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Una pepita d'oro...galleggiante!

Grazie a una nuova tecnica è stato possibile costruire un aerogel d'oro, talmente leggero da galleggiare sulla schiuma di un cappuccino.
Non è un fotomontaggio: nelle fotografie quell'oggetto scintillante dolcemente appoggiato sui petali di un fiore e che galleggia sulla schiuma di un cappuccino è davvero oro. La pepita a 20 carati creata dai ricercatori dell'ETH Zurich non può fregiarsi del titolo di materiale più leggero del mondo ma, essendo formata da 98% di aria e solo per il 2% dal biondo metallo il risultato è altrettanto strabiliante. Ma come è stato possibile ottenerla, e a che cosa ci può servire?  

Un aerogel di nuova concezione

Un modo per ottenere materiali leggerissimi è assemblarli in forma di aerogel. In sostanza si tratta di costruire una sorta di gelatina dove la componente liquida viene poi sostituita da un gas (tipicamente aria, come in questo caso) lasciando dietro di sé un'impalcatura stabile. Esistono molti diversi aerogel, ma tutti presentano caratteristiche eccezionali oltre alla leggerezza. Per esempio sono eccellenti isolanti termici, come dimostra la foto seguente dove un aerogel di silice protegge un fiore dalla fiamma di un becco Bunsen. Costruire un aerogel è però più facile a dirsi che a farsi, così i ricercatori hanno cominciato a prendere ispirazione dalla natura. E se fosse possibile costruire il "telaio" non con la classica silice o gli avveniristici nanotubi, ma con le proteine? Alcune malattie come l'Alzheimer sono caratterizzate da fibrille amiloidi, sottilissimi "fili" che si formano quando una proteina non si ripiega nella forma corretta. Regolando il pH e la temperatura, i ricercatori dell'EHT sono riusciti svolgere il "gomitolo" delle normali lattoglobuline (proteine presenti nel siero di latte) e ottenere un reticolo di fibrille amiloidi che hanno poi messo in soluzione con dei sali d'oro. In questo modo il metallo ha cominciato a cristallizzarsi all'interno della struttura in fibrille. Infine gli scienziati hanno lentamente rimosso il liquido con speciali solventi in modo preservare la fragile struttura: il risultato finale è la schiuma d'oro che possiamo ammirare nelle foto.
(Immagine: Nyström G et al. Advanced Materials 2015)  

A cosa può servire un aerogel d'oro?

Questo metodo permette all'oro di cristallizzare durante la preparazione dell'aerogel stesso, offrendo la possibilità di ottenere pepite con diverse proprietà. Per esempio i ricercatori hanno cambiato i parametri del processo in modo da diminuire la dimensione dei cristalli, ottenendo così una nuova pepita con proprietà ottiche diverse, la più evidente delle quali è nel colore rosso cupo. Secondo gli scienziati questo processo permette quindi di ampliare i modi in cui il metallo può essere utilizzato, e le possibilità sono quindi molte, da nuovi catalizzatori alla gioielleria. Nello studio, appena pubblicato su Advanced Materials, i ricercatori hanno provato a costruire un sensore di pressione sfruttando una caratteristica unica di questo aerogel. Come ha spiegato Raffaele Mezzenga, che ha coordinato la ricerca: «Alla normale pressione atmosferiche le singole particelle d'oro nel materiale non si toccano, e l'aerogel d'oro non conduce elettricità. Ma quando la pressione aumenta, il materiale si comprime e le particelle cominciano a toccarsi, rendendo il materiale conduttivo». Immagine in apertura e immagine box: Nyström G et al. Advanced Materials 2015
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