La chimica dei Guinness

Se ne parla poco, ma anche la chimica può vantare i suoi curiosi primati, sfide estreme spesso goliardiche e bizzarre, che però assolvono pienamente all’implicita dichiarazione d’intenti: sfatare il luogo comune che la scienza è noiosa ed è riservata a quei pochi nerd occhialuti, mentre si può stupire e intrattenere comunicando la scienza in maniera divertente e interessante, senza per questo rinunciare ad una proficua divulgazione di temi scientifici.

Per questo motivo, l’esempio più eclatante potrebbe essere la più grande lezione di chimica mai realizzata, ufficializzata davvero dai Guinness World Records che hanno confermato l’evento come un primato mondiale, svoltosi durante la giornata della scienza del 2009 (Science Day 2009), ma c’è molto, molto di più…

Lectio magistralis!

Secondo i Guinness World Records, il record attuale per la più grande lezione di chimica (Largest chemistry lesson) è di 268 partecipanti,  in un evento organizzato da Hooked on Science (USA) presso il West Park Mall, Missouri, USA, il 2 ottobre 2009.

Centinaia di persone di tutte le età hanno stabilito il record mondiale partecipando a una lezione di chimica sui polimeri un po’ particolare. Infatti, il polimero in questione era lo slime, e gli “allievi” si sono divertiti (non poco) ad allungare, appallottolare, contorcere, colare e stirare il fluido verde non newtoniano che qui da noi imperversava durante gli anni ’80, un materiale viscosissimo, freddo, dall’odore pungente e che ricorda una specie di muco verde alieno, un blob che cola e si appiccica dappertutto. Da quelle parti pare che non sia mai passato di moda e lo “Science Bob’s slime” è progettato per la didattica divertente con materiali innocui, ma che sopportano incredibili trazioni, estendendosi elasticamente per metri e riducendosi docilmente fino alle dimensioni di una pallina subito dopo.

La gaffe più eclatante

Esiste purtroppo anche un record negativo detenuto dalla chimica, che dovrebbe far riflettere sulla fallacità degli scienziati, i quali a volte possono essere vittime di abbagli epocali, coinvolgendo le più alte sfere della scienza e screditando così il lavoro di tutta la categoria.

Sto parlando della poliacqua, che venne descritta inizialmente nel  1962 come una nuova forma di acqua generata dall’acqua comune all’interno di particolari capillari di vetro. Si credeva che la poliacqua fosse dotata di proprietà differenti dall’acqua normale, incluso un punto di ebollizione significativamente superiore e una maggiore viscosità.  Ciò condusse a ingenti sforzi nelle ricerche per diversi anni, fino a quando si scoprì che non era altro che semplice acqua contenente impurezze talmente concentrate che influenzavano significativamente la proprietà del solvente.  Questo misfatto è considerato come uno dei peggiori risultati e World Records in Chemistry lo ha designato come la “gaffe più spettacolare”.  [1]

A quei tempi la polywater era talmente popolare che, fra gli altri, influenzò perfino Gene Roddenberry, al punto da inserirla in un noto episodio del suo Star Trek, serie classica (Al di là del tempo – 1×06).

La parola più lunga

Due termini che definiscono un composto chimico, composti da  3641 e 1913 lettere, sono comparsi nei volumi del Guinness dei primati. Tuttavia in seguito sono stati ritirati perché non sono mai stati effettivamente utilizzati dai chimici, e in effetti non c’è esattamente un limite teorico per la lunghezza di una molecola complessa. Per esempio una molecola di DNA potrebbe avere un nome contenente oltre 1.000.000.000 di lettere, se venisse scritto secondo le regole della nomenclatura standard.

Ciò nonostante, esiste davvero un nome che descrive i gruppi funzionali contenuti in una molecola gigantesca, che conta 1185 caratteri, e può ben rappresentare la vastità e la complessità della biochimica, la chimica della vita.

ACETYL­SERYL­TYROSYL­SERYL­ISO­LEUCYL­THREONYL­SERYL­PROLYL­SERYL­GLUTAMINYL­PHENYL­ALANYL­VALYL­PHENYL­ALANYL­LEUCYL­SERYL­SERYL­VALYL­TRYPTOPHYL­ALANYL­ASPARTYL­PROLYL­ISOLEUCYL­GLUTAMYL­LEUCYL­LEUCYL­ASPARAGINYL­VALYL­CYSTEINYL­THREONYL­SERYL­SERYL­LEUCYL­GLYCYL­ASPARAGINYL­GLUTAMINYL­PHENYL­ALANYL­GLUTAMINYL­THREONYL­GLUTAMINYL­GLUTAMINYL­ALANYL­ARGINYL­THREONYL­THREONYL­GLUTAMINYL­VALYL­GLUTAMINYL­GLUTAMINYL­PHENYL­ALANYL­SERYL­GLUTAMINYL­VALYL­TRYPTOPHYL­LYSYL­PROLYL­PHENYL­ALANYL­PROLYL­GLUTAMINYL­SERYL­THREONYL­VALYL­ARGINYL­PHENYL­ALANYL­PROLYL­GLYCYL­ASPARTYL­VALYL­TYROSYL­LYSYL­VALYL­TYROSYL­ARGINYL­TYROSYL­ASPARAGINYL­ALANYL­VALYL­LEUCYL­ASPARTYL­PROLYL­LEUCYL­ISOLEUCYL­THREONYL­ALANYL­LEUCYL­LEUCYL­GLYCYL­THREONYL­PHENYL­ALANYL­ASPARTYL­THREONYL­ARGINYL­ASPARAGINYL­ARGINYL­ISOLEUCYL­ISOLEUCYL­GLUTAMYL­VALYL­GLUTAMYL­ASPARAGINYL­GLUTAMINYL­GLUTAMINYL­SERYL­PROLYL­THREONYL­THREONYL­ALANYL­GLUTAMYL­THREONYL­LEUCYL­ASPARTYL­ALANYL­THREONYL­ARGINYL­ARGINYL­VALYL­ASPARTYL­ASPARTYL­ALANYL­THREONYL­VALYL­ALANYL­ISOLEUCYL­ARGINYL­SERYL­ALANYL­ASPARAGINYL­ISOLEUCYL­ASPARAGINYL­LEUCYL­VALYL­ASPARAGINYL­GLUTAMYL­LEUCYL­VALYL­ARGINYL­GLYCYL­THREONYL­GLYCYL­LEUCYL­TYROSYL­ASPARAGINYL­GLUTAMINYL­ASPARAGINYL­THREONYL­PHENYL­ALANYL­GLUTAMYL­SERYL­METHIONYL­SERYL­GLYCYL­LEUCYL­VALYL­TRYPTOPHYL­THREONYL­SERYL­ALANYL­PROLYL­ALANYL­SERINE

Non ho osato tradurlo, ma si tratta del ceppo Dahlemense del Virus del mosaico del tabacco. Questo termine è comparso in un abstract pubblicato dalla American Chemical Society, ed è considerato da alcuni come la parola più lunga del mondo reale.

Con lunghezze più facilmente pronunciabili, sebbene comportino ancora problemi di traduzione, troviamo un acido, rilevato come il termine più lungo nella seconda edizione del dizionario Oxford di inglese con il tetrametildiaminobenzidrilfosfinito (35 lettere), o meglio the TETRA­METHYL­DIAMINO­BENZHYDRYL­PHOSPHINOUS (39 lettere). In realtà però questo non può vantare una voce appositamente dedicata, ma solo una citazione da un’altra voce.

Segue con 37 lettere la FORMALDEHYDE­TETRA­METHYL­AMIDO­FLUORIMUM (formaldeidetetrametilamido-fluorimum ?), sempre fra i termini chimici nel dizionario succitato, a pari merito con 37 lettere, ecco il DIMETHYL­AMIDO­PHENYL­DIMETHYL­PYRAZOLONE (dimetilamidofenildimetilpirazolone, che però in italiano ne ha “solo” 34). E ancora con 31, il pesticida diclorodifeniltricloroetano (DICHLORO­DIPHENYL­TRICHLORO­ETHANE o DDT), con 29 lettere la trinitrofenilmetilnitramina, un esplosivo (TRINITRO­PHENYL­METHYL­NITRAMINE), il più lungo del Webster’s Dictionary 3rd Ed, e solo con 27 il noto acido delle titolazioni complessometriche come la determinazione della durezza di un acqua, l’etilendiamminotetra-acetato (di sodio), meglio conosciuto con il suo acronimo: EDTA.

Il legame più “stretto”

Il legame metallico più "serrato" del mondo è quello tra due atomi di cromo. Grazie ad una tecnica analitica chiamata diffrazione a raggi X, gli scienziati sono riusciti a scrutare direttamente nella struttura atomica della nuova molecola, misurando la nano-distanza tra i due atomi di Cr. (Imagecredit: Image courtesy of University of Delaware)

I chimici dell’Università del Delaware, in collaborazione con i colleghi dell’Università del Wisconsin, hanno stabilito un nuovo record mondiale nel 2007 per il più corto legame chimico mai rilevato tra due metalli, due atomi di cromo in questo caso, con una distanza di appena 1,803 Ångstrom, che corrisponde a qualche miliardesimo dello spessore di un capello umano.

In questo caso tuttavia gli scienziati non erano spinti dal raggiungimento di un record o da una scommessa con gli amici. Come capita spesso in questi casi, scoprirono la molecola caratterizzata da un legame quintuplo, quasi per caso.

Ma questo non è l’unico record di questo tipo. Nel 2009, come riportato da alcuni ricercatori in Nature Chemistry, è stato determinato che l’atomo di carbonio e l’atomo di cloro nella molecola di clorotrinitrometano, sono separati da soli 1,69 Ångstrom l’uno dall’altro. “Le interazioni non covalenti sono uno dei fattori responsabili per questa breve distanza”, secondo Michael Göbel, che con la sua tesi di dottorato ha rivelato questi nuovi risultati.

La maggior capacità di sequestrare la CO2

Il MOF cattura-CO2

Chimici dalla UCLA e dalla Corea del Sud riportano di aver scoperto il nanomateriale ultraporoso avente la più elevata capacità di immagazzinare il biossido di carbonio, registrando così ben due record, quello per la maggior porosità mai raggiunta da un materiale e quello della maggior capacità di immagazzinare CO2 con quella promettente classe di materiali chiamate strutture metallo-organiche porose. o metal-organic frameworks (MOF).

Queste strutture, talvolta descritte come spugne cristalline, possiedono un gran numero di pori, nano-corridoi comunicanti intrinseci del materiale, in grado di trattenere gas che altrimenti risultano estremamente difficili da trasportare o conservare. La porosità è cruciale per compattare grandi quantità di gas in piccoli volumi ed è una proprietà essenziale per la cattura del biossido di carbonio. Ne avevo parlato anche qui e qui.

Il solido più leggero

Peter Tsou with a sample of aerogel at Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology

Il solido più leggero, o meglio il solido avente la minore densità è l’aerogel. La composizione vincente è stata prodotta nel Lawrence Livermore National Laboratory, e consiste del 99,8% di aria e dello 0,2% di biossido di silicio, raggiungendo il peso specifico di 1,9 mg/cm³. Sebbene possa essere colorato diversamente, l’aerogel sembra quasi una nebbia solida e traslucida, con una tinta bluastra. Gli aerogel sono degli incredibili isolanti e la NASA ha impiegato aerogel neri nella tecnologia dei propri Mars Rovers. Anche la sonda Stardust ha sfruttato un aerogel per catturare le particelle di una cometa o dallo spazio interstellare. Secondo la NASA, un blocco di aerogel delle dimensioni di un essere umano peserebbe solo 455 grammi, ma sarebbe ancora in grado di supportare un oggetto pesante mezza tonnellata. Di recente il record è stato superato con una nanoschiuma di silice avente densità 1 mg/cm³, che è una versione più leggera dell’aerogel dalla densità record di 1,9 mg/cm³. A titolo di confronto la densità dell’aria è di 1,2 mg/cm³. Purtroppo la produzione di aerogel è molto onerosa, quindi non è alla portata di chiunque portarselo a casa per un esame approfondito, almeno per adesso!

59 bambini dentro una bolla di sapone

Tensioattivi da primato

Un gruppo di 59 bambini delle scuole del North Wales ha preso parte ad un esperimento che si è svolto nel distretto di Venue Cymru nel 2008, attestando il record della bolla di sapone più grande del mondo. La bolla era a base di una miscela di acqua tiepida, sapone liquido, glicerolo e perfino un ingrediente segreto.

Circa un migliaio di studenti hanno testimoniato il momento del tentativo di infrangere il record precedente durante una splendida giornata di esperimenti spettacolari denominata per l’occasione ‘The Big Flash Bang‘.

Bolle di sapone lunghe diverse decine di metri, si possono anche ammirare in questo incantevole video, che ho appena scoperto su youtube.

Il grafene dei record

Il grafene, quel versatile materiale che ha appena fatto guadagnare un discusso Nobel per la fisica a Andre Geim e a Konstantin Novoselov, detiene  il record mondiale per la velocità più elevata di un transistor. Quel sorprendente strato grigiastro spesso un solo atomo, non finisce più di stupire. Con il suo enorme potenziale produttivo nel campo dell’elettronica e le sue proprietà uniche, sebbene non sia privo di difficoltà per l’integrazione, costituisce la più fervida promessa di progresso, mettendo anche a repentaglio la previsione sulla prossima temibile singolarità tecnologica, che adesso minaccia di arrivare con ancor più largo anticipo, rispetto alle stime che la posizionano intorno all’anno 2045. Del grafene abbiamo già visto qualcosa in questo stesso canale.

Migliaia di geyser simultanei

Il record mondiale di ben 1911 geyser simultanei è stato stabilito il 19 giugno 2008, dagli studenti della School of Business Administration Turiba in Lettonia. Questa è una specialità molto gettonata in tutto il mondo, dato l’ampio numero di tentativi di infrangere il record. Attualmente primeggia dall’agosto di quest’anno, il team che a Mexico City è riuscito a produrre 2433 eruzioni simultanee. Il trucco è stato ottenuto semplicemente facendo tuffare una losanga di Mentos dentro una bottiglia di Coca-Cola Light, e attualmente può anche vantare il primato del record di massa più divertente del mondo! Chimicamente spettacolare, c’è poco da fare!

[1] Quadbeck-Seeger, H-J. (Ed.); Faust, R.; Knaus, G.; Siemeling, U. (1999) World Records in Chemistry. New York: Wiley-VCH

Fonti (in ordine di apparizione): World Record 2010, Research trends – Learning from our mistakes, fun with worlds, ScienceDaily, ScienceDaily, UCLA News, chemistry.about.com, worldrecordsacademy.org, ScienceDaily,