Il grafene non finisce di stupire e di mostrare agli scienziati proprietà sempre nuove, come quella osservata dai ricercatori del Trinity College di Dublino che potrebbe rivoluzionare il mondo dell’elettronica.
Fiori atomici. Graham Gross e suoi colleghi hanno scoperto che quando si colpisce un foglio di grafene con una punta di diamante, dalla lastra si staccano dei minuscoli frammenti che si ripiegano su se stessi come petali di un fiore.
Il grafene è un materiale ultrasottile, dello spessore di un solo atomo, ma allo stesso tempo è incredibilmente resistente. Eppure, secondo i ricercatori, il calore ambientale trasferito sotto forma di energia dalla punta di diamante quando tocca la lastra sarebbe sufficiente a provocarne l’esfoliazione. Il processo richiede meno di un minuto ma una volta innescato è inarrestabile.
I ricercatori sono riusciti anche a controllare la lunghezza dei petali che si staccano dalla lastra: dopo diverse prove hanno infatti scoperto che la lunghezza complessiva del frammento che si ripiega è circa cinque vole la larghezza dello strappo iniziale.
Perché il cielo è azzurro? La luce solare è il risultato della sovrapposizione di onde elettromagnetiche di lunghezza variabile. Interagendo con i gas atmosferici, le onde nella gamma del blu, più corte, vengono rifratte, deviate e disperse in tutte le direzioni. Ovunque si guardi, parte di questa luce arriva ai nostri occhi. All'alba e al tramonto invece, quando il Sole è meno alto nel cielo, i suoi raggi devono viaggiare più a lungo per raggiungere il nostro sguardo. Questo cancella il "vantaggio" del blu e ci permette di ammirare tramonti rossi e arancioni.
Quello che forse non sapevi. Alcune ricerche hanno stabilito che la parte blu dello spettro luminoso agisce positivamente sull'umore, rendendo più reattivi e adattabili agli stimoli emotivi.
La doppia natura della luce, in una sola immagine
Foto: © Rob Tilley/Nature Picture Library/contrasto
Qual è l'età della Terra? Più o meno 4,54 miliardi di anni (con un margine di errore dell'1%). A questo risultato si è arrivati grazie alla scoperta della radioattività, tra fine '800 e inizio '900, e al conseguente calcolo dei tempi di decadimento degli isotopi radioattivi, che ha permesso di calcolare con precisione l'età delle rocce terrestri.
Quello che forse non sapevi. In passato il nostro pianeta era considerato ben più giovane. Nel 19esimo secolo, il fisico britannico Lord Kelvin gli attribuì dai 20 ai 40 milioni di anni; nel 1700, uno scienziato francese - Comte de Buffon - stabilì, misurando i tempi di raffreddamento di una replica della Terra, che doveva avere all'incirca 75 mila anni.
Altre 10 curiosità sulla Terra
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come funziona la selezione naturale? In natura, le mutazioni - i cambiamenti permanenti nella dote genetica degli organismi - avvengono in modo casuale. Ma l'evoluzione, il processo per cui piante e animali mutano nel corso di successive generazioni, non opera a caso. I cambiamenti che aiutano un organismo a sopravvivere e riprodursi vengono favoriti e finiscono per divenire più comuni. Questa è la versione semplice: in pratica, però, la selezione naturale non opera sui singoli individui, ma sull'intero gruppo. Qui, un fringuello terricolo del cactus (Geospiza scandens): la leggenda vuole che osservandone il lungo becco fatto per scavare nei fiori, Darwin "capì" le basi della teoria dell'evoluzione.
Quello che forse non sapevi. Migliaia di manoscritti di Charles Darwin sono disponibili online.
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Il Sole smetterà mai di brillare? Sì, quando terminerà il suo ciclo evolutivo, tra circa 5 miliardi di anni. Il Sole è una stella della "sequenza principale": è fatto, cioè, prevalentemente di idrogeno e brucia grazie alla reazione di fusione nucleare che partendo dall'idrogeno produce elio. Stelle di massa pari a quella del Sole impiegano circa 10 miliardi di anni per uscire dalla sequenza principale e trasformarsi in giganti rosse. Poiché il Sole si è formato circa 5 miliardi di anni fa... i calcoli sono presto fatti.
Quello che forse non sapevi. Nessuno di noi si godrà lo spettacolo del Sole morente, e non solo per una questione anagrafica. Tra un miliardo di anni, la nostra stella sarà il 10% più brillante di quando non sia ora: abbastanza per far evaporare gli oceani e cancellare ogni forma di vita sulla Terra.
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Come funzionano i magneti? Un magnete è un oggetto, o un materiale che ha un naturale campo magnetico, cioè un flusso di elettroni in moto nella stessa direzione. Gli elettroni tendono a formare legami di "coppia" e il ferro (o i materiali che ne contengono in grandi quantità) ha molti elettroni "liberi" che non aspettano altro che un "compare". Ecco perché le sostanze ferromagnetiche sono attratte dai magneti.
Quello che forse non sapevi. Si dice che Archimede (287-212 a.C.) avesse cercato di magnetizzare le spade dei soldati della sua città (Siracusa) per disarmare più facilmente i nemici.
Foto: © Visuals Unlimited/Nature Picture Library/contrasto
Come si formano gli arcobaleni? Gli archi più colorati del cielo si formano grazie alla rifrazione della luce solare da parte di minuscole goccioline d'acqua sospese in atmosfera (per esempio sopra una cascata, o dopo un temporale), che si comportano da veri e propri "prismi", scomponendo la luce nelle sue varie lunghezze d'onda.
Quello che forse non sapevi. Affinché la rifrazione avvenga correttamente, i raggi solari devono colpire le gocce d'acqua con un'inclinazione di circa 42 gradi. Altre 6 curiosità sugli arcobaleni
Foto: © GEOFF DORE/Nature Picture Library/contrasto
Cosa dice la teoria della relatività? Prima di Einstein, spazio e tempo erano considerate grandezze fisse e inalterate, ma il fisico dimostrò che questa visione delle cose è illusoria. Lo spazio si può contrarre, può espandersi o curvarsi, e il tempo può trascorrere più o meno velocemente, se un oggetto è soggetto a un forte campo gravitazionale o si muove molto velocemente. Spazio e tempo sono un'unica entità che può essere distorta da gravità e accelerazione. Per saperne di più
Quello che forse non sapevi. Einstein aveva trovato un modo molto efficace per spiegarla: «Quando un uomo siede un'ora in compagnia di una bella ragazza, sembra sia passato un minuto. Ma fatelo sedere su una stufa per un minuto e gli sembrerà più lungo di qualsiasi ora. Questa è la relatività».
Sai riconoscere le vere citazioni di Einstein?
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Perché le bolle di sapone sono rotonde? «La forma sferica delle bolle risulta dal fatto che la pressione esercitata dai gas all'interno e all'esterno della bolla è "isotropa" (cioè indipendente dalla direzione) e la sfera è, per l'appunto, isotropa» spiega Stefano Baroni, Professore di Fisica alla SISSA di Trieste. «Stesso discorso vale per un palloncino gonfiabile (anche se in questo caso, la non omogeneità della gomma di cui è costituito determina una non-isotropia della forma risultante)».
Quello che forse non sapevi. Esistono anche bolle di sapone cubiche, e realizzarle è piuttosto semplice.
Foto: © zacktionman, Flickr
Come si formano le nuvole? Gli ammassi di gocce d'acqua e cristalli di ghiaccio si creano quando l'aria calda e umida, salendo, incontra temperature più fredde che costringono il vapore acqueo a condensare. Se non fosse per il ciclo idrogeologico di cui le nubi fanno parte, probabilmente non esisterebbe la vita sul nostro pianeta.
Quello che forse non sapevi. La classica nube dalla forma "a cavolfiore" - pesa circa 500 mila chili. Più o meno quanto 100 elefanti africani maschi.
Perché l'acqua evapora anche a temperatura ambiente?
«Un liquido in un sistema aperto evapora completamente perché una volta che una molecola abbandona la sua superficie a causa di una "fluttuazione termica", è estremente improbabile che vi faccia ritorno» spiega Baroni.
«Un bicchiere d'acqua lasciato in una stanza evapora completamente perché la pressione parziale del vapore acqueo nella stanza è trascurabile, ed è quindi estremamente improbabile che una molecola d'acqua in fase gassosa "torni" nel bicchiere da cui era partita. Lo stesso bicchiere racchiuso dentro una pentola a pressione non evaporerà (completamente) perché a causa di una pressione parziale di vapor acqueo non trascurabile, il numero di molecole che abbandonano il bicchiere in un dato tempo è uguale a quello di quelle che vi fanno ritorno».
Quello che forse non sapevi. Un bicchier d'acqua sulla Luna, evaporerebbe completamente malgrado l'assenza di atmosfera.
Foto: © Marcin Chylinski
Nuova elettronica. Se opportunamente piegato secondo schemi ben definiti, il grafene potrebbe essere utilizzato per auto-assemblare minuscoli sensori e transistor da impiegare su circuiti elettronici in nano scala e computer di nuova concezione.
Potrebbero per esempio essere realizzati piccoli sensori da inserire nelle etichette dei prodotti alimentari che si piegano, e quindi si attivano, quando la temperatura esterna supera certi parametri prefissati, così da segnalare pericolose interruzioni della catena del freddo.
