Urto efficace

Qualcuno potrebbe scorgere un segno della presenza divina nel fatto che l’aria è più pulita vicino alle vetrate delle chiese. Risulta infatti che in prossimità di tali vetrate molti composti organici inquinanti siano presenti in misura significativamente minore, così come il particolato atmosferico derivante da legni, pitture, tende o tappeti antichi presenti nelle chiese più datate.

Se non vogliamo arrenderci subito al miracolo dobbiamo analizzare più a fondo la questione; ad esempio: perchè mai tale fenomeno si verificherebbe solo quando le vetrate sono dorate? Parliamo di doratura dovuta a oro effettivamente presente, e non a semplice colorazione.

Apriamo una parentesi. Sappiamo che molte molecole, tra cui quelle inquinanti, possono essere distrutte per effetto della luce solare; si parla in questo caso di fotodegradazione, processo durante il quale le molecole sono scisse in altre molecole più piccole; se queste ultime non sono particolarmente dannose per l’ambiente, l’eventuale carico inquinante originario può essere effettivamente ridotto. Detto questo, qualcuno potrebbe chiedersi come mai, nonostante la luce solare sia un bene gratuito e disponibile in abbondanza, molti inquinanti continuano indisturbati a pullulare nell’aria che respiriamo. I motivi vari: gli inquinanti sono purtroppo tanti e diversi; la sola fotodegradazione costituisce a malapena un blando rimedio per alcune tipologie di inquinanti e non per altre. Inoltre la fotodegradazione è un processo la cui velocità varia a seconda delle condizioni atmosferiche e delle molecole coinvolte: alcune sostanze come la vitamina C sono particolarmente labili sotto l’effetto della luce (il succo d’arancia deve essere consumato presto o al limite conservato in bottiglie scure per rallentare la degradazione della vitamina), mentre altre come -ahimè- la maggior parte dei composti inquinanti non sono arrendevoli allo stesso modo. E’ una questione di cinetica: se la termochimica ci informa circa la possibilità che una reazione avvenga, i fattori cinetici decidono il tempo occorrente perchè ciò accada. Una reazione può quindi essere favorita dal punto di vista energetico ma sfavorita nella velocità di attuazione.

Quando si avverte il bisogno di aumentare la velocità di reazione i chimici cercano di utilizzare dei catalizzatori. I catalizzatori, sostanze presenti in natura o create in laboratorio, hanno la capacità di intervenire per accelerare una reazione senza modificarne i prodotti; in pratica il catalizzatore “dà una mano” affinchè la reazione sia più celere, ma senza modificare la reazione in sè. I meccanismi adottati dai catalizzatori sono di vari tipi. Prendiamo ad esempio una particella di oro talmente piccola che possiamo indicarla come una “nanoparticella”. Le nanoparticelle di oro sono presenti sulle vetrare dorate accennate prima; quando le vetrate sono illuminate il campo elettromagnetico della luce solare può entrare in risonanza con le oscillazioni elettroniche delle particelle di oro. In queste condizioni il campo magnetico sulla superfice delle nanoparticelle può essere rinforzato fino a cento volte, provocando così la rottura delle molecole inquinanti. Ecco svelato il mistero delle vetrate purificatrici: l’oro funge da catalizzatore per la fotodegradazione degli inquinanti. Abbiamo quindi un ulteriore motivo per considerare l’oro un metallo prezioso: non solo bello ma anche utile! Ovviamente non è pensabile impiegare quantità massicce di oro per liberare l’atmosfera dagli inquinanti, ma certamente studi di questo tipo aprono la strada a usi sempre più intelligenti dei materiali, soprattutto per ciò che concerne le nanotecnologie.

Per approfondire alcune proprietà delle nanoparticelle di oro vi consiglio di dare un’occhiata a questa presentazione (notate la sesta pagina) oppure qui. Infine vi segnalo la sezione nanotecnologie di questo sito interamente dedicato a uno degli elementi più importanti per l’economia e per la scienza; nello stesso sito potete leggere (in questa pagina) come l’oro può essere usato sfruttandone le proprietà catalitiche nella purificazione dell’aria in spazi ristretti.

Fonte: Newsletter n.15/2008 della Società Chimica Italiana

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