Scienza

I ricercatori della Osaka University hanno misurato meticolosamente la birifrangenza ottica di nanofibre di cellulosa altamente allineate, aprendo la strada a schermi televisivi, computer e smartphone più nitidi

Un team dell'Istituto di ricerca scientifica e industriale dell'Università di Osaka ha determinato, in una ricerca pubblicata su ACS Macro Letters, (1) i parametri ottici delle molecole di cellulosa con una precisione senza precedenti. In particolare, hanno scoperto che l'intrinseca birifrangenza della cellulosa, che viene descritta come un materiale avente reazioni diverso alla luce posta in vari orientamenti, è abbastanza potente da essere utilizzata in schermi ottici, come schermi flessibili o carta elettronica.

La cellulosa è un materiale antico che, grazie a questa scoperta, potrebbe essere rilanciato nel mercato mondiale nel settore tecnologico. È stato utilizzato per millenni come componente principale dei libri di carta e abbigliamento in cotone. Anche se i libri fatti con gli alberi e le camicie potrebbero sembrare ormai appartenenti al passato, in un mondo sempre più intasato di tablet e smartphone, gli scienziati dell'Università di Osaka hanno dimostrato che la cellulosa potrebbe avere quello che serve per rendere i nostri schermi elettronici più economici e fornire immagini più nitide e vivaci.

La cellulosa, un polimero presente in natura, consiste di catene molecolari molte lunghe. A causa della sua rigidità e forza, la cellulosa aiuta a mantenere l'integrità strutturale delle pareti cellulari delle piante. Costituisce circa il 99 per cento delle nanofibre.

Il team dell'Università di Osaka ha ottenuto risultati migliori usando pellicole con composti in nanofibre di cellulosa unidirezionali allineate, create allungando idrogel dalla 'nata de coco' a varie velocità. Le nanofibre di 'Nata de coco' consentono alle catene di cellulosa di essere diritte a livello molecolare e questo è utile per determinare con precisione la birifrangenza intrinseca, cioè la massima birifrangenza di catene polimeriche completamente estese.

Nei ritmi giorno-notte i batteri mutano negli ecosistemi della barriera corallina.

Negli ecosistemi delle barriere coralline, tra coralli sassosi, fronde di alghe e banchi di pesci, i microrganismi sono essenziali per riciclare i nutrienti - trasformando frammenti di materia organica in forme di azoto e fosforo che sono utili agli organismi fotosintetici.

Uno studio, pubblicato recentemente su Nature Communications, (1) svolto da ricercatori della San Diego State University (SDSU), dell'Università di Hawaii a Manoa, dello Scripps Institution of Oceanography e di altre istituzioni scientifiche, ha accertato che i batteri presenti nell'acqua, sovrastante le barriere coralline, mutano radicalmente nel corso della notte. Inoltre, come se queste comunità fossero tutte al corrente dello stesso programma, questi cambiamenti risultano sincronizzati tra barriere coralline distanti fra loro centinaia di chilometri.

“Le indagini sui ritmi giorno-notte dei processi della barriera corallina sono necessarie per comprendere, a livello olistico, i ruoli funzionali dei microbi in questi ecosistemi”, ha detto Linda Wegley Kelly, (2) assistente supplente alla ricerca presso la San Diego State University (SDSU) e autrice principale dello studio.

Nel 2013, un team internazionale di ricercatori ha effettuò una crociera verso le Southern Line Islands, (3) un arcipelago remota di isole equatoriali a sud delle Hawaii, per misurare una serie di processi della barriera corallina. A mezzanotte, per evitare i rischi della navigazione e delle immersioni di notte, un campionatore autonomo fu progettato con lo scopo di raccogliere un campione d'acqua appena sopra la barriera corallina. Raccogliendo campioni in questo modo, i ricercatori misurarono, in numerosi siti, i cambiamenti nella chimica dell'acqua e i tipi di microbi presenti nelle ore notturne per confrontarli con le rilevazioni fatte nelle ore diurne. Il team utilizzò strumenti di genomica per mostrare come questi cambiamenti della comunità determinano i processi microbici nelle barriere che si differenziano tra il giorno e le notte.

Un team di ricercatori del Cnr e dell'Università di Firenze ha osservato nel laboratorio dell'Istituto nazionale di ottica di Pisa (Cnr-Ino) un nuovo stato della materia: il supersolido.

Esso ha la struttura di un solido, le proprietà di un superfluido e si comporta secondo le leggi della meccanica quantistica. Alla ricerca, pubblicata su Physical Review Letters, hanno collaborato anche ricercatori dell'Università di Hannover.

Questo nuovo stato della materia, che unisce le caratteristiche di un solido – particelle disposte in una struttura fissa, periodica - con quelle di un superfluido - assenza di viscosità e di attrito - presenta proprietà nuove e ancora largamente inesplorate.

I ricercatori dell'Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ino), del Dipartimento di fisica e astronomia dell'Università di Firenze e del Laboratorio europeo di spettroscopia non lineare (Lens), insieme al supporto teorico dell'Università di Hannover, lo hanno studiato in un gas di atomi magnetici ultrafreddi, realizzato in laboratorio con atomi di disprosio portati a temperature vicino allo zero assoluto (-273,15 °C). Lo studio è stato pubblicato su Physical Review Letters ("Observation of a dipolar quantum gas with metastable supersolid properties". (1)