Da spaghetti a fusilli, come le catene di carbonio cambiano forma e proprietà

La più famosa struttura biologica a forma di elica a livello molecolare è sicuramente rappresentata dal DNA, ma non è l’unica. Scienziati della Scuola di Chimica dell’Università di Bristol hanno effettuato una scoperta sorprendente: le catene di carbonio possono assumere la forma di fusilli o spaghetti a seconda che siano composte da un numero rispettivamente pari o dispari di atomi.

Modificare le proprietà di una catena atomica

Più precisamente, si sono resi conto che inserendo in modo mirato singoli atomi di metile sostituenti possono controllare la forma della catena di carbonio rendendola lineare come le penne o elicoidale come i fusilli. Queste strutture sono stabili e ben definite, mentre la conformazione a spaghetto (cotto, naturalmente) è più casuale e flessibile.

C’è di più: la forma elicoidale è destrorsa o sinistrorsa a seconda del numero totale di atomi che compongono la catena (vedi immagine).
Grazie a complessi calcoli e analisi sulle proprietà delle molecole i ricercatori hanno compreso che a determinare questo effetto pari-dispari sono i gruppi di atomi ai capi della catena: se entrambi sono in accordo sul verso (destrorso o sinistrorso) dell’elica, ecco che si forma la struttura stabile, altrimenti il risultato è uno spaghetto dalla conformazione casuale.

Un atomo che fa la differenza

Un solo atomo è quindi l’elemento determinante per stabilire l’ordine o il chaos. Il cambiamento delle proprietà di una catena di atomi che condividono la stessa struttura di base attraverso l’inserimento di un singolo atomo di carbonio è un’eventualità rara, ma è quindi proprio questo il caso.

Nuove possibilità

Lungi dall’essere una mera curiosità, questa scoperta pone le basi sia per la creazione, tramite la stabilità delle catene di molecole pari (a fusillo), di materiali rigidi non modificabili oppure di strutture-base per l’interazione di altre molecole, un’applicazione quest’ultima di estrema importanza per le molte possibilità che offre (a partire, ma non esclusivamente, dal campo medico).

Ma si sta studiando anche la possibilità di poter manipolare le molecole invertendone il verso; questo potrebbe portare alla realizzazione di materiali reattivi, le cui proprietà possono essere alterate attraverso stimoli esterni, afferma il professor Varinder Aggarwal, a capo del team autore della ricerca.

Di Corrado Festa Bianchet

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