabilit Una caratteristica importante delle operazioni in flusso continuo il controllo totale delle condi
37. ase di evidenze indirette l esistenza di diversi tipi di particelle non barioniche vedi box Non abbiamo qui modo di ap profondire questo argomento a cui dedi cheremo pi spazio in uno dei prossimi numeri di Green L universo fatto di materia oscura Per poter capire quanta materia oscura ci sia nell universo bisogna innanzitutto tene re a mente la nota equazione della relati vit ristretta E mc la quale afferma che l energia proporzionale alla massa esse in pratica coincidono potendo convertirsi Puna nell altra Dobbiamo poi introdurre il parametro omega pi precisamente ome ga zero Qo che diverse teorie correlano alla geometria e all espansione dell uni verso Esso pari al rapporto tra la densit dell universo e un valore specifico chiama to densit critica cio la minima densit di massa dell universo che lo renderebbe chiuso Se omega ha valore maggiore di 1 allora l universo ha densit superiore a quella critica la sua geometria sferica ed esso si espander fino a un certo punto per poi collassare su se stesso universo chiu so Se Qo pari a 1 l universo ha densit critica e geometria euclidea e si espande r per sempre universo piatto Infine se omega minore di 1 l universo ha den sit inferiore a quella critica si espander all infinito e la sua geometria risulta iper bolica universo aperto I cosiddetti modelli cosmologici inflazio na
38. assieme quelli pi pericolosi Anatomia di un capello I capelli nascono nei follicoli piliferi del le invaginazioni dell epidermide del cuoio capelluto che raggiungono il derma sotto stante e terminano in profondit con una formazione concava il bulbo Per impedire che diventino secchi all aria e quindi fragili 1 capelli sono lubrificati costantemente dal sebo una sostanza ricca di trigliceridi e colesterolo secreta nei folli coli dalle ghiandole sebacee Il bulbo racchiude la papilla dermica al tamente vascolarizzata deputata al nutri mento del pelo Al di sopra troviamo le cellule della matrice e quelle che produ cono melanina i melanociti il pigmento responsabile del colore dei capelli La parte cheratinizzata che emerge dal follicolo pi lifero 11 fusto costituita da cellule morte la radice invece resta vitale per circa tre anni In questo periodo il capello continua a crescere alla velocit di circa un cen timetro e mezzo al mese poich le cellu le continuano a duplicarsi alla sua base allungandolo Dopo un triennio di vita il capello cade ma nello stesso follicolo pu crescerne un altro Il fusto del capello costituito da tre strati cuticola corteccia e midollo La prima composta a sua volta da circa otto strati di cellule appiattite e parzialmente sovrappo ste le une alle altre come le tegole di un tetto Al di sotto si trova la corteccia che costituisce la maggior parte del cap
39. camente che i due cluster siano in qualche modo legati il ceppo isolato da questi bambini infatti molto pi comune si tratta di Escherichia coli 0157 H7 La speranza che il focolaio possa rimanere circoscritto alla sola Germania svanisce per molto presto Passa solo una settima na e il 24 giugno mentre in Germania il numero di contagiati arriva a 3 688 con 42 decessi la Francia riporta un focolaio di otto persone ricoverate per diarrea emorra gica e SEU nella zona di Bordeaux al 28 di giugno i casi salgono a 15 Tra questi ben 11 persone dicono di aver partecipato a un evento sociale nella giornata dell 8 giugno in un centro ricreativo nel comune di B gles proprio nei pressi di Bordeaux Le analisi questa volta non lasciano dubbi dai pazienti francesi si isola un ceppo di E coli di sierotipo 0104 H4 assolutamente indistinguibile da quello associato all epi demia tedesca A questo punto evidente che il batterio Killer non conosce confini Deve esserci un origine comune che lega i due focolai epidemici La specie Escherichia coli Escherichia coli un batterio molto comu ne denominato originariamente Bacterium coli isolato nel 1885 da feci di neonato da Theodor Escherich Nell uomo e in altri animali a sangue caldo fa parte della cosid detta microflora intestinale quindi non solo innocuo ma assai utile dal momento che agisce come baluardo difensivo contro la colonizzazione dell
40. cosmetico sta inve stendo molto sullo studio di formulazioni che risultino sempre meno aggressive nei confronti della pelle e del cuoio capelluto creando molecole sempre pi bio ed eco com patibili Tiziana Bernello Chimico e tecnolo go farmaceutico E Mae scie archeome Nuovi di dizi jganpauialla s Fulvio Zacchini Negli ultimi anni i metodi separativi hanno assunto un enorme importanza nella chimica analitica Tuttavia la loro applicazione richiede in genere tempi relativamente lunghi e costi non indifferenti Il chimico analitico perci costantemente alla ricerca di tecniche di laboratorio innovative che permettano di ottenere risultati affidabili in modo rapido e preciso Tra questi troviamo i biosensori di cui descriviamo in questo articolo alcune delle pi innovative e interessanti applicazioni e Un campione di ilmenite prove niente dalla citt di Froland nel sud della Norvegia Immagine Rob Lavinsky iRocks com 2010 Wikipedia Commons La sensoristica nel laboratorio di chimica analitica I sensori e 1 biosensori soprattutto quelli di tipo elettrochimico risultano particolar mente adatti alla risoluzione di problemi di chimica analitica di vario tipo concer nenti numerose matrici che si presentano sempre pi frequentemente nella nostra quotidianit Con questo tipo di dispositi vi infatti possibile testare parecchi tipi di campioni biologic
41. cquosa febbre lieve crampi addominali malessere nausea Nel a OEN 8 44 ore da 3a 19 giorni la forma pi severa ricorda il colera con un abbondante diarrea a grani di 5 riso che porta alla disidratazione EIEC Sio da alcuni giorni Abbondante diarrea o dissenteria brividi febbre mal di testa mialgia enteroinvasivi i a settimane crampi addominali Le feci spesso presentano muco e tracce di sangue EHEC Colite emorragica diarrea con molto sangue forti crampi addominali vo enteroemorragici 3 9 giorni da 2a 9 giorni mito senza febbre Pu sfociare nella Sindrome Emolitica Uremica SEU che pu essere letale Fonte The International Commission on Microbiological Specifications for Foods Foto a falsi colori al microsco pio elettronico a scansione di E coli 0 04 H4 il ceppo che ha causato l epidemia trattata in questo articolo Le cellule sono lunghe circa 2 um ne solo alcuni ceppi appartengono sia agli EPEC che agli EHEC Gli organismi di questa specie possiedono la capacit di acquisire facilmente e fre quentemente caratteristiche genetiche da altri batteri che possono essere sia della stessa famiglia delle Enterobacteriaceae quindi microrganismi come Salmonella spp e Shigella spp sia altri ceppi di E coli Ci avviene attraverso un meccanismo di trasferimento orizzontale di materiale genetico tipico dei batteri Gram negativi che fa acquisire loro nuove caratteristiche fenotipiche Ne un noto qua
42. dati pubbli cati da LMM solo lo 0 001 dei circa 1 4 miliardi di chi lometri cubi d acqua pre senti sul pianeta realmente fruibile Nelle sue analisi economiche la World Bank ci ricorda che L acqua la possiamo contenere inca nalare raccogliere purificare confezionare trasportare e trasfor mare ma non la possiamo produrre AI pari di tanti altri questo esempio ricco di dati sconcertanti sottolinea come lo svi luppo sostenibile non potr mai prescindere dall atteggiamento responsabile dei cittadi ni consumatori e del mondo della politica e dell economia Se non evitiamo sprechi inutili e speculazioni il futuro sar sempre pi incerto e il solo progresso scientifico e tecnologico seppur indispensabile non po tr certo migliorare la situazione Meditate lettori meditate informazioni sul prossimo la Scienza al servizio dell Uomo e dell Ambiente Periodico trimestrale d informazione edito dal Consorzio Interuniversitario Nazionale La Chimica per l Ambiente INCA in collaborazione con GREEN la Societ Chimica Italiana SCI Direttore responsabile Fulvio ZECCHINI ig i 4 Consorzio INCA Dalle sostanze che costituiscono i capelli ai composti usati per la loro igiene e cosmesi CER 12 Angelo ALBINI Universit di Pavia Consiglio Scientifico del Consorzio INCA e Coordinatore del Gruppo Interdivisionale di Green Chemistry della SCI Vincenzo BARONE Analisi cli
43. dei due filamenti 3 INGRESSO 1 Vertice Sequenza oligonuclotide ACTTGCAG TCGGACTG CCGAGCAA GGCTATGT A U N I lati del grafo risulteranno quindi codificati nel modo seguente Lati 1 2 1 3 2 4 2 3 2 1 4 3 USCITA cammino hamiltoniano Sequenza complementare TGAACGTC AGCCTGAC GGCTCGIT CCGATACA Sequenza risultante GCAGTCGG GCAGCCGA ACTGGGCT ACTGCCGA ACTGACTT ATGTCCGA dalla stringa AG GG AA o pi semplice mente AGGGAA Se a questo numero si volesse sommare 250 ovvero TI GG AA si otterrebbe come risultato finale 1000 cio la stringa AT AA AA AA Questo calcolo parte da una provetta in cui vi siano inizialmente gli oligonucleotidi AGGGAA e TTGGAA in soluzione ac quosa ognuno con una concentrazione di una picomole 10 moli per il significa to di mole vedi Green n 2 pagg 39 40 ndr Con opportuni accorgimenti tecnici di biologia molecolare aggiungendo gli enzimi che regolano la sintesi la scissio ne e l unione delle catene di Dna si fa in modo che alla fine il processo risulti nella formazione di un solo oligonucleotide con sequenza AT AA AA AA che corrisponde secondo la nostra codifica a 1000 proprio la somma di 750 e 250 Quindi con il Dna computing possibile codificare i dati con sequenze nucleotidi che poste in una provetta iniziale applicare delle operazioni che trasformano il con tenuto della provetta e alla fine leggere
44. di sistemi colloidali viscoelastici formati da un liquido o un gas disperso e inglobato in una fase solida generalmen te costituita da un polimero Le molecole di quest ultimo interagendo tra loro me diante la formazione di legami covalenti gel chimici o non covalenti quali legami idrogeno forze di London e forze di Van der Waals gel fisici danno luogo alla formazione di un reticolo tridimensionale termicamente reversibile per 1 gel fisici ma non per quelli chimici Le forze che agisco no tra le molecole del polimero legate alla flessibilit delle catene e all affinit tra loro stesse regolano l espansione e la contra zione del reticolo La risultante di queste forze determina la sua capacit di suppor tare la fase continua che nei gel comune mente impiegati per la pulitura di superfici pittoriche costituita da uno o pi solventi miscelati Si forma cos una struttura che visivamente appare soffice ma che in re alt ha propriet di volume del tutto simili a quelle di un solido Dal punto di vista fenomenologico a livel lo macroscopico possiamo definire un gel come un sistema con caratteristiche inter medie tra un solido e un liquido si pensi ad esempio ai budini o alla panna cotta La prima definizione basata soprattutto su osservazioni empiriche macroscopiche quella data da Thomas Graham nel XIX secolo secondo la quale un gel una dispersione colloidale vedi anche il box a pag
45. drich W hler 1800 1882 considerato un pioniere della chimica organica grazie alla sua sintesi accidentale dell urea del 1828 Questa scoperta fece in pratica cadere la Teoria della forza vitale ritenuta valida per diversi secoli la quale affermava che fosse impossibile la forma zione delle molecole organiche tipiche degli esseri viventi a partire da quelle inorganiche diffuse nel mondo inanimato presenta agitatori meccanici come nel caso del batch e del CSTR E specificatamen te progettato per processi in cui il tubo pu essere imbottito con il catalizzatore generalmente solido rispetto al mix di re azione che liquido da qui l appellativo di catalisi eterogenea A seconda del tipo di riempimento che viene effettuato si de finiscono due tipi di PFR a letto fluido 0 fluidizzato e a letto fisso Nel primo caso il reattore possiede internamente delle griglie fini che dividono in pi parti il tubo nel senso della lunghezza il catalizzatore vie ne posizionato in una sezione sotto forma di granelli pellets con diametro maggiore della maglia delle griglie ci permette al flusso di sospendere vorticosamente queste particelle che non possono sfuggire dallo spazio delimitato in cui si trovano Nel caso del letto fisso invece il catalizzatore usato sempre sotto forma di pellets non si muo x N N X N N T Sintesi dell urea col processo di W hler Nel 1828 lo
46. e dopo il restauro sperimentale B Immagine riprodotta per genti le concessione dell Elsevier da doi 10 1016 j culher 2010 04 002 Copyright 2010 Reazioni In flusso continuo 5 micr oreattori il aboratorio a DI po al j E s E II l IC 7 gi Pdl aeee F Si n i ld i MaI yi I processi in flusso continuo Gi a cavallo del VI e V secolo a C il fi losofo greco Eraclito aveva interpretato l intero universo come un enorme flusso perenne nel quale nessuna cosa mai la stessa e tutto si trasforma la nota teoria del Panta rei Per la trasformazione ininterrotta della materia sfugge sovente alla nostra osserva zione E pi congeniale alla mente umana rilevare trasformazioni immediate e repen tine che non un lento maturare scandito da processi continui Tuttavia occorre sot tolineare quanto spesso la natura stessa si serva di questi ultimi per dare origine a tra sformazioni macroscopiche Basti pensare al flusso della linfa in un essere vegetale o ancor pi al sistema circolatorio degli ani mali dove avviene un continuo formarsi e rompersi di legami chimici fra l emoglo bina e l ossigeno che permette di fornire all organismo un agente ossidante necessa rio al metabolismo La lezione della natura per ha fatto gran de fatica ad essere compresa dalla chimica fine mentre l applicazione di processi a flusso continuo ha senz altro un ru
47. e Calogero Giancarlo Piscopo Dipartimento di Chimica Organica e Industriale Universit degli Studi di Parma Un esempio di synthesis machine con tre microreattori disposti in serie che permettono reazioni in sequenza Il diametro si aggi ra sui 25 cm 33 La misteriosa epidemia alimentare causata da Escherichia coli 0104 H4 che ha sconvolto l Europa Il batterio killer Sans 3 El nulla E Roberta Mazzoni Un epidemia inattesa il 22 maggio Le autorit tedesche attra verso il sistema di allerta rapido europeo EWRS Early Warning and Response Sy stem segnalano un aumento inconsueto di casi di Sindrome Emolitico Uremica SEU una rara e gravissima complicanza di alcune infezioni intestinali e di diarrea emorragica dovuti a particolari ceppi di Escherichia coli produttori di Shiga tos sina STEC Sono stati registrati infatti fino a quel giorno ben 138 casi di SEU due dei quali letali Inaspettatamente i pa zienti colpiti sono tutti adulti con una netta prevalenza almeno due terzi di donne ri spetto agli uomini una particolarit questa dal momento che questa sindrome solita mente colpisce in prevalenza bambini al di sotto dei cinque anni senza alcuna diffe renza significativa tra 1 sessi Le analisi eseguite sui pazienti individuano da subito come agente di infezione un cep po di Escherichia coli piuttosto atipico ca ratterizzato dal sierogruppo 0104 H4 come vedremo pi
48. ea in cui l azocomposto gi pronto all uso ma la molecola di dimensioni troppo grandi per penetrare a fondo attraverso la cuticola Questa colo razione provoca un cambiamento chimico e fisico della struttura del capello il quale rimane danneggiato con la cuticola par zialmente sollevata La decolorazione I decoloranti servono per schiarire pi o meno intensamente il colore dei capelli si pu passare per esem pio dal castano al biondo platino oppure la procedura pu essere effettuata prima di tingerli con un altro colore Infatti non sempre si pu passare direttamente da un colore all altro soprattutto da uno scuro ad uno pi chiaro Si tratta di un procedimento molto aggres sivo per la struttura del capello visto che necessario alterare chimicamente la me lanina Si riduce la quantit naturale del pigmento dapprima ossidandolo poi de polimerizzandolo fino ad avere molecole solubili che vengono lavate via dal capello Non sempre si ottengono 1 risultati desi derati infatti bisogna considerare che in realt la melanina presente in due for me l eumelanina di colore nero e la fe omelanina di colore rosso dorato Con la decolorazione la prima viene ossidata pi facilmente e per questo di frequente se il trattamento non effettuato bene 1 capelli decolorati assumono un colorito rossastro In tali casi abbiamo che l eumelanina sta ta completamente ossidata ma la feomela nina c
49. eazione 2 R SH H20 gt R S S R 2 H20 Infine le catene parallele della cheratina si trovano nuovamente unite covalentemente ma in punti sfalsati ci crea una forza tor sionale che arriccia il capello Ovviamente questa procedura se applicata in maniera scorretta pu danneggiare significativa mente il capello alterandone la struttura Si potr intuire come un simile processo possa essere usato per la lisciatura chimica la fase iniziale e quella finale sono in prati ca identiche mentre varia la fase interme dia anzich essere messi in piega 1 capelli verranno ripetutamente pettinati e lisciati Capelli e slogan Nutrire i capelli rafforzare le radici com battere la calvizie Questi sono solo alcuni dei messaggi pubblicitari dei quali spesso non c da fidarsi che affollano 1 media I cosmetici shampoo balsami creme lozioni e cos via non possono in alcun modo far ricrescere dei capelli o agire sulla loro vitalit non hanno un effetto farmaco logico in tal senso Sono per certamente utili per la loro igiene ottimale e per ren derli soffici voluminosi e pettinabili A titolo di esempio vediamo come agisce il cosmetico che sicuramente tutti usiamo lo shampoo L agente pulente rappresentato da diversi tipi di tensioattivi usati alterna tivamente o in opportune combinazioni Si tratta di molecole anfifiliche anfipatiche cio possiedono contemporaneamente resi dui idrofilici polari
50. ella freschezza del pesce La scarsa diffusione a livello industriale dei biosensori pare essere parzialmente dovuta al fatto che gli attuali criteri di controllo di qualit si basano sulla determinazione non di un singolo analita ma di parecchi di essi contemporaneamente spesso accompa gnata dal monitoraggio simultaneo di alcu ni parametri chimico fisici Diversamente 1 biosensori data la loro elevata specificit sono generalmente in grado di determina re un singolo analita anche se in maniera molto rapida e diretta Per questo motivo la ricerca in questo campo si sta orientan do verso lo sviluppo di microarray vedi di seguito spesso accoppiati alla flow in jection analysis FIA analisi a iniezione in flusso che permette il monitoraggio di pi parametri in parallelo Nella FIA ali quote dei diversi campioni da testare ven gono iniettate in un flusso di trasporto fino a raggiungere un detector nel nostro caso il biosensore accoppiato ad un sistema di rivelazione che misura l indice desiderato in maniera completamente automatizzata Da questo punto di vista nonostante la loro selettivit sia a volte insoddisfacen te o in un certo senso proprio per questo motivo tornano ad assumere una note vole importanza anche i tan ti ISE Ion Selective Electrodes Chimica analitica sviluppati soprattutto negli anni passati oppure i pi moderni ISFET Jon Sensitive Field Effect Transistor transistor ione
51. ello e gli dona le sue propriet meccaniche In fine ecco il midollo presente in modo di scontinuo nella zona pi interna dei capelli quella pi ricca di melanina che ne deter mina il colore Cuticola esterna Dentro ogni capello ci sono migliaia di macrofibrille Ogni macrofibrilla formata a sua volta da migliaia di microfibrille Le molecole principali che costituiscono i capelli sono la cheratina e i pigmenti vi sono poi diversi oligoelementi allo stato atomico La cheratina una proteina inso lubile con elevata resistenza meccanica e assal poco reattiva rappresenta la princi pale componente dello strato esterno della pelle dei capelli delle unghie E molto dif fusa negli animali superiori anfibi rettili uccelli e mammiferi dove esiste in due forme e qa cheratina tipica dei mammiferi si trova nei peli inclusa la lana corna unghie artigli zoccoli aculei es por cospino e f cheratina tipica di rettili e uccelli dove forma becchi scaglie unghie e artigli armature come quelle delle tartarughe e delle testuggini L a cheratina costituisce la maggior parte della corteccia del capello una proteina fibrosa la cui unit strutturale rappresen tata da un a elica che conferisce flessibilit alla molecola ma allo stesso tempo stabili t in virt dei ponti idrogeno presenti Tre o eliche si intrecciano fra loro per formare un filamento la protofibrilla tenuto insie
52. ello e permettere la penetrazione dei coloranti nella corteccia Dopo di che si riporta il pH al valore fisiologico lieve mente acido utilizzando una sostanza aci dificante al fine di riabbassare la cuticola Purtroppo quest ultima fase non sempre ha buon esito nel qual caso il capello risul ta danneggiato La colorazione permanente ossidativa Utilizza una tecnica di colorazione dure vole basata su una reazione chimica di ossidazione che consente l integrazione delle molecole coloranti all interno del fusto del capello e a differenza di quanto visto finora permette anche di tingere 1 capelli con tonalit pi chiare di quella di partenza Ci reso possibile dall utilizzo di molecole molto piccole che dopo aver attraversato la cuticola resa pi permeabi le mediante idratazione e alcalinizzazione vengono ossidate per formare composti co lorati Il meccanismo pu essere suddiviso in due fasi e applicazione dell acqua ossigenata in ambiente alcalino pH 9 applicazione del sistema cromogeno esso costituito da una molecola inco lore in genere si tratta di un ammina para sostituita e da un copulante di solito rappresentato da un aminofeno lo che modifica il colore primario Si pu dire che la reazione di azocopula zione descritta precedentemente avviene all interno del capello a differenza delle copulante m fenilendiamina m aminofenolo resorcinolo tintura temporan
53. ena alimentare mangimi animali vivi destinati al consumo umano alimenti ingredienti additivi ecc conservi traccia della propria storia lungo ogni punto della filiera produttiva dall origine delle materie prime fino alla distribuzione e al consumo Le registrazioni tenute per legge dai vari operatori dell industria agroalimentare e zootecnica origine delle materie prime distribuzione dei propri manufatti ecc consentono a loro stessi e o agli organi di controllo di ritirare immediatamente lotti potenzialmente contaminati in ogni fase della produzione e commercializzazione sal vaguardando quanto pi possibile il consumatore Fino al 2005 erano rintracciabili solo carni pesce e uova cio gli alimenti pi a rischio per la salute Dal 1 gennaio 2006 con l entrata in vigore del cosiddetto Pacchetto Igiene l obbligo della rintracciabilit stato esteso a tutti i prodotti agroalimentari La materia di cui e fatto l universo in maggior parte invisibile Col termine materia oscura gli astrofisici indicano la materia che non emette alcun tipo di radiazione elettromagnetica Essa appare quindi invisibile ai nostri occhi e ai vari telescopi e spettroscopi orbitanti o spaziali La sua esistenza non comunque messa in discussione provata da osservazioni indirette ed predetta da diverse teorie per poter spiegare alcune caratteristiche dell universo Le ipotesi oggi pi accreditate affermano che quest ultim
54. esa Ci in presenza di acqua permette la formazione di un gel fisico stabile e perfettamente trasparente grazie soprattutto alla formazione di legami a idrogeno Le potenzialit pi rappresenta tive di questi particolari sistemi risiedono nella possibilit di gelificare con estrema semplicit la maggior parte dei solventi o delle soluzioni acquose comunemente impiegati per la pulitura di dipinti su tela e tavola Inoltre possono essere utilizzati anche per le pitture murali e da un punto di vista operativo la loro preparazione estremamente semplice L utilizzo dei gel presenta diversi vantaggi rispetto all uso dei solventi liquidi 1 Grazie alla loro elevata viscosit il valore aumenta anche di 10 000 volte rispetto a un comune solvente liquido hanno un ottimo potere di ritenzione nei confronti dei solventi o delle solu zioni gelificate Questo limita l azione del solvente all interfase fra l opera e l ambiente esterno minimizzando la sua penetrazione all interno del dipin to Infatti la diffusione massiva delle molecole di solvente all interno di una fase gel assai inferiore a quella che si registra per la fase liquida Il loro im piego ancora pi vantaggioso quan do si deve ricorrere all uso di acidi e basi se vengono supportati in un gel si evita il rischio di diffusione all interno del dipinto Infatti se usati in forma libera soluzioni acquose potrebbero Chimica e nano
55. gare le informazioni alla popolazione i consu matori tedeschi prosegue l articolo sono stati traumatizzati dalle notizie contrad dittorie che venivano giornalmente diramate dalle tante troppe autorit coinvolte La comunicazione del rischio non affatto materia semplice Il primissimo sospetto sulla partita di cetrioli spagnoli ha messo in ginocchio l intero comparto produttivo del Paese Poi venuta la volta della soia quindi quella dei pomodori e della lattuga di origine incerta Sotto accusa anche la filiera del biologico La Commissione europea ha disposto misure di sostegno straordinario per gli agricoltori danneggiati dalla crisi di mercato stanziando 150 200 milioni di euro di aiuti Ma d altro canto come si potevano tacere i sospetti nel corso di un epidemia cos violenta e dalle conseguenze non di rado letali Quello che l editoriale di Nature critica maggiormente la mancanza in Germania di un unico ente deputato a gestire la comunicazione in episodi cos gravi In effetti sono situazioni come questa che mostrano la necessit di avere un agenzia nazionale che si occupi in esclusiva con grande competenza di questo aspetto cos delicato e spesso trascurato Una Food Standard Agency come quella britannica per intender ci che aiuti anche i giornalisti non sempre adeguatamente preparati a trattare temi medico scientifici cos complessi realt le analisi microbiologiche escludo no categori
56. gato a importanti episodi di tossinfezioni nei quali gli alimenti im plicati sono stati spesso latte crudo e carne non sufficientemente cotta Il ceppo re sponsabile dell epidemia di cui stiamo trat tando un EHEC con sierotipo 0104 H4 non molto diffuso e poco conosciuto Gli E coli enteroemorragici hanno come tratto pi distintivo la produzione di una o due citotossine chiamate Shiga tossine perch simili prodotta dal batterio Shigella dysenteriae o anche vero tossine perch attive su linee cellulari Vero nelle coltiva zioni in vitro Per tale motivo i ceppi EHEC sono noti anche come STEC Shiga like Toxin producing E coli o VTEC vero cytotoxin producing E coli creando spes so non poca confusione e con un approssi mazione non del tutto corretta Oltre alla produzione delle citotossine possono presentare altri fattori di virulen za quali formazione di un fattore di adesione detto intimina e presenza di emolisina e produzione di una serin proteasi e produzione di un enterotossina stabile al calore EAST presenza di uno speciale sistema di catalasi Gli STEC dopo l ingestione rilasciano le tossine nel lume intestinale qui le tossine si legano a recettori specifici situati sui villi intestinali provocandone la distruzione da cui la diarrea che pu essere spesso sangui nolenta La distruzione dell epitelio inte stinale pu favorire il passaggio in circolo delle tossine che posson
57. he favo riscono la formazione di sottoprodotti la quale pu essere favorita da temperature diverse da quella ideale per la conversione desiderata soprattutto nelle reazioni pi sensibili al controllo cinetico e termodina mico Questi due parametri se non correttamente monitorati possono favorire la formazione dei cosiddetti hot spots ovvero quei punti caldi con propriet chimico fisiche di verse dal resto della miscela all interno dei quali possono avvenire processi inde siderati AI contrario le dimensioni ridotte le for me e 1 percorsi appositamente studiati nei canalini dei microreattori da una parte permettono un rapido ed efficace mescola mento dei fluidi portando ad un migliore trasferimento di massa e dall altra grazie al notevole rapporto superficie volume favoriscono un ottimale trasferimento di calore mantenendo pressoch costante la temperatura all interno di tutto l ambiente di reazione Partendo da questi presupposti sono sta te identificate tre classi di reazioni per le quali un processo a flusso continuo in un microreattore risulta essere notevolmente vantaggioso CH O N NO NO Nel processo di nitrazione del toluene vedi pagina seguente si ottiene fondamentalmente una miscela di quattro prodotti A partire da sinistra troviamo le forme monostostituite 4 nitroto luene 1 metil 4 nitrobenzene e 2 nitrotoluene 1 metil 2 nitro benzene poi il 2 4 dinitrotolue
58. he si trova nello strato pi interno ancora presente perci sar necessario ri petere pi volte il procedimento Affinch la sostanza ossidante raggiunga l interno del capello e reagisca con la melanina necessario che passi attraverso la cuticola perci indispensabile sollevarne le squa me mediante alcalinizzazione La decolorazione distrugge circa la met dei ponti disolfuro che uniscono le fibre di cheratina e di conseguenza la resistenza del capello si riduce del 50 Questa tecnica richiede sempre la misce lazione di almeno tre prodotti al momento dell impiego sistema cromogeno azocomposto e una polvere a base di persolfati ad esempio sodio persolfato Na2S 0s addizionata con agenti alcalini e acqua ossigenata H202 e un olio o una crema contenenti am monio idrossido NH4OH Cambiare l aspetto dei capelli Nelle persone di colore i capelli hanno una sezione trasversale appiattita gli asiatici l hanno perfettamente circolare e 1 cauca sici di forma intermedia Ci determina rispettivamente l aspetto riccioluto liscio e ondulato della loro chioma I fenomeni migratori hanno favorito lo scambio gene tico fra le varie popolazioni e pertanto ora troviamo anche capigliature con caratteri stiche intermedie anche in uno stesso sog getto si possono trovare capelli di forma un po diversa La forma della sezione dei capelli dipende da quella della cavit del bulbo
59. i calcoli dell NSO le conseguenze sulla temperatura media della Terra sarebbero marginali Non si verificherebbe cio la mini era glaciale che qualcuno ha ipotizzato Il Sole osservato alla luce visibile in un periodo di minimo 2006 a sinistra e di massimo dell attivit delle macchie solari 2001 a destra Immagine National Solar Observatory Usa Un immagine dettagliata di un gruppo complesso di macchie solari che mostra delle ombre scure altamente magnetizzate e delle penombre dove visibile una struttura ben definita Immagine National Solar Observatory Usa dl s miamo i n Carta DE o a nostra uoragsine y 1 Bsharri Issos SNA Sl eELD Poeta pittorelelfilosofollibanese Profetaf EEE CI LELU TIIE gt L Assemblea Generale delle Nazioni Unite ha proclamato il 2011 Anno Internazionale delle Foreste per sostenere la gestione la conservazione e lo sviluppo sostenibile delle foreste di tutto il mondo http www un orgy en events iyof2011
60. i per diversi parametri Inoltre particolari indicatori chimici ci permettono di monitorare alcuni processi biochimici correlati con la salute di anima li e vegetali o con lo stato di conservazione di alcuni alimenti e altri prodotti deperibili Con il termine sensore si indica comu nemente un dispositivo che in grado di misurare una quantit fisica o chimica e di convertirla in un segnale facilmente leggi bile da un operatore o da uno strumento Per garantire l accuratezza della misura vengono tarati su appositi campioni stan dard a valore noto Ad esempio 1 vecchi termometri a mercurio ora fuori mercato trasformavano la temperatura nell espan sione termica del curioso metallo liquido in un capillare con una scala graduata di conversione che ci permetteva di leggere direttamente la temperatura Allo stato attuale la ricerca caratterizzata soprattutto da una grande vivacit e da un forte interesse nello sviluppo di nuovi tipi di sensore a stato solido uno dei quali cu riosamente basato sull il menite un minera le ossido di titanio e ferro FeTIO che presente anche nelle rocce lunari il quale potrebbe trovare applicazione nella misura e controllo dell inquinamento del nostro satellite conseguente alle missioni aerospa ziali Non deve per essere dimenticato il grande numero di classici sensori a vetro o a membrana solida liqui da polimerica o a dif fusione gassosa cio gli ISE Ion Se
61. i restauratori professionisti che hanno seguito tutte le fasi della sperimen tazione assieme ai ricercatori del CSGI hanno evidenziato i vantaggi di questi si stemi di pulitura e ne ipotizzano un grande potenziale per l utilizzo futuro e aderiscono perfettamente alla superfi cie del dipinto garantendo un azione omogenea sulla zona interessata dal trattamento l azione di solubilizzazione e o am morbidimento del materiale da ri muovere graduale e facilmente controllabile sia visivamente che al microscopio grazie alla trasparenza dei gel utilizzati e elevata elasticit dei sistemi HVPD permette una facile rimozione median te peeling che consente di perseguire contemporaneamente due risultati minimizzazione dei residui di gel sul la superficie del dipinto e dell azione meccanica necessaria per la sua rimo zione nel rispetto dell integrit del di pinto originale Emiliano Carretti Piero Baglioni e Luigi Dei Dipartimento di Chimica Ugo Schiff e Consorzio CSGI Universit degli Studi di Firenze 500 um Immagini della zona dell In coronazione della Vergine con Santi di Neri di Bicci interessata dal test di pulitura prima A e dopo B la seconda applicazione dell HVPD a base di PVA bora ce acqua acetone L immagine a falsi colori stata ottenuta con un microscopio USB portatile le parti da rimuovere sono rappre sentate dalle macchie scure che sono quasi del tutto scompars
62. ia riflessione frutto della lettura di alcuni articoli sull argomen to comparsi negli ultimi mesi sui quotidiani Da questi ho anche appreso della Giornata Europea contro lo spreco di acqua in pro gramma per il 9 novembre prossimo e che per arginare il fenomeno nel luglio scorso il Parlamento dell Ue ha chiesto ufficialmente di dichiarare il 2013 anno europeo contro lo spreco alimentare Accidenti sono scadute le uova quante volte capitato nella mia famiglia E a voi Et voil in quattro e quattr otto la classica con fezione da sei finisce nella pattumiera possi bilmente in quelle della raccolta differenzia ta Gi e senza che ce ne rendiamo conto 1 200 litri d acqua vengono dilapidati inutilmente iE DITORIALE di Fulvio Zecchini ali A STOP ALPA CAMPAGNA ABBONAMENTI S perch secondo i dati del Water Footprint Network www waterfootprint 0rg una Ong internazionale supervisionata tra gli altri da Unesco e Wwf considerando tuttii consumi legati alla produzione per ottenere un uovo da 60 grammi servono ben 200 litri d acqua Scioccati dai numeri C di peggio Un altro classico il latte scaduto prendiamo la bottiglia da litro e la gettiamo assieme a 1 000 litri di oro blu Se distrattamente ci casca un pacco di farina se ne vanno inu tilmente altri metri cubi visto che per produrre un chilo di grano servono 1 300 litri d acqua per il riso che ancora
63. iante Perci 1 rossi sono diffusi principalmente in Scozia e Irlanda mentre le chiome bionde lo sono nei Paesi scandi navi Oggi per con l effetto del villaggio globale anche tali nazioni sono coinvolte dall immigrazione di massa che porter al mescolamento delle razze e alla lenta ine sorabile scomparsa delle teste rosse Le tinture il parrucchiere diventa chimico La prima tintura per capelli stata for mulata nei primi anni del Novecento da Franz Str her un affermato parrucchiere della Sassonia fondatore della nota in dustria cosmetica Wella Negli ultimi cinquant anni la pratica si molto diffusa e circa il 40 delle donne la adotta rego larmente sia per nascondere la crescita dei capelli bianchi che per pura vanit o solo per la voglia di cambiare Le stesse moti vazioni spingono oggi numerosi uomini a tingersi la chioma cosa che si pu ottenere con tecniche e composti vari che vedremo brevemente di seguito La colorazione temporanea Tende a mo dificare temporaneamente la tonalit natu rale per conferire solo dei riflessi dalle to nalit diverse alla capigliatura I composti impiegati hanno un alto peso molecolare perci si depositano sulla cuticola del ca pello senza penetrarvi e vengono eliminati dopo qualche lavaggio Essendo una colo razione perlopi superficiale non altera la struttura del capello e i prodotti vengono applicati come uno shampoo A tal scopo i pi utilizzati
64. io che ha visto il pi alto nume ro di contagiati si verificato in Giappone nel 1996 dove dei germogli di ravanello serviti in una mensa scolastica e contami nati da E coli 0157 H7 infettarono pi di 8 000 persone prevalentemente bambini Le pratiche agricole di coltivazione ferti lizzazione raccolta e stoccaggio dei semi Fonte Iss e Who Paderborn in Germania dove erano stati registrati alcuni soggetti ammalati Infatti l esistenza di questi portatori sani rende pi probabile il contagio interpersonale o la contaminazione da individuo ad alimento In particolare le autorit sono preoccupate per lo svolgersi delle numerose manife stazioni estive come le sagre e 1 festival dove generalmente i livelli igienici la sciano un po a desiderare Ci potrebbe fa vorire il riaccendersi di focolai d infezione Come ha scritto qualcuno il batterio kil vengono compiute in condizioni tali per cui la contaminazione dei semi stessi as solutamente possibile le successive fasi di germinazione si realizzano poi in condizio ni ideali per la crescita di eventuali patoge ni tempo temperatura attivit dell acqua pH e nutrienti Da un punto di vista normativo il proble ma stato affrontato gi da tempo In par ticolare il documento CAC RCP 53 2003 Code of Hygienic Practice for Fresh Fru its and Vegetables del Codex Alimentarius riporta una sezione specificatamente dedi cata alla produzi
65. io e acetato fer menta gli zuccheri esosi trasformandoli in acidi e CO tale il suo ritrovamento nelle acque e negli alimenti viene associato a contaminazione fecale diretta o indiretta ed indice del la possibile presenza di agenti enteropa togeni Per questo la sua concentrazione nell acqua destinata al consumo umano di balneazione ecc e in molti alimenti viene limitata per legge Gi nel 1920 fu scoperto che Escherichia coli poteva occasionalmente causare ga stroenteriti con una mortalit piuttosto im portante soprattutto tra 1 neonati In effetti Sintomi delle infezioni causate da alcuni patotipi di E coli Tempo nella tabella seguente Da un punto di vista sierologico tutti i ceppi di E coli patogeni e non si posso no invece classificare sulla base di antige ni somatici O flagellari H e capsulari K quando si parla di un E coli 0157 H7 oppure 0104 H4 ci si riferisce proprio a questa classificazione Normalmente 1 di Versi sierotipi presentano un ben preciso meccanismo di azione e pertanto rientra no nei diversi patotipi senza sovrapposizio Theodor Escherich Ansbach 1857 Vienna 1911 medico e batteriologo austro tedesco Patotipo d incubazone Durata malattia Principali sintomi EPEC CO da 6 ore Diarrea nausea crampi addominali vomito mal di testa febbre brividi enteropatogeni 77 a 3 giorni La diarrea acquosa con molto muco ma senza sangue ETEC Diarrea a
66. itato le localit tedesche in teressate dal focolaio epidemico Sempre E coli 0104 H4 O nscio terret ee p do si ha il sospetto microbi si sa tutti A maggior glia i CUO nte sviluppati si aitame Pae dove vigono nor dell Europa controlli frequenti Questo fino a quando la real obi non conosc o killer di or in panico esso ag ia di un allar sj trasforma quanto SUCC diffusa la notizi causata da un mi X Vi raccontiamo cos e com andata a finire 0 0 5 0 10 0 L uso di pesticidi nelle coltivazioni Cibi geneticamente modificati Modalit di allevamento degli animali Conservanti e coloranti Malattie come la mucca pazza o l influenza aviaria Carne e latte ottenuti da animali clonati Non sa all 8 giugno sono 11 le nazioni colpite con un totale di 96 casi registrati 33 dei qua li evolutisi in SEU un decesso in Svezia dove si conta il maggior numero di infetti dopo la Germania 46 I numeri dell epidemia sembrano esplode re solo nella giornata dell 8 giugno lin cremento dei contagi in Germania di 323 unit 160 180 e 159 quello dei tre giorni successivi Segnalazioni giungono anche dalla Svizzera 5 casi dal Canada e da gli Stati Uniti rispettivamente 1 e 4 casi fino all 8 giugno e sono comunque per la maggioranza anche questi legati a viag gi in Germania Qui si verificato 1l 97 dei 3 343 casi di contagio registrati al 14
67. izio rappresentato degli accu muli di gas che spesso vengono osservati ai loro confini i quali non potrebbero essere trattenuti dalla forza gravitazionale se la loro massa fosse dovuta solo alla presenza della materia visibile Un fenomeno simile avverrebbe per il moto delle galassie negli ammassi esse non potrebbero essere forza te ad orbitare intorno al centro del cluster e sarebbero in grado di sfuggire Ancora come vedremo nell im magine riportata alla fine di que sto articolo negli ultimi anni la Nasa riuscita anche a mappare la materia oscura in alcuni am g _ massi galattici giganti basan J dosi sull interazione tra for j za di gravit e radiazione elettromagnetica Infatti la deviazione di quest ul tima mentre viaggia at traverso le galassie per venire poi registrata dai telescopi spaziali non spiegabile con la sola mas sa della materia visibile i dA si pa l n Ly 7 6 La navicella russa Soyuz a si nistra e lo Shuttle Atlantis a destra sono attraccati all Iss la Stazione spaziale internazio nale La foto stata scattata il 12 luglio 2011 durante l ultima missione del Programma Space Shuttle della Nasa In primo piano visibile l Alpha Magnetic Spectrometer AMS installato sull Iss durante il viag gio precedente dell Atlantis Si tratta di un detector di particelle di ultima generazione dedicato alla ricerca sull antimateria e sulla materia oscura ol
68. l pari di altri materiali a ma trice cellulosica e dei manufatti con essi realizzati pu essere datato con specifici biosensori Il naso elettronico di ultima ge nerazione sviluppato dal Jet Pro pulsion Laboratory della Nasa Lo strumento vero e proprio qui di colore grigio lungo cir ca 15 centimetri peso 840 g e viene inserito in una custodia protettiva che funge da pannello di controllo e interfaccia dati E stato testato per pi di sette mesi 2008 2009 sulla Iss la Stazio ne spaziale internazionale per il controllo dell atmosfera a bordo tramite pattern recognition dei dati forniti da 32 sensori semi selettivi Immagine JPL Nasa L G n BU i Gi Gi LL ag to D x all ba pit TIZIA e LI a i i f i ce i Fi ba fa he i 7 a PESCA Arr TIT A T A Li P KOH drm Tn k A LI F i i AHI 4 T til i ho LI t ambientale tura selettiva tichi Dl E e nt ipi D la pi did le 4 as gt Li gel D g ig ha Aat Lu Ila tutela dell ambiente della salute e del nostro patrimonio artistico e IONI e ne N Piero Bagl aa al s n k si G d e Pi a d an RE i 5 i I Carrett rest SI sx Ea a Di T c 4 SO nik scelti fra quelli comunemente impiegati perda rimozione dei materiali viscosit gel a base di polivinilal ol
69. lective Electrodes molti dei quali sono disponibili in commercio da di versi anni e risultano quindi ben collauda ti Con essi possibile effettuare un gran nu mero di determinazio ni su numerosi substrati alimentari farmaceutici e ambientali Passando all argomento cen trale di questo articolo va in primo luogo osservato che se l impiego di microrgani smi e di enzimi nell ambito dei processi di produzione sia alimentare che farmaceuti ca costituisce ormai da anni una realt in continuo sviluppo l uso di biosensori cio di sistemi biologici in campo analitico risul ta pi recente e le applicazioni pi frequenti sono quelle dei test enzimatici in biochimi ca clinica In quest ambito le metodologie associate alla rivelazione spettrofotometrica sono ormai numerosissime ben codificate e facilmente reperibili tanto vero che sono in commercio kit affidabili utilizzabili per diversi tipi di analisi anche per autovalu tazioni fai da te Va infatti ricordato che il primo utilizzo di un biosensore a livello commerciale stato quello per l autocon trollo della glicemia da parte dei diabetici che sfrutta l enzima glucosio ossidasi I biosensori Lo sviluppo dei metodi di immobilizzazio ne degli enzimi ha permesso di costruire negli ultimi anni un buon numero di bio sensori tra i pi innovativi troviamo 1 mi crobial sensor 1 tissue sensor 1 cell sensor e altri ancora che sfrutta
70. litamente derivati dello zolfo Cosmetica ricerca e salute I composti chimici presenti nelle tinture provocano frequentemente reazioni allergi che che si manifestano con prurito arrossa mento comparsa di vescicole croste e de squamazione Tra le molecole incriminate troviamo la parafenilendiammina la para toluendiammina e il resorcinolo che oltre a causare le reazioni appena menzionate provocano anche altri effetti collaterali quali edema del viso delle palpebre della testa e delle orecchie Purtroppo questa solo la punta dell iceberg infatti numero s1 studi mettono in evidenza l aumentata incidenza di alcune forme di cancro negli utilizzatori di tinture per capelli e nelle ca tegorie professionali esposte Tale relazione non emersa durante le sperimentazioni sugli animali eseguite diversi anni fa ma studi pi recenti ne han no messo nuovamente in dubbio l innocuit Una ricerca con dotta a Los An geles pubblicata nel 2001 sulla rivista Interna tional Journal of Cancer ha riaperto la di scussione sul legame tra tumo re e componenti delle tinture I ricercatori hanno osservato un gruppo di pazienti di et compresa tra 125 e i 64 anni affetti da cancro alla ve scica Lo studio ha permesso di identificare l uso delle tinture per capelli come fatto re di rischio nello sviluppo della malattia E stata anche analizzata la relazione con l esposizione professionale evidenziando
71. lo non perturbato in caso di ef fetto positivo ad esempio l aggiunta di un nutriente e diminuisce in quello contrario come l aggiunta di un composto tossico l esposizione a radiazioni ecc Ad esempio tale sistema stato usato nel monitoraggio dell inquinamento elettro magnetico della telefonia cellulare Con questo tipo di biosensore infatti possibi le valutare l inibizione e la relativa rever sibilit dell attivit respiratoria delle cel lule di lievito esposte per 24 e 48 ore in un simulatore di radiofrequenze camera ane coica G TEM che riproduce una situazio ne di esposizione ai campi elettromagnetici di frequenza pari a quella dei telefoni cel lulari di prima generazione 900 MHz 120 V m Anche grazie a questi studi pochi Chimica analitica r n mesi fa l Oms l Organizzazione mondiale della sanit ha emesso un comunicato in cui classifica l uso del cellulare fra le pos sibili cause di cancro ci non per anco ra certo anzi i vari esperti non concordano su questo tema e sono necessarie ulteriori ricerche soprattutto indirizzate verso la possibile sinergia fra i campi prodotti dai cellulari e altre perturbazioni Un altra applicazione dei biosensori respi rometrici a cellule di lievito il monitorag gio delle acque si pu misurare la tossicit di quelle naturali contaminate con sostanze xenobiotiche quali ioni metallici Cd Cr Pb Cu
72. ltri che si sono formati contemporaneamente Per realizzare il secondo step dell algorit mo si devono scartare ricorrendo alla po limerasi ovvero alla replicazione di nuovi filamenti di Dna tutti 1 percorsi che non iniziano e terminano nei vertici desiderati Il terzo si basa sull elettroforesi su gel di agarosio che permette di separare tutte le molecole di Dna che hanno la lunghezza giusta nel nostro caso 24 nucleotidi Men tre il quarto prevede l eliminazione dei percorsi che non passano per tutti 1 vertici Questa fase realizzata usando iterativa mente la separazione per affinit che sfrut ta il principio di complementariet delle basi mediante il quale partendo dalla co difica di un vertice si separano usando una colonna che contiene opportuni frammenti immobilizzati di Dna tutte le sequenze che contengono quel vertice Nella passo finale il quinto si verifica la presenza nella provetta di almeno una mo lecola di Dna questa fase avviene ampli ficando il risultato della fase precedente cio moltiplicando enormemente loligo nucleotide presente grazie alla tecnica nota come PCR Polymerase Chain Reaction che sfrutta le capacit replicative del Dna dell enzima polimerasi Il prodotto di re azione viene nuovamente controllato me diante elettroforesi su gel per verificare che abbia la lunghezza prevista Nel nostro cal colo si ottiene come risultato la sequenza GCAGTCGG ACTGGGCT ATGTCCGA corrispo
73. mpanti Il materiale fotovoltaico viene spruzzato sul foglio con opportuni accorgimenti tecnici e quest ultimo diventa capace di catturare l energia del Sole trasformandola in elettricit Immagine Patrick Gillooly Carta fotovoltaica La nuova tecnologia stata sviluppata da un team statunitense del Massachusetts In stitute of Technology MIT di Cambridge la cui ricerca stata pubblicata 18 luglio scorso sulla versione online di Advanced Materials E ci piace sottolineare che il primo dei nove autori elencati il giova ne studente di laurea specialistica Miles C Barr Si pu impiegare carta comune per la stampa di celle fotovoltaiche grazie all uso innovativo di vapori a 120 C e non di inchiostri liquidi e o alte temperature come fatto in precedenza per ottenere pan nelli flessibili queste condizioni blande di fabbricazione permettono anche l utiliz zo di supporti di stoffa o plastica Certo non semplice come stamparsi una fotografia delle vacanze col PC di casa Per creare l array di celle fotovoltaiche 1 ret tangolini scuri visibili sul foglio devono essere depositati sottovuoto su uno stesso foglio ben cinque strati di materiale con passaggi successivi utilizzando un apposi ta maschera che pu essere anche di carta Il processo in realt pi simile a quello utilizzato per depositare lo strato argentato interno protettivo nei sacchetti per patatine e snack simili
74. ndente al cammino 1 2 2 4 e 4 3 Un problema booleano Un altro algoritmo risolvibile con il Dna computing quello della soddisfacibilit di un problema booleano rappresentabile con una formula contenente un insieme finito di variabili x7 x2 Xn e 1 connettori lo gici AND OR NOT Una funzione boole ana B x x2 Xn si dice soddisfacibile se esiste almeno una sequenza di n valori scelti in 0 1 per i quali essa assume il valore 1 Un esempio B x y x OR y AND x OR y Biochimica e informatica x 7 ba Y F m a AND pa ai rn oR pee am TABELLA DI VERITA FORTA AND IE soddisfacibile poich B 1 0 1 OR 0 AND 0 OR 1 1AND1 1 Qui sopra riportata una rete combinato ria con relative tabelle di verit associabi le alla funzione booleana considerata Nonostante la complessit dell argomento trattato in estrema sintesi siamo in pre senza di temi dall alto valore didattico affascinanti esempi della sempre maggior interdisciplinarit della scienza e in parti colar modo delle nanotecnologie nei casi esposti si passa dall informatica alla bio logia e dalla matematica booleana all elet tronica digitale Aldo Domenico Ficara Ingegnere elettrotecnico Docente di elettrotecnica presso VIS di Furci Siculo ME PORTA OR APPROFONDIMENTI IN RETE e Calcolare con il Dna di Raffaella Franci http www mat unisi itfmat
75. ne 1 metil 2 4 dinitrobenzene e il 2 4 6 trinitrotoluene 2 metil 1 3 5 trinitrobenzene Quest ul timo pi noto come tritolo o TNT altamente tossico e viene usato comunemente come esplo sivo ad uso bellico e industriale talvolta anche impiegato quale reagente nei processi di sintesi CATALIZZATORE SPAZIATORE SUPPORTO SOLIDO Immobilizzazione di un catalizza tore solubile Viene prima legato chimicamente ad una catena di atomi fase 1 detta spaziatore a sua volta fissata su un opportuno supporto solido fase Il 1 Reazioni particolarmente veloci meno di 1 secondo Richiedono spe cie altamente reattive come cloro bro mo acido cloridrico o composti orga nometallici come quelli di Grignard e solitamente sono condotte a basse temperature La corretta miscelazione dei reagenti un parametro fondamen tale 2 Reazioni veloci tra 1 secondo e 10 minuti Si svolgono sotto controllo cinetico per cui essenziale un cor retto trasferimento di calore al fine di evitare la formazione di gradienti di temperatura che causano una notevole perdita di selettivit 3 Reazioni lente pi di 10 minuti L utilizzo di microreattori non pro duce un significativo miglioramento delle prestazioni dal punto di vista cinetico ma riduce sensibilmente il rischio chimico diminuendo 1l volume dei reattivi Gli esempi di reazioni condotte in micro reattori sono gi molto numerosi con per form
76. new family of high amp viscosity polymeric dispersions for cleaning easel paintings 373 380 Copyright 2010 Elsevier pioppo raffigurante il Santo inginocchiato con lo sguardo rivolto verso l alto in un atteggiamento di venerazione vedi figura a pagina precedente Da una sezione del materiale pittorico possibile intuire la composizione stratigrafica dell opera La tavola sembra essere stata impannata una tela forse in canapa stata incollata sul tavolato e su di essa l artista ha deposto una sottile preparazione di gesso e colla Su quest ultima stato steso uno strato di co lore grigio prima della dipintura vera e pro pria eseguita con colori a olio usando una tavolozza caratterizzata per la maggior par te da tonalit calde di rosso e marrone e dal bianco Lo strato pittorico risulta coperto da un film protettivo composto da vernici ormai imbrunite a seguito di fenomeni os sidativi applicato in precedenti interventi di restauro che compromette parzialmente la corretta lettura del dipinto Da anni sono in corso ricerche per mettere a punto una metodologia di pulitura ap propriata che permetta un assottigliamento selettivo e graduale della vernice superfi ciale Sono state eseguite prove di pulitura mediante HVPD a base di PVA nella zona della veste bianca del Santo I sistemi da applicare sono stati selezionati in base alle loro propriet meccaniche macroscopiche e alla loro composizi
77. news 219 doc e Frontiere della ricerca DnaCompu ting il calcolatore in provetta di Vincenzo Manca Mondo Digitale n 4 dicembre 2006 http www mondodigitale net Rivista 06 numero _5 Manca_p 19 32 pdf e Dispense di nanotecnologie del blog Dieci alla meno nove http chiacchieresulnano blogspot com e Dna computing su http en wikipedia org wiki DNA_computing Elettroforesi su gel di agarosio Frammenti di Dna oligonucle otidi di diversa lunghezza pos sono essere separati con questa tecnica facendoli correre su un gel immerso in un opportu na soluzione attraversata da un campo elettrico Il Dna si muove verso il polo positivo in basso Alla fine della corsa i frammenti pi piccoli arrivano pi lontano potendo penetrare pi facilmente tra le maglie polisaccaridiche del gel Uno standard di lunghezza detto molecular ladder corsia di sinistra permette valutare il numero di nucleotidi di cui sono composti i frammenti per con fronto del tratto percorso Per visualizzare i frammenti di Dna il gel stato colorato con etidio bromuro e poi fotografato agli UV Wikipedia Pare una normale stampa su carta comune di un disegno geometrico pieno di piccoli rettangoli scuri Invece un pannello solare assolutamente flessibile tanto da poter essere piegato e messo in tasca realizzato con una tecnologia a getto d inchiostro ispirata a quella delle nostre sta
78. niche controllo degli alimenti monitoraggio ambientale archeometria e scienza dei materiali 18 Scuola Normale di Pisa e j Presidente della SCI Sistemi nanotecnologici a basso impatto ambientale cai fi 4 Re Armandodoriano BIANCO per la pulitura selettiva di dipinti antichi dg 4 i Universit La Sapienza di Roma Past President della SCI sezione Lazio ine i 26 Franco CECCHI Reazioni in flusso continuo e microreattori Universit di Verona Presidente del Consorzio INCA L i demiaal 34 Giovanni SARTORI a misteriosa epidemia a mentare ento causata da Escherichia coli 0104 H4 Consiglio Scientifico del Consorzio INCA 42 Corrado SARZANINI Salta DELI Universit di Torino La materia di cui fatto universo Presidente della Divisione di Chimica in maggior parte invisibile dell Ambiente e dei Beni Culturali della SCI 46 Ferruccio TRIFIR Universit di Bologna i Direttore de La Chimica e l Industria Computer di nuova generazione superveloci edita dalla SCI grazie all uso del Dna Luigi CAMPANELLA Universit La Sapienza di Roma 50 Consulente esterno Coordinatore del e Carta fotovoltaica Consiglio Scientifico del Consorzio INCA e Sole stanco en x Direzione redazione e amministrazione Rivista Green c o Consorzio INCA Via delle Industrie 21 8 30175 Venezia Marghera Tel 39 041532 1851 int 101 Fax 39 041 259 7243 Registrazione al Tribunale di Venezia n 20 del 15 luglio 20
79. no con la loro porzione idrofoba mentre possono essere solubiliz zate e quindi lavate via grazie alla porzio ne idrofilica Gli shampoo curativi sono addizionati con molecole che hanno un azione farmaco logica riconosciuta Uno degli esempi pi classici riguarda quelli che combattono la forfora causata da una proliferazione ec cessiva della flora microbica del cuoio ca pelluto La loro efficacia si deve all attivit battericida e antimicotica e al potere pulen te senza essere eccessivamente aggressivi devono eliminare la forfora senza aggrava re l irritazione dell epidermide A tal scopo questo tipo di shampoo pu essere addizio nato con i seguenti composti e catrami come l olio di cade catrame di legno di ginepro o catrame di carbone fossile che vengono utilizzati contro la psoriasi e la forfora del cuoio capelluto in quanto hanno una certa efficacia che ratolitica e antipruriginosa e ammidi dell acido undecilenico sali di zinco o derivati di piridin tione Per quanto riguarda gli shampoo antisebor roici essi possono essere classificati in due categorie e legno di Panama detergente non io nico dolce possono essere utilizzati dai soggetti aventi cuoio capelluto grasso sono noti per non danneggiare la cheratina e non provocare seborrea reattiva tuttavia essendo poco schiu mogeni non sono ben accetti da parte dell utente agenti che tendono a rallentare la se crezione sebacea so
80. no la rivelazione elettrochimica amperometrica o potenzio metrica Anche in questo caso le prime e pi diffuse applicazioni si trovano nel set tore chimico clinico ma negli ultimi tempi lo sviluppo di biosensori con possibilit d impiego nei controlli dell industria ali mentare e farmaceutica ha destato notevole interesse Ad esempio nel campo dei test chimici sugli alimenti i biosensori possono essere impiegati per diversi scopi alcuni dei quali sono riportati di seguito 1 Analizzare parametri che devono es sere determinati in tempo reale per il controllo di filiera con elevata sensibi lit e specificit ma anche con rapidi t ed economicit un simile approccio comincia ad essere usato anche nella farmaceutica 2 Determinare sostanze chimiche che fungano da indicatori ad esempio di contaminazione microbica o di dete rioramento ossidazione ecc In tal modo si pu verificare lo stato di fre schezza e la corretta conservazione in determinate condizioni per periodi di tempo pi o meno lunghi sia degli ali menti che di farmaci e vaccini 3 Rivelare la presenza di tracce di com posti chimici contaminanti di tossine oppure di additivi e conservanti vari 4 Fungere da rivelatori di processi cro matografici Numerosissime sono anche le applicazio ni in campo ambientale per la determina zione di pesticidi idrocarburi gas tossici In molti casi il limite di rilevabilit della concentrazione ti
81. ntag gio delle HVPD a base di PVA che esse sono trasparenti e incolori permettendo il monitoraggio visivo in continuo del dipin to durante tutta la durata dell operazione di restauro Due esempi Alcune delle HVPD formulate durante la ricerca al CSGI sono state selezionate per l esecuzione di prove di pulitura di pitture antiche lo scopo stato quello di valutare la loro efficacia nel rimuovere materiali su perficiali di degrado costituiti da vernici non appartenenti all opera originaria soli tamente applicate in passato sulle superfici pittoriche con funzione protettiva Ogget to dei test sono due dipinti su tavola il Santo Stefano di Ludovico Cardi 1559 1613 detto il Cigoli e L incoronazione della Vergine con Santi di Neri di Bicci 1470 1475 Il primo un dipinto a olio su legno di Incoronazione della Vergine con Santi XV secolo di Neri di Bicci Galleria degli Uffizi Firenze tem pera a uovo su tavola Il riquadro indica la regione dove sono stati eseguiti i test di pulitura A destra riportato un particolare dei mate f riali presenti in superficie costituiti I da due strati sovrapposti una tessi tura scura a cui si sovrappone uno strato di grumi di colore scuro Immagine riprodotta per genti le concessione della Elsevier da Journal of Cultural Heritage 11 E Carretti I Natali C Matarrese P d Bracco R G Weiss P Baglioni A Salvini L Dei A
82. nte idrolisi del polivinilaceta to La presenza dei gruppi ossidrile OH polari nelle catene polimeriche permette di formare legami a idrogeno e soprattutto lo rende idrosolubile Una caratteristica im portante la sua capacit di gelificare so luzioni acquose semi diluite per effetto di reazioni di complessazione con diversi ioni inorganici quali lo ione borato lo ione anti moniato e lo ione vanadato In particolare nel corso degli anni l attenzione dei ricer catori si focalizzata sui sistemi termore versibili basati sul complesso PVA borato perch si sono rivelati molto interessanti sia dal punto di vista delle propriet chimi co fisiche che dal punto di vista industria le Si tratta infatti di sistemi estremamente versatili le cui propriet meccaniche pos sono essere facilmente modulate giocando sulle concentrazioni di PVA e ione borato La reologia studia le propriet chimico fisiche dei materiali che presentano com portamento viscoso ed elastico La sua applicazione nell analisi delle proprie t meccaniche di questi sistemi a base di PVA acqua borace ha dimostrato che in realt non possono essere considerati rigo rosamente dei veri e propri gel in questo caso pi corretto parlare di HVPD High Viscosity Polymeric Dispersions disper sioni polimeriche ad alta viscosit In ter mini pi tecnici il modulo elastico G di questi sistemi non sempre maggiore del modulo viscoso G
83. nto preoccu pante esempio la diffusione della resisten za agli antibiotici Gli E coli enteroemorragici Il ceppo di E coli che ha causato l epi demia scoppiata in Germania nel maggio scorso stato classificato come EHEC enteroemorragico I membri di questo pa totipo rappresentano attualmente una delle sfide microbiologiche pi impegnative per il settore alimentare paragonabile secon do alcuni autori a quella rappresentata dal Clostridium botulinum agente eziologico del botulismo circa 80 anni fa Gli EHEC sono infatti naturalmente pre senti nell intestino di molti animali da alle vamento quindi piuttosto diffusi nell am biente Le dosi infettanti sono basse anche meno di 100 batteri le infezioni possono decorrere in maniera asintomatica ma in alcuni casi si hanno patologie estrema mente gravi con complicanze irreversibili potenzialmente letali che colpiscono con maggior frequenza 1 bambini Crescono in un range di temperatura tra i 7 ei 50 C con un optimum di 37 C Pos sono svilupparsi in ambiente acido fino a un pH di 4 4 e in presenza di valori di at tivit dell acqua di 0 95 vedi Green n 23 pag 42 Sono batteri termosensibili e per tanto vengono facilmente distrutti dai co muni trattamenti di cottura degli alimenti almeno 70 C al cuore del prodotto e di pastorizzazione Tra gli EHEC il pi conosciuto e studiato senz altro PE coli 0157 H7 scoperto nel 1982 e colle
84. o cos raggiungere il loro tessuto bersaglio costituito dall endo telio vasale del distretto intestinale e renale Le manifestazioni cliniche dell infezione possono variare da una semplice forma di diarrea a una colite emorragica che pu sfo ciare nella Sindrome Emolitica Uremica Le infezioni da EHEC sono considerate generalmente delle zoonosi dal momento che questi microrganismi albergano fre quentemente nell intestino dei ruminanti in particolare dei bovini per i quali non risultano patogeni Questi ultimi costitui scono senza dubbio il reservoir naturale pi importante L uomo pu infettarsi o per contatto diretto con animali portato ri oppure tramite alimenti contaminati all origine o lungo la filiera produttiva e non sottoposti ad adeguato trattamento ter mico Anche alcune matrici ambientali possono fungere da vettore come acqua o suo lo contaminati reflui zootecnici usati per pratiche di fertilizza zione irrigazione Una volta acquisita l infezione da STEC che negli adulti pu presentarsi in forma asintomatica frequente la tra smissione attraverso la via oro fecale da persona a persona 0 tramite la contamina zione di alimenti da parte di individui in fetti questa la modalit di contagio pi frequente per i bambini pi piccoli i quali tendono a sviluppare come abbiamo detto la malattia invece con sintomi pi gravi Diversi alimenti sono stati in passato im plicati in epis
85. o lo sta bilimento della Bassa Sassonia che sembra invece all origine del epidemia tedesca Il 27 giugno l EFSA l European Food Sa fety Authority organizza una task force per individuare l origine dei germogli ormai chiaramente identificati come la causa pi probabile dell epidemia Tra i suoi membri vi sono funzionari ed esperti della Com missione europea degli Stati membri inte ressati del ECDC della Who e della Fao L Italia rappresentata dalla dottoressa Gaia Scavia dell Iss e dal dottor Giancarlo Belluzzi del Ministero della Salute Viene avviato uno studio di rintracciabili t di prodotto per risalire agli spostamenti lungo la filiera di produzione e commer cializzazione dei vari lotti di semi fino ad arrivare al consumatore finale Il risultato arriva presto il 5 luglio il collegamento pi probabile tra i focolai infettivi registrati in Francia e in Germania rappresentato da un lotto di semi di fieno greco n 48088 prodotto in Egitto nel 2009 vedi figura a lato Poich non si conosce l esatta fase di lavorazione durante la quale il prodotto stato contaminato non si pu escludere ci sia accaduto anche per altri lotti Inoltre poich i semi per la produzione di germogli edibili sono spesso venduti sotto forma di miscele di essenze non possibi le escludere una contaminazione crociata Cos in via cautelativa viene raccoman dato ai consumatori di non coltivare e di non cons
86. o sia formato per oltre il 95 da materia oscura In questo articolo cerchiamo di fare luce assieme su questo ennesimo mistero del cosmo La materia oscura Non si vede ma c Non sempre si pu applicare il metodo scientifico classico in maniera ortodossa partendo dall osservazione di un feno meno per giungere alle conclusioni sulla validit di un ipotesi ad esso correlata attraverso l osservazione e le prove speri mentali Ne un classico esempio l astro fisica che spesso deve basare le sue teorie su prove indirette Certo quelle sulla ma teria oscura sono divenute pi affidabili negli ultimi quarant anni grazie al mi glioramento della tecnologia degli stru menti d indagine e all accumularsi delle conoscenze Nonostante sia invisibile dato che non emette radiazione elettroma gnetica vi sono diverse valide indicazioni in merito alla sua esistenza In primo luogo la velocit delle stelle in una galassia a spirale come la nostra Via Lattea Alcune considerazioni della mec canica di questo particolare moto orbitante prevedono che la velocit tangenziale ti pica di ogni stella decresca all aumentare della distanza dal centro della galassia In realt alcuni metodi di osservazione indi retta hanno evidenziato l esatto contrario e la spiegazione pi accreditata coinvolge la presenza di materia non visibile diffusa nell alone di ognuna delle galassie Un ul teriore ind
87. odi di infezione da STEC particolarmente carne non abbastanza cotta latte crudo ma anche una variet di prodotti freschi come germogli spinaci lattuga succhi di frutta e formaggio La SEU Sindrome Emolitica Uremica La SEU la complicanza pi rara e grave che pu associarsi ad un infezione causata da E coli enteroemorragici Si stima che normalmente il 5 10 dei pazienti conta giati da EHEC possa sviluppare la sindrome con una netta prevalenza di bambini sotto i cinque anni Nonostante la sua bassa inci denza rappresenta la causa pi importante di insufficienza renale acuta nell et pedia trica in particolare nei primi anni di vita Clinicamente la SEU caratterizzata da anemia emolitica anormale distruzione di globuli rossi trombocitopenia basso numero di piastrine e grave insufficienza renale che pu richiedere il trattamento con la dialisi Il 25 30 dei pazienti pu essere interessato da complicazioni neurologiche Nella fase acuta pu essere fatale nel 3 5 dei casi e una percentuale simile pu svi luppare insufficienza renale cronica La SEU come complicanza di infezioni provocate da E coli STEC nell uomo mo nitorata nel nostro continente dal Sistema di Sorveglianza Europeo TESSy e 1 dati sono registrati annualmente dall ECDC l European Center for Disease Control I dati mostrano un aumento dei casi di infe zione STEC e di SEU passando dal 2007 al 2009 e la relativa gra
88. olo fon damentale in quella che la grande produ zione industriale Tuttavia anche in questo campo i primi reattori furono di tipo batch cio veri e propri contenitori in cui veni vano inseriti 1 reagenti il catalizzatore e il solvente per poi chiudere ermeticamente raggiungere le temperature e le pressioni desiderate e miscelare il tutto fino al com pletamento della reazione Infine si apriva nuovamente il contenitore per recuperare 1 prodotti i reagenti residui e spesso pur troppo i sottoprodotti non desiderati Reattori di questo tipo sono ancor oggi ampiamente utilizzati anche se 1 processi che vi avvengono sono accompagnati da diversi problemi quali difficolt operative sicurezza lunghi tempi di sviluppo su scala industriale scale up riproducibilit diffi coltosa e campo di utilizzo limitato talvol ta ad una sola specifica applicazione Ci dovuto principalmente all elevata com plessit delle apparecchiature Per questa ragione oggi la produzione industriale su larga scala utilizza sempre pi frequente mente impianti a flusso continuo avendo come obiettivo fondamentale la selettivit di processo anche a discapito della resa Infatti un processo altamente selettivo genera quantit minime di sottoprodotti riducendo sia i problemi economici che quelli di impatto ambientale I composti in desiderati che si formano sono spesso cau Il laboratorio in tasca sa di avvelenamento dei catalizzato
89. olubilizza zione di sostanze superficiali di natura Chimica e nanotech organica da parte di solventi puri o di loro miscele facilit di impiego volatilit e versa tilit bassi costi Tuttavia come descritto dalla letteratura scientifica internazionale quando un sol vente liquido viene a contatto con la super ficie di un dipinto pu penetrare all interno della struttura provocando da una parte la solubilizzazione di alcune componenti appartenenti all opera originaria compro mettendo anche soltanto parzialmente la stabilit della stessa dall altra l alterazio ne delle propriet ottiche del film pittorico La successiva ritenzione del liquido all in terno della matrice del dipinto favorisce infatti le interazioni fra le molecole del solvente e quelle dei materiali polimerici utilizzati per realizzare l opera leganti uti lizzati per la stesura dei pigmenti materiali proteici impiegati per la realizzazione della preparazione Quando le molecole del solvente vengo no a contatto con le catene polimeriche si instaurano delle interazioni polimero solvente che se prevalgono sulle forze di attrazione polimero polimero provocano un allontanamento delle catene e quindi un rigonfiamento della matrice del polime ro stesso Si tratta di un effetto tanto pi accentuato quanto maggiore il tempo di ritenzione del solvente nel supporto che cresce all aumentare del valore della tem peratura di
90. one focalizzando l attenzione su quello a base di PVA borace acqua l propanolo quest ultimo solvente pre sente nella misura del 30 in peso I test sono stati ese guiti dal CSGI in collabo razione con la Fondazione Universit Internazionale dell Arte UIA in un pro getto di ricerca congiunto concordato con la dottoressa Maria Matilde Simari della Soprintendenza Speciale per il Polo Museale della citt di Firenze La finalit delle prove era quella di assot tigliare gradualmente lo strato protettivo alterato I sistemi contenenti 1 propano lo sono stati stesi sulla superficie grazie all atuto di una spatola e lasciati in contatto con la superficie per 1 4 minuti prima di essere facilmente rimossi mediante peeling con una semplice pinzetta Dopo una sola applicazione dell HVPD si osserva un as sottigliamento dello strato di vernice super ficiale la completa rimozione della patina viene ottenuta soltanto con la ripetizione dell operazione seguita poi da una mirata azione meccanica effettuata manualmen te con l ausilio di un bisturi Alla fine di ogni prova sulla superficie stato eseguito un singolo lavaggio con white spirit una miscela di idrocarburi che viene comune mente usata per rimuovere ogni traccia di residui di gel HVPD a base di PVA e contenenti aceto ne 15 in peso sono state impiegate con successo dalle restauratrici che hanno ese guito il test Paola Bracco e Kyoko Nakaha ra per
91. one di germogli Prospettive future Il monitoraggio della situazione continua ma si registrano ormai solo casi sporadici Il 26 luglio il Robert Koch Institute dichia ra ufficialmente la fine dell episodio epide mico i cui numeri possono considerarsi de finitivi pi di 4 000 1 contagiati oltre 300 le persone che hanno sviluppato SEU 47 purtroppo 1 morti Mentre gli scettici sollevano dubbi sulla risoluzione della vicenda che comunque sparita da tempo dalle pagine dei gior nali tra gli esperti il livello di attenzione rimane alto e il monitoraggio continua In particolare preoccupa l alta incidenza di casi di infezioni asintomatiche riscontrata tra gli alunni e gli operatori di una scuola di ler potrebbe non andare in vacanza Roberta Mazzoni Divulgatrice scientifica Master in Diffusione della Cultura Scientifica Universit Ca Foscari Venezia A A 2007 2008 LA TRACCIABILIT DELLE PRODUZIO ALIMENTARI Un aspetto importante della sicurezza alimentare la tracciabilit definita dal Re golamento Ce 178 2002 come la possibilit di ricostruire e seguire il percorso di un alimento di un mangime di un animale destinato alla produzione alimentare o di una sostanza destinata o atta ad entrare a far parte di un alimento o di un mangime attraverso tutte le fasi della produzione della trasformazione e della distribuzione Lo scopo quello di far s che tutto ci che entra nella cat
92. ontrario con l uso del suddetto bio sensore si evita la distruzione del reperto applicando un metodo assai semplice che necessita soltanto di un potenziometro A questo si deve aggiungere il vantaggio del basso costo e della possibilit di esegui re l analisi anche fuori dal laboratorio in situ vista la portabilit di tutto il sistema di misura Il dispositivo a glucosio ossi dasi mostra diversa sensibilit a seconda della composizione del materiale perci essenziale che i campioni di riferimento per la calibrazione abbiano una composi zione il pi simile possibile a quella del campione Diffusione sul mercato La sensoristica non rappresenta ancora una significativa fetta del mercato dei prodotti da laboratorio le ditte che se ne occupa no sono relativamente poche sono dedite quasi esclusivamente alla produzione e soprattutto alla commercializzazione di biosensori A queste vanno aggiunti alcu ni importanti centri di ricerca e sviluppo in Inghilterra Stati Uniti Germania Francia e Giappone che oltre a idearli li realizzano su richiesta con una produttivit general mente limitata Sono attualmente acquista bili sensori che determinano diversi analiti glucosio lattosio saccarosio lattato acido lattico glutammato acido glutammico e altri amminoacidi etanolo metanolo co lesterolo trigliceridi fosfolipidi adenosin trifosfato ATP la cui degradazione viene attualmente utilizzata come indice d
93. orgius Agricola 1494 1555 a Basilea nel 1556 con una foto di un mo ll II Pa MMI LS Microreattori a flusso Robert Burns Woodward 1917 1979 premio Nobel per la Chi mica nel 1965 Era uno scienzia to statunitense considerato da molti come il chimico organico preminente del ventesimo secolo in particolar modo per il suo si gnificativo contributo allo studio e sintesi delle molecole naturali complesse tra cui la vitamina B12 il cortisone la clorofilla alcune cefalosporine una classe di antibiotici la reserpina un antipertensivo e altre molecole d interesse farmaceutico Confronto tra un impianto chimi co batch del 1556 e uno moderno Un esempio di microreattore con larghezza attorno ai 10 cm Schema dei moti convettivi in un ipotetico reattore batch riscalda to dal basso frecce rosse Il calore viene perso attraverso la superficie del mix di reazione frecce blu In tal caso in assenza di un op portuna miscelazione possono crearsi gradienti di temperatura che talvolta favoriscono la crea zione di sottoprodotti derno impianto batch Da tale confronto si pu dedurre come la tecnologia di base non sia molto cambiata in cinque secoli sotto lineando la necessit di un adeguamento delle metodologie di processo alle nuove esigenze che riguardano non solo Palta produttivit ma anche l ecocompatibilit di processo I microreattori Negli ultimi anni lo sviluppo di me
94. p acqua borace e solventi organici esogeni presenti sulla superficie dei dipinti utilizzabili per la pulitura di dipinti su tela e tavola sostenibili grazie alloro basso impatto ambientale e al rispetto dell integrit del metodi riportati si basano sull uso di dispersioni polimeriche ad alta culturale Descriveremo di seguito i principali risultati delle ricerche manufatto originale svolte negli ultimi anni nel settore dei sistemi nanotecnologici I chimici moderni sono impegnati sempre di pi di Emil dB 1 T s amp a La pulitura dei dipinti Un dipinto su tela o tavola solitamente caratterizzato da una struttura a strati Al di sopra dello strato pittorico nel tempo pos sono accumularsi diversi composti esoge ni come depositi di particolato atmosferico o materiali applicati in precedenti interven ti di restauro vernici protettive patine e ridipinture La pulitura consiste nella rimo zione graduale e altamente selettiva di tutto ci che non appartiene all opera originaria e potrebbe essere potenzialmente nocivo per la vita del dipinto o alterarne l estetica e quindi il messaggio espressivo Si tratta di un intervento che solitamente interessa lo strato pi esterno interfase di separazione tra l opera e l ambiente inva sivo e irreversibile che pertanto deve es sere rigorosamente meditato Infatti come indicato da Cesare Brandi nel suo saggio Teoria del restauro non t
95. pico del biosensore deve essere abbassato se la rivelazione avvie ne mediante trasduzione elettrica ci si pu ottenere grazie all accoppiamento con amplificatori elettronici del tipo MOS FET metal oxide semiconductor field effect transistor cio transistor metallo ossido semiconduttore a effetto di campo Ennesimo settore della biosensoristica in rapidissima espansione quello degli immunosensori non solo quelli basati su trasduttori elettrochimici ma anche su tra sduttori ottici piezoelettrici termici Le limitazioni attuali in questo campo sono costituite dai tempi di analisi a volte non sufficientemente brevi ma soprattutto dal la possibilit di impiego limitata a un solo test Lo sforzo della ricerca va quindi sia nella direzione della riutilizzabilit per nu merosi saggi che in quella del monouso a basso costo usa e getta ci permetter a queste tecnologie di diventare competitive per l uso di massa per numerose potenziali applicazioni I biosensori respirometrici possibile valutare le conseguenze di una perturbazione chimica o fisica dei proces si metabolici coinvolti nella respirazione cellulare in quanto generalmente vi si accompagna una variazione del consumo di ossigeno da parte delle cellule utilizzate nel test solitamente di lievito che pos sibile misurare con un apposito sensore l elettrodo di Clark Solitamente l utilizzo di O2 aumenta rispetto ad un campione di control
96. postatarget i creative la Scienza Aut AEEA Pain al servizio dell Uomo e dell Ambiente WWW green meanen org SETTEMBRE 2011 Prezzo di copertina 4 00 Periodico trimestrale d informazione edito dal Consorzio Interuniversitario Nazionale La Chimica per l Ambiente INCA anno VI N 24 Settembre 2011 3 ta Ma LA TRICOCHIMICA CHIMICA E NANOTECH I MISTERI DELL UNIVERSO Molecole e capelli Il restauro sostenibile La materia oscura CHIMICA ANALITICA IL BATTERIO KILLER BIOCHIMICA E INFORMATICA Ecco i biosensori E coll 0104 H4 Il Dna computing Cari lettori le tranquille vacanze estive sono state un momento di riflessione sul ruolo della scien za per il futuro dell umanit e sulla piccola parte giocata dal nostro giornale nell ambito della divulgazione una goccia in un oceano ma di tante tantissime gocce fatto il mare Purtroppo la situazione sociale politica economica del mondo globalizzato ci fa ca pire quanto siamo ancora molto lontani dal raggiungere uno sviluppo sostenibile e che la scienza da sola non basta Un chiaro esempio lo sperpero di acqua connesso a quello del cibo uno spreco nel lo spreco Anch io come forse molti di voi non mi sono mai davvero soffermato a meditare su quest aspetto caduto nell oblio a seguito del trantran quotidiano sebbene avessimo parlato diffusamente di crisi idri ca mondiale solo due anni fa sul n 17 di Green Cos questa m
97. retta di solventi organici liquidi i cui po tenziali effetti negativi sono stati descritti in precedenza Le HVPD Negli ultimi cinque anni presso 1 labora tori di ricerca del Consorzio interuniversi tario per lo sviluppo dei Sistemi a Grande Interfase di Firenze CSGI unit operativa del Dipartimento di Chimica Ugo Schiff COOH COOH COOH Struttura del PAA l acido poliacrili co a e cambiamenti della struttura tridimensionale da sferoidale a line are della catena polimerica dovuti alle interazioni repulsive tra i gruppi carbossilici COOH b Reazione di complessazione fra il PVA e lo ione borato con conse guente formazione di un network reticolo polimerico tridimen sionale Esempio di rimozione mediante azione di peeling con una pinzet ta di sistemi a base di PVA bora ce acqua solvente da un provino simulante un affresco Immagine riprodotta per gen tile concessione dell American Chemical Society da E Carretti M Bonini L Dei B H Berrie L V Angelova P Baglioni R G Weiss Acc Chem Res 43 2010 751 760 Copyright 2010 Ameri can Chemical Society dell Universit degli Studi di Firenze sono stati messi a punto sistemi ad alta vi scosit a base di polivinil alcol PVA con lo scopo preciso di minimizzare l impatto delle operazioni di pulitura mantenendo nel contempo un ottimo livello di presta zioni Il PVA un polimero sintetico pro dotto media
98. ri con conseguente riduzione del loro tempo di vita debbono essere recuperati dal mezzo di reazione separati e smaltiti utilizzando tecniche oggi obbligatoriamente ecocom patibili e alquanto costose Gli impianti a flusso per la produzione industriale su larga scala si dividono in due grandi categorie di seguito descritte CSTR Continuos Stirred Tank Reactor reattore a serbatoio con agitazione con tinua Molto simile al contenitore ad agitazione continua in batch ma in questo caso l aggiunta di reagenti e solvente e il prelievo della miscela di reazione prodot tl reagenti non convertiti e sottoprodotti sono continui In questo caso la conversio ne ovvero la resa sicuramente inferio re ma c meno produzione di sottopro dotti e scarti con abbattimento delle spese di smaltimento Inoltre il minore tempo di contatto tra 1 composti indesiderati e il ca talizzatore allunga la vita di quest ultimo PFR Plug Flow Reactor reattore a flus so a pistone La vera grande innovazione di quest apparecchiatura rappresentata dal fatto di essere costituita da un cilindro metallico di diametro variabile la cui lun ghezza direttamente proporzionale alla conversione dei reagenti viene definita in fase di progettazione in funzione delle rese che si desidera ottenere All interno non In apertura microreattore in vetro per reazioni a tre componenti LA TERMINOLOGIA DEI MICROREATTORI A FLUSSO CON
99. ri prevedono un valore di omega zero pari ad 1 essi ipotizzano che l universo nei primi attimi di vita dopo il Big Bang circa 10 s dopo abbia subito una rapidissima espansione crescendo istantaneamente di un fattore 10 Poich la quantit di mate ria visibile determinerebbe una densit per la quale omega zero varrebbe solo 0 005 un valore pari a 1 implicherebbe che il restante 95 5 della densit dell univer so sia dovuto alla materia oscura D altra parte per trattenere le stelle nelle galassie e confinare queste ultime negli ammassi regolando quindi il moto degli astri ser ve una quantit di materia totale visibile oscura pari al 35 della densit critica dell universo che potrebbe essere costitui ta come segue e materia barionica visibile 0 5 e materia barionica invisibile 4 0 e neutrini 0 5 e materia non barionica ad es neutrali ni 30 0 Inoltre in accordo con il risultato di altri studi il recente esperimento WMAP della Nasa ha evidenziato che le piccole fluttua zioni nella temperatura della radiazione cosmica di fondo presentano proprio le ca ratteristiche attese nel caso che l universo abbia densit energetica uguale a quella critica Qo 1 L energia oscura Nell ipotesi sopra citata c un 65 del la densit dell universo dati recenti nella Nasa riportano il 70 circa che non de terminato n dalla materia luminosa n da quella oscura ma parrebbe essere
100. ruttura e con seguentemente nelle propriet macrosco piche del sistema Gel per la conservazione dei beni culturali Fu Richard Wolbers a proporre per primo negli anni Ottanta l utilizzo di sistemi ad alta viscosit per la pulitura dei dipin ti mediante prodotti a base di tensioattivi anionici leggermente alcalini i cosiddetti resin soap 1 cui componenti presentano un elevata affinit con le principali classi di materiali da rimuovere comunemente presenti sulla superficie di dipinti su tela o tavola Alla fine del decennio lo stesso Wolbers mise a punto una classe di veri e propri gel 1 solvent gels a base di acido poliacrilico PAA i quali ancor oggi rap presentano una delle soluzioni pi comu nemente impiegate per la pulitura di pitture su tela e tavola Il gel si forma poich 1 gruppi funzionali acidi COOH presenti nella struttura del polimero acquistano una carica negativa COO per effetto dell addizione di op portune sostanze basiche dando luogo alla formazione di carbossilati In questo modo si genera un interazione elettrostatica re pulsiva intra e inter molecolare tra i gruppi carichi negativamente che altera la confi gurazione tridimensionale Infatti mentre prima dell aggiunta della base le catene di polimero presentano una forma sferoida le a gomitolo dopo la deprotonazione dei gruppi carbossilici le interazioni repulsive fanno s che la catena assuma una confor mazione dist
101. scienziato nel tentativo di sintetizzare il cianato d ammonio fece reagire cianato di piombo ammoniaca e acqua ottenendo il composto desiderato pi idrossido di piom bo Il cianato d ammonio per altamente instabile e si dissocia immediatamente in ammoniaca e acido cianico che si ricombinano a formare l urea una molecola ampiamente diffusa nel metabo lismo animale ve trovandosi ben impaccato in una strut tura interna al tubo a formare una sorta di cartuccia filtrante con le estremit forate Nel caso di reazioni in fase omogenea vi la possibilit di utilizzare PFR anomali costituiti da un tubo di notevole lunghezza dotato di curve a gomito e di elementi me tallici interni Questi permettono al flusso di procedere verso l uscita creando vortici che portano al mescolamento della miscela di reazione senza l ausilio di agitatori di tipo meccanico Si tratta di una tecnica par ticolare che ogni industria vorrebbe sempre utilizzare ma che limitata a conversioni non catalitiche infatti non prevede l uti lizzo del catalizzatore in modo da evitare improvvisi aumenti di pressione dovuti a intasamento Chimica bulk e chimica fine Il primo processo industriale che ha im piegato in grande scala le reazioni a flus so continuo il processo Haber Bosch brevettato dalla BASF per la produzione di ammoniaca NH3 nato nel 1910 e svi luppato sotto la spinta della politica belli ca della Germani
102. se evidenze indirette che bastano per poter considerare reale la loro esistenza In un futuro prossimo saranno sicuramente sviluppati modelli cognitivi pi affidabili grazie anche alle nuove tecnologie niente infatti potr fermare la nostra curiosit la nostra fame di conoscenza la voglia di spin gerci oltre i limiti del nostro sguardo l dove l uomo non ancora arrivato Allievo del Liceo Scientifico A Meucci La materia oscura La pi strana delle particelle non barioniche utilizzata per spiegare l esistenza della materia oscu ra forse il neutralino elettricamente neutro ma con massa molto elevata Particelle di questo genere sono definite s particelle super particelle Esse sono ancora puramente teoriche non essendo state osservate in alcun esperimento ma in un futuro prossimo con il miglioramento delle tecnologie a nostra disposizione potranno probabilmente essere prodotte in laboratorio Sicuramente la pi famosa s particella il bosone di Higgs un ipotetico bosone massivo e scalare previsto dal Modello standard la teoria quantistica attualmente pi accreditata che descrive tut te le particelle elementari e tre delle quattro forze fondamentali ad oggi note con l esclusione della forza di gravit di cui parleremo pi diffusamente in uno dei prossimi numeri di Green Semplificando molto potremmo dire che essa prevede particelle costituenti la materia i fermio ni quark leptoni carichi e ne
103. selettivo a effetto di campo e CHEMFET Chemical Field Effect Transistor tran sistor chimico a effetto di campo data la grande facilit di miniaturizzazione la robustezza il basso prezzo il lungo tem po di vita e soprattutto la loro ottima possibilit di impiego nelle ana lisi in FIA o addirittura nella rivelazione cromatografica D altra parte lo sviluppo di microarray combinazioni a scacchiera di biosensori o di sensori elettrochimici mi niaturizzati ormai favorito dalla possibilit di acquisi zione ed elaborazione dei segnali mediante computer e metodi di pattern reco dea gnition cio di riconoscimento computerizzato di uno schema ricorrente di valori un pro filo che carat terizza l oggetto d indagine come fosse una sorta di carta d identit Queste tecniche stanno favorendo lo sviluppo dei cosiddetti nasi e lingue elet tronici diviene fondamentale non la speci ficit della singola risposta obiettivo per seguito per moltissimi anni dagli analisti ma all opposto un impronta di segnale con il pi significativo input di messaggi possibile la cui lettura e interpretazione affidata alla collaborazione fra chimici fi sici e informatici Luigi Campanella Dipartimento di Chimica Universit La Sapienza di Roma Fulvio Zecchini Consorzio INCA f i pe pura W i j N l f Il legno antico di diverse essenze a
104. sfama am pie aree del pianeta ad dirittura 3 400 E che dire di alcuni dei piaceri della tavola assal costosi in termini di risorse idriche una succulenta bistecca di manzo 15 500 l kg gustosi salumi suino 4 800 l kg e formaggi in media 5 000 l kg ma gari accompagnati da buon bicchiere di vino per 125 ml 1201 o da un invitante boccale di birra per 250 ml 75 1 per finire con una bella tazzina di caff per 125 ml 140 I dol cificata con zucchero di canna 1 500 1 kg Allo sperpero domestico se ne aggiunge uno su scala ben pi ampia Secondo Last Minute Green diventer una rivista on line a distribuzione gratuita Maggiori numero in uscita a dicembre 2011 e sul nostro sito www green incaweb org Quando la scie za Fia basta Market LMM www lastminutemarket it uno spin off dell Universit di Bologna nel 2009 in Italia non sono state raccolte per motivi di convenienza economica 177mila tonnellate e mezzo di mele per la cui produ zione sono stati utilizzati oltre 124 miliardi di litri di acqua pi di 378mila tonnellate di arance attorno ai 190 miliardi di litri quasi 3 5 milioni di tonnellate di pomodori circa 644 miliardi di litri e praticamente la stessa quantit di olive 3 4 per uno spreco record di 6 500 miliardi di litri d acqua L acqua dolce una risorsa difficilmente rinnovabile soprattutto in relazione al tasso di utilizzo e agli sprechi Sempre secondo i
105. siderazione due concetti fondamentali il trasferimento di massa e il trasferimento di calore Una reazione avviene come noto quan do i reagenti si urtano in maniera efficace ovvero quando la collisone tra le molecole ne crea altre portando alla formazione dei prodotti Per rendere probabile tale evento necessario che si abbia un efficiente tra sferimento di massa e di calore all interno del nostro reattore A livello molecolare la temperatura direttamente correlata con Il laboratorio in tasca l energia cinetica delle particelle pertanto il riscaldamento favorisce il progredire di una reazione in quanto aumenta il numero di urti utili la stessa cosa s1 ottiene aumen tando la concentrazione dei reagenti Il trasferimento di massa in un reattore classico agevolato dalla pratica mille naria dell agitazione in realt quello che pu apparire come un metodo ininfluente sull andamento di reazione in grado di provocare effetti notevoli Il rimescola mento scorretto ad esempio pu causare delle turbolenze all interno del reattore generando una miscelazione disomogenea che inibisce parzialmente il trasferimento di massa ed purtroppo un problema di difficile soluzione Il trasferimento di calore avviene soli tamente grazie al moti convettivi che si originano all interno dei fluidi nei grandi CH NO NO NO reattori si vengono a creare aree con tem perature disomogenee e gradienti c
106. ssigeno azoto 0 fluoro Le caratteristiche meccaniche dell a cheratina come la sua rigidit e robustezza dipendono dalla formazione di legami di solfuro mediante ossidazione dei gruppi tiolici SH di due residui di cisteina su a eliche adiacenti Con Pe vengono indicate le ca tene peptidiche che continuano l elica nelle due direzioni cui numero legato ad una maggior robu stezza I pigmenti determinano il colore dei capel li La colorazione dipende dalla quantit e dal tipo di melanina che viene prodotta eu melanina presente nei capelli neri e feome lanina presente nei capelli biondi o rossi Mescolando i due pigmenti a concentra zioni diverse si ottengono tutte le tonalit riscontrabili in natura L eumelanina una proteina ottenuta dal la trasformazione dell aminoacido tirosina prima in dopamina e poi in dopachinone grazie all azione dell enzima tirosinasi successivamente le molecole cos forma tesi si aggregano stabilmente per formare il pigmento la biosintesi in realt mol to pi complessa L attivit dell enzima proporzionale alla produzione di eume lanina determinando in questo modo le varie tonalit del marrone dal pi chiaro fino quello pi scuro che ci appare nero Il processo di formazione della feomelanina molto simile al precedente con l unica differenza che nelle fasi finali vi Pinter OLIGOELEMENTO CONCENTRAZIONE mg g Elica 1 Elica 2 Pe
107. tech TIC penetrare negli strati pittorici pi po rosi e agire incontrollati sui costituenti del manufatto originale 2 Variando i tempi di applicazione sul la superficie dell opera solitamente dell ordine di qualche minuto e la composizione della miscela solvente possibile massimizzare la selettivit e la gradualit della pulitura 3 Sono solitamente sistemi abbastanza trasparenti che permettono il controllo visivo dell operazione di pulitura 4 Sono molto versatili oltre ai solventi organici possibile gelificare anche enzimi e agenti chelanti 5 Possono essere applicati su supporti di natura diversa anche se fino ad ora sono stati utilizzati prevalentemente per la conservazione di tele e tavole hanno dato ottimi risultati anche su al tri materiali come vetro e metallo 6 Minimizzano l evaporazione del sol vente riducendo di conseguenza an che 1 rischi per l operatore Il limite fondamentale dei gel a base di PAA legato alla difficolt della loro rimozione completa dalla superficie del dipinto una volta che hanno espletato la propria funzio ne Spesso risulta necessaria una discreta azione meccanica che pu compromettere la superficie dell opera soprattutto nelle aree non ben coese In particolare i residui di gel a base di PAA che a lungo termine potrebbero avere effetti incontrollati per l opera generalmente possono essere com pletamente rimossi solo con l applicazione di
108. ti della ammonio o di cheratina trietanolammina Scarso potere detergente e schiumogeno sono irritanti per gli occhi Sali amminici e sali dell ammonio quaternario Betaine derivati dell imidazolina aminoacidi N alchilici Abbastanza costosi poco schiumogeni Tweens esteri poliossietilenici di sorbitolo eteri di poligliceroli alcanolammine saponine naturali di origine vegetale Abbastanza costosi scarso potere schiumogeno Struttura tridimensionale di una mi cella Nella sezione le teste polari sono rappresentate in grigio le code idrofobiche in blu di solubilizzarsi nell acqua trascinan dovi lo sporco che si legato alla catena idrofobica In ambiente acquoso le molecole che han no parti polari e parti non polari formano degli aggregati a forma di sfera detti mi celle In tali strutture le parti polari si trova no nella zona pi esterna quella a contatto con l acqua mentre le parti non polari sono situate all interno Due sono 1 fattori che concorrono alla loro formazione quando i tensioattivi vengono sciolti in acqua e le code idrofobiche tendono ad evitare il contatto con l acqua perci puntano verso l interno dell aggregato e leteste idrofiliche invece si solubiliz zano nell acqua e pertanto si dispon gono spontaneamente verso l esterno Le micelle formate dallo shampoo traspor teranno al loro interno lo sporco e il sebo che interagisco
109. tinuo quella fine continuava a sfruttare metodologie batch e la comune vetreria di laboratorio un po come avviene con le do vute differenze in cucina Fino a qualche tempo fa lo sviluppo tecnologico in que sto settore stato abbastanza limitato Ad esempio gli strumenti utilizzati nel 1828 dal tedesco Friedrich W hler 1800 1882 per la sintesi dell urea erano praticamente gli stessi di quelli che furono impiegati dal gruppo di ricerca dello statunitense Robert Burns Woodward 1917 1979 140 anni dopo per sintetizzare la ben pi complessa vitamina B12 La branca della chimica fine si interessa della sintesi di prodotti la cui lavorazione richiede diversi passaggi come ad esem pio principi attivi dei farmaci saponi aro mi cosmetici ecc generando un enorme quantitativo di scarti Va ricordato infatti come alla produzione di un chilogrammo di un principio attivo di un farmaco si ac compagna quella di 25 100 kg in media di rifiuti mentre per la petrolchimica il corri spettivo scarto inferiore a 0 1 kg L assoluta necessit di rendere pi efficien ti e pulite le metodologie di sintesi della chimica fine introducendo tecniche a flus so e microreattoristiche stata evidenzia ta da Andrzej Stankiewicz Universit di Delft Olanda in una review pubblicata nel 2003 L autore confronta in modo gradevo le ma anche di grande effetto un immagi ne presa dal De re metallica pubblicato dal tedesco Ge
110. to stampa congiun to lo stabilimento incriminato viene chiu Numero di casi di infezioni da E coli produttori di Shiga tossina STEC senza comparsa di SEU e relativi decessi in Germania nel periodo 5 giugno 26 luglio 2011 FFREERERETITITTIIO ERPFEBFERETITITITI Cond di STEC Cay ketai Coni di SEU Capi letali Numero di casi di Sindrome Emo litico Uremica SEU e relativi decessi in Germania nel periodo 30 maggio 26 luglio 2011 A questo punto dalla Francia arriva un nuo vo allarme il 17 giugno a Lille sette bam bini fra i 20 mesi e gli 8 anni di et finisco no all ospedale con un infezione da E coli dopo aver mangiato hamburger la carne utilizzata per la produzione proviene dalla Germania E immediatamente panico ma in so tutti i suoi prodotti ritirati dal mercato la popolazione invitata a non consumare germogli di alcun tipo e a non coltivarli in casa Dalla ditta incriminata sono prelevati cen tinala di campioni di germogli di semi di acqua e ambientali il ceppo STEC 0104 H4 non viene isolato da nessuno di DALL INFORMAZIONE AL PANICO UNA QUESTIONE ASSAI DELICATA L editoriale della prestigiosa rivista Nature del 16 giugno 2011 spara a zero sulle moda lit di comunicazione del rischio adottate dalla Germania durante l epidemia Mentre tecnici hanno mostrato un altissimo livello di competenza scientifica lo stesso non si pu dire per chi era deputato a divul
111. todi di produzione ecosostenibili ha ricevuto un notevole impulso dalle tecnologie in continuo In primo luogo sfruttando le conoscenze perfezionate nel settore della chimica industriale sono stati realizza ti dei sistemi che permettono la sintesi di prodotti chimici in flusso mediante lim 1141111 piego dei cosiddetti letti catalitici ma in seguito specie nell ultimo decennio si assistito al sopravvento dei microreattori che in quanto tali sono prerogativa della sintesi di prodotti pi elaborati Si tratta di apparecchiature microstrutturate in cui le trasformazioni chimiche avvengono in uno spazio molto limitato Sostanzialmente un microreattore consiste in un sistema di canali di diametro solita mente inferiore al millimetro incisi sulla superficie di piastre di differenti materiali come silice quarzo vetro ceramica o poli mero La piastra cos incisa viene sigillata con una seconda piastra speculare con pre cisione ingegneristica trasformando la rete di microcanali in una di microtubi Tali s1 stemi permettono l efficiente miscelazione nel tempo e nello spazio di fluidi al fine di favorire la reazione chimica desiderata La ttt ttt produzione di questi congegni ha beneficia to dei progressi tecnologici fatti nel campo della microlitografia tuttavia un micro reattore pu essere inteso anche come un sottile tubo di metallo vetro PVC o teflon attraverso il quale viene fatto scorrere
112. tre che alla misurazione dei raggi co smici Immagine Nasa Foto computerizzata della sonda WMAP Ha viaggiato per anni nello spazio profondo alla sco perta dei pi grandi misteri del cosmo permettendo agli scienzia ti della Nasa di apprendere molte informazioni sulla forma la storia e il destino dell universo Immagine Nasa WMAP Scien ce Team Fluttuazioni di temperatura della radiazione cosmica di fondo nel campo delle microonde rivelata dalla sonda WMAP della Nasa Wilkinson Microwave Aniso tropy Probe In questa mappa del cielo a falsi colori ottenuta combinando i dati raccolti in sette anni di osservazioni sono rappresentate fluttuazioni avve nute circa 13 7 miliardi di anni fa Le aree rosse indicano le zone pi calde quelle blu le pi fred de si tratta di piccole variazioni di 200 microkelvin rispetto alla temperatura media del cosmo circa 2 73 kelvin Immagine Nasa WMAP Scien ce Team Possibili strutture alternative dell universo previste in base al valore del parametro di densit Qo In caso di universo chiuso con espansione e quindi dimen sione finita Qo gt 1 un astro nave che viaggiasse abbastanza a lungo in una stessa direzione si troverebbe a tornare prima o poi nel punto di partenza Ci non avverrebbe mai nel caso di universo piatto Qo 1 0 aperto con forma iperbolica Qo lt 1 entrambi in continua espansione Immagine Nasa Q gt I g
113. umare germogli di alcun tipo a livello domestico a meno che non siano stati sottoposti ad un accurata cottura La relazione sottolinea che i risultati negativi dei test microbiologici effettuati sui semi Il batterio killer non permettono di escludere che un lotto sia contaminato Casi di epidemie alimentari dovute a consumo di germogli Sulla base di queste conclusioni l Unione Paese Anno Pianta Agenteeziologio dee DI europea con misura d urgenza Gazzetta ufficiale dell Ue del 7 luglio 2011 bloc Regno Unito 2010 fagioli Salmonella bareilly 213 ca l importazione di semi di fieno greco e Svezia 2007 alfa alfa Salmonella stanley 44 altre piante e legumi provenienti dall Egit US 2003 ETIONE E coli 0157 13 to sino alla fine di ottobre 2011 Inoltre il documento invita tutti i Paesi membri a i LEE E SOI ta prendere le misure necessarie per ritirare Usa California 1996 1998 alfa alfa E coli 0157 H 600 dal mercato e distruggere tutte le partite di Giappone 1996 ravanello E coli 0157 H7 8 358 semi di fieno greco prodotte in Egitto nel EE periodo 2009 2011 Svezia Finlandia 1994 alfa alfa bovismorbificans 492 Non la prima volta che il consumo di ger mogli vegetali crudi all origine di episodi di intossicazione alimentare In passato i patogeni maggiormente coinvolti sono stati Salmonella spp ed E coli 0157 segnalati anche Listeria monocytogenes Staphylo coccus aureus e Bacillus cereus L episod
114. un fluido tramite l ausilio di una pompa Un primo brevetto fu registrato nel 1986 gi allora descriveva le caratteristiche pe culiari di un microreattore a flusso e le ra gioni per le quali un tale sistema avrebbe dovuto essere costruito Tuttavia 1 primi progetti per il loro utilizzo nella pratica furono presentati pi tardi nel 1995 in un seminario a Mainz Germania che pu essere considerato il punto di partenza per il futuro della ricerca e sviluppo in questo settore La successiva diffusione delle co noscenze al mondo industriale e accade mico stata rapida e oggi sono disponibili CH CH HNO H3S0 y NO2 svariati microimpianti a flusso continuo per la conduzione di processi chimici in particolare per la sintesi organica Fondamentali parametri di processo come la pressione la temperatura il tempo di re azione e la velocit di flusso possono essere molto pi facilmente controllati in reazio ni che avvengono in piccoli volumi Cos il rischio di surriscaldamenti o esplosioni connesso con reazioni fortemente esoter miche pu essere drasticamente ridotto I piccoli quantitativi in gioco permettono di utilizzare con maggior sicurezza anche le sostanze tossiche A questo punto il lettore pi curioso si sta r chiedendo in che modo un contenitore per quanto elaborato possa favorire signi ficativamente il procedere di una reazione chimica Per chiarire questo dubbio occor re prendere in con
115. utrini e le particelle mediatrici delle forze i bosoni di gauge bosoni W W e Z fotoni e gluoni Tutta la materia ordinaria che osserviamo nel mondo macroscopico fatta da quark e leptoni infatti costituita da atomi a loro volta composti da un nucleo fatto di protoni e neutroni composti ciascuno da tre quark e uno o pi elettroni i leptoni carichi con la minor massa Quella di Higgs l unica particella elementare prevista dal Modello standard la cui esistenza deve essere ancora verificata sperimentalmente ma giocherebbe un ruolo fondamentale in quanto portatrice di forza del campo di Higgs che secondo questa teoria permea l universo e conferisce la massa alle altre particelle Mappa della materia oscura di Abell 1689 Quest immagine ela borata nel 2002 dal telescopio spaziale orbitante Hubble Nasa mostra la distribuzione della ma teria oscura visibile in blu nel centro dell ammasso di galassie gigante Abell 1689 distante da noi 2 2 miliardi di anni luce che contiene un migliaio di galassie e milioni di miliardi di stelle Immagine NASA JPL Caltech ESA Institute of Astrophysics of Andalusia University of Basque Country JHU Antonio Loquercio di Ronciglione VT classe 5 B Fulvio Zecchini Consorzio INCA 45 Computer di nuova generazione _ Superveloci grazie all uso del Dna pi nd Biochimica e informatica I Dna compu ng di Aldo Domenico Fi ara
116. utti 1 materiali estranei all opera originaria devono essere necessariamente asportati in particolare la conservazione delle patine cio quelle ve lature che il tempo sovrappone alla materia dell opera non solo ammissibile ma tas sativamente richiesta sia per ragioni stori che che per esigenze di carattere estetico I metodi di pulitura pi comunemente uti lizzati si possono distinguere in base alla loro natura in e metodi meccanici permettono la ri mozione diretta dei materiali estranei al manufatto originario tramite l uso di utensili opportuni bisturi ecc tali sistemi hanno lo svantaggio di essere difficilmente controllabili richiedono tempi molto lunghi e una grande abi lit manuale dell operatore e metodi chimico fisici permettono la solubilizzazione o favoriscono l am morbidimento delle sostanze estra nee all opera originaria per mezzo di acqua soluzioni acquose specifiche tamponi chelanti o solventi e metodi basati sull uso di luce laser per la rimozione di rivestimenti superfi ciali molto tenaci e metodi biochimici basati sull impie go di enzimi altamente selettivi per rimuovere principalmente sostanze di natura proteica o lipidica Negli ultimi decenni soprattutto 1 solventi organici hanno avuto una grande diffusione come strumenti per la pulitura dei dipinti su tela e tavola grazie ai numerosi vantag gi connessi con il loro impiego efficacia e rapidit nella s
117. vit dell episodio del 2011 I sierotipi pi frequentemente isolati dai casi di SEU nello stesso triennio sono Il batterio killer N Diagramma a nastro di una Shiga tossina tipo 2 Stx2 di Escherichia coli 0 57 H7 STEC Si tratta di una tossina di natura proteica for mata da una subunit A in rosso e da una B pentamerica in blu La Stx2 presente anche nel sieroti po E coli 0104 H4 Casi di infezione da STEC e di SEU in Europa dal 2007 al 2009 e confronto con l epidemia del 2011 ANNO Casi STEC Casi SEU 2007 2 905 144 2008 3 159 148 2009 3 573 264 2011 3 128 782 dati aggiornati al 26 luglio 2011 Fonte Technical Report ECDC and EFSA June 2011 stati 0157 e 1026 che insieme sono 1 responsabili dell 86 dei casi registrati mentre 10104 in quel periodo non era sta to riportato In Italia la SEU non soggetta a notifica obbligatoria nell ambito del sistema di sor veglianza delle malattie infettive Quest at tivit viene svolta su base nazionale da una rete di centri di nefrologia pediatrica coordinata dal Registro Italiano della SEU facente capo all Iis l Istituto superiore di sanit che collabora strettamente con il Laboratorio Comunitario di riferimento per PE coli anch esso attivo presso l Iss 0104 H4 un ceppo particolare e poco noto Il ceppo di E coli 0104 H4 che ha causato l epidemia esplosa inizialmente in Germa nia stato caratterizzato dal
118. zione dei gel tradizionali solvent gel Un altra caratteristica interessante dei si stemi viscoelastici complessi a base di PVA acqua borace la versatilit chimica nella loro matrice possono essere caricati vari solventi organici a differente polari t puri o in miscela tra cui 1 propanolo 1 pentanolo etanolo 2 butanolo cicloesa none propilene carbonato metilpirrolido ne e acetone Ci significa che oltre alle propriet meccaniche possibile modula re attraverso test preliminari basati sulla composizione chimica delle sostanze da rimuovere anche la polarit del compo Santo Stefano di Ludovico Cardi 1559 1613 detto il Cigoli Il riquadro nero indica l area dove sono stati eseguiti i test di pulitura Le immagini A e B rappresen tano la zona interessata dall applicazione di HVPD a a base di PVA borace acqua 1 propanolo rispettivamente prima e dopo il restauro sperimentale Immagine riprodotta per gentile concessione dell Ame rican Chemical Society da E Carretti S Grassi M Cossalter I Natali G Caminati R G Weiss P Baglio ni L Dei Langmuir 25 2009 8656 8662 Copyright 2009 American Chemical Society nente liquido dalla quale dipende 1l potere pulente del sistema In tal modo viene sem pre garantita un azione di pulitura efficace e selettiva che pu essere ulteriormente modulata variandone la quantit caricata nella dispersione polimerica Altro va
119. zioni operative che garantisce valori ottimali e costanti per parametri di reazione quali la temperatura il tempo la quantit di reagenti e di solventi Diviene cos pos sibile produrre in situ intermedi pericolosi e altamente reattivi che vengono immedia tamente trasformati nei prodotti finali pi stabili evitando il manifestarsi di reazioni collaterali indesiderate Nel caso di reazioni che necessitano di ca talisi le conversioni a flusso continuo in fase liquida possono essere realizzate im mobilizzando su opportuni materiali il catalizzatore solubile nel mezzo di reazio ne trasformandolo di fatto in un catalizza tore eterogeneo Il fine quello di favorirne il riutilizzo e permettere un accurato mo nitoraggio del decorso della reazione per evidenziare eventuali interferenze dovute a variazioni del microambiente che circonda il supporto Le prospettive dei microreattori Nel campo della chimica fine e farmaceuti ca come gi sottolineato le tecniche a flus so continuo sono state intensamente studia te e applicate con notevole successo Uno straordinario risultato in questo settore la messa a punto delle cosiddette synthe sis machines costituite da combinazioni di microreattori a flusso disposti in serie o in parallelo nei quali possibile realizza re la sintesi di molecole target complesse mediante una conveniente sequenza di step che si realizzano specificamente all interno di ciascun reattore
120. zzato inse rendo in una provetta un numero congruo di filamenti di ciascuno dei Dna sintetizzati assieme ad acqua all enzima ligasi sali e altre sostanze che favoriscano l unione di oligonucleotidi formando tutti 1 possibili percorsi tra 1 vertici del cammino proposto Quando le corte catene con la sequenza che codifica il lato 1 2 GCAGTCGG e quelle con il codice complementare del vertice 2 AGCCTGAC si incontrano poich la se conda parte della prima TCGG comple mentare alla prima della seconda AGCC le due sequenze si appaiano figura in bas so a sinistra Successivamente il filamento ACTGGGCT che codifica il lato 2 4 incontra il nome complementare del vertice 2 e si unir ad esso poich la sua parte iniziale ACTG complementare di TGAC la sequenza fina le di 2 figura in basso a destra In questo modo si formano catene che co dificano i lati e sono tenute insieme dai Dna complementari dei vertici Questi le gami sono resi stabili dall enzima ligasi presente nella soluzione che salda le catene laterali di desossiribosio e fosfato mostra te in verde in figura una volta che si sono appaiate Nella provetta quindi si formano molecole di Dna che codificano percorsi casuali attraverso 1 vertici del grafo e tra di essi troveremo anche la soluzione del nostro problema hamiltoniano Il pas so successivo decisamente non banale quello di riconoscere questo oligonucle otide e di separarlo dagli a

bassa - Consorzio Interuniversitario Chimica per l`Ambiente

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