Stomachion

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domenica 23 giugno 2013

Carnevale della Chimica #29

Provate a pensare a un rompicapo di questo genere: avete due bicchieri, uno riempito con 50 cucchiai di brandy e un altro con 50 cucchiai di acqua. A questo punto si prende un cucchiaio di brandy dal primo bicchiere e lo si versa all'interno del secondo. Si mescola e quindi si prende un cucchiaio da questa seconda mistura e lo si versa nel bicchiere di brandy. Fatto questo, provate a rispondere alla domanda: ĆØ maggiore la quantitĆ  di brandy trasferita dal primo bicchiere al secondo o la quantitĆ  di acqua trasferita dal secondo bicchiere al primo?
Rispondere correttamente può fornirvi, per esempio, un'utile chiave per comprendere un concetto di base per la chimica come la concentrazione, ma fate attenzione: un modo corretto per giungere alla risposta passa per la matematica!
La matematica, però, può essere utilizzata nella chimica anche in modi differenti, ad esempio utilizzando il concetto di simmetria: si possono infatti classificare i cristalli attraverso le loro simmetrie, siano esse assiali o puntuali. Oppure si potrebbe utilizzare il DNA per costruire dei solidi platonici: è molto interessante, infatti, notare come nella nanocostruzione di alcune particolari strutture chimiche, le molecole sembrano mostrare una maggiore stabilità quando si utilizzano come intelaiature proprio i solidi platonici:

Da Bhatia D., Mehtab S., Krishnan R., Indi S., Basu A. & Krishnan Y. (2009). Icosahedral DNA Nanocapsules by Modular Assembly, Angewandte Chemie International Edition, 48 (23) 4134-4137. DOI: (pdf)
Inoltre i solidi platonici permettono il massimo volume di incapsulamento.
La tecnica in cui questo tipo di struttura viene utilizzata ĆØ l'assemblaggio modulare. Uno dei vantaggi della tecnica ĆØ che:
capsule chiuse stechiometricamente ben definite possono essere costruite con resa elevata anche ad alte concentrazioni come conseguenza della formazione di moduli intermedi precostituiti, oltre che un aumento della cooperazione associata con un ordine di assemblaggio progressivamente più elevato.
L'assemblaggio modulare può essere utilizzato anche per migliorare l'assemblaggio virale, poiché permette la costruzione di icosaedri sempre più complessi, e questo, aggiungo io, con un miglioramento nello studio dei virus e delle loro cure.
D'altra parte si può anche giocare con i solidi platonici e osservare che, probabilmente grazie alla loro capacità di essere associati con la spirale di Fibonacci, questi possono essere messi in una relazione visiva evidente con la struttura a doppia elica del DNA, struttura che, d'altra parte, può essere riprodotta utilizzando proprio la spirale di Fibonacci!