Superconduttori grazie al vino

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Cosa fare con le bevande alcoliche avanzate? Se pensate che ubricarsi pur di finirle non sia la soluzione ideale, sappiate che possono essere utilizzate come materiale da esperimento per la superconduttività. Infatti, secondo Takano, un fisico del Japan's National Institute for Materials Science di Tsukuba, le bevande alcoliche possono far assumere, a determinati materiali, proprietà di superconduzione.

I superconduttori, materiali con una resistenza elettrica prossima a zero, sono molto corteggiati, in quanto una loro eventuale applicazione su grande scala potrebbe avere delle ripercussioni molto positive; basti pensare al risparmio che si avrebbe utilizzandoli nelle linee elettriche, sia in termini di calore sprecato che in termini di abbattimento di anidride carbonica. Inoltre i superconduttori possono respingere i campi magnetici, consentendo di far levitare tutto quello che possiede caratteristiche magnetiche (una delle applicazioni principali in questo ambito è rappresentato dai treni).

Esiste purtroppo un rovescio della medaglia: affinchè un materiale diventi superconduttore deve essere portato a temperature prossime allo zero assoluto, comunque al di sotto dei 25K (- 248 °C). La svolta è arrivata nel 1987, quando sono stati scoperti materiali che diventano superconduttori alla temperatura di 92K; tali materiali, detti superconduttori caldi, sono delle ceramiche, composte da strati di atomi di rame ed ossigeno. A differenza dei materiali precedenti, per il raffreddamento dei quali era necessario dell'elio liquido, per i nuovi materiali è sufficiente l'utilizzo di azoto liquido, di più facile reperibilità e molto poco costoso.  

Ad oggi, il super conduttore più "caldo" (una miscela di bario, mercurio e calcio, più il rame e l'ossigeno) lavora a 135K, una temperatura ancora troppo bassa rispetto alla temperatura ambiente. Nel 2008, un altro gruppo di ricercatori del Tokyo Institute of Technology si è imbattuto su un nuovo tipo di superconduttori; sono composti da ferro, arsenico, ossigeno e lantanio, con la struttura di rame-ossigeno dei superconduttori caldi ora sostituita dalla coppia ferro-arsenico.

Il gruppo di Takano ha quindi iniziato a sperimentare una miscela di ferro e tellurio, introducendo successivamente anche dello zolfo, ma i risultati non facevano ben sperare. Questo fino a quando la negligenza di un ricercatore, con la testa altrove a causa della rottura con la sua ragazza, ha costretto il gruppo ad utilizzare miscele non preparate di recente, che quindi erano state esposte all'aria per un periodo più o meno lungo. Con grande sorpresa di tutti, queste miscele hanno dato segni di superconduttività.

Il gruppo di Takano ha allora iniziato a sperimentare dei bagni della miscela con diverse sostanze, dall'acqua, all'azoto puro fino all'ossigeno puro; l'unica trasformazione in superconduttore si era verificata con il bagno in acqua. Il gruppo aveva quindi dimostrato come la coesistenza di acqua ed ossigeno rappresentasse un fattore molto importante.

Non contenti, i ricercatori, durante un party organizzato dall'ente di ricerca, hanno sottratto diversi tipi di bevande alcoliche (tra cui vino rosso, birra, whisky e sakè), con lo scopo di utilizzarli per i loro studi. I risultati sono stati sorprendenti: dopo averle riscaldate a 70 °C, per accelerare qualsiasi tipo di reazione chimica, tutte le bevande hanno funzionato, con il vino rosso che è risultato la migliore sostanza per indurre la superconduttività ai materiali.

Il risultato non sembra dipendere dalla concentrazione di alcol, visto che whisky e sakè ne contengono di più rispetto al vino; Takano ha ipotizzato che la causa sia da ricercarsi nei polifenoli, sostanze antiossidanti presenti in abbondanza proprio nel vino rosso.

Il team di ricerca si sta ora preparando per studiare la struttura cristallina della miscela ferro-tellurio-zolfo prima e dopo l'immersione nel vino, con la speranza di svelare il meccanismo che induce la superconduttività e capire qualcosa in più su questo fenomeno alle alte temperature.

fonte: Newscientist