SCELTI PER VOI a cura <strong>di</strong> Sergio Focar<strong>di</strong>MICROFONI DEL FUTUROI DIAMANTOIDII NANOBATTERI68In un recente convegno svoltosi aBerlino sono stati presentati numerosiprototipi <strong>di</strong> microfoni. Qualcuno <strong>di</strong>questi manderà in pensione nel giro <strong>di</strong>qualche anno i microfoni attuali.La caratteristica comune ai nuovimicrofoni è quella <strong>di</strong> essere costruitisu supporti <strong>di</strong> silicio; per il resto si basanosu effetti fisici capaci <strong>di</strong> trasformarele variazioni <strong>di</strong> pressione legate aun segnale acustico nella modulazione<strong>di</strong> una tensione elettrica. I sensori, lemembrane vibranti raggiungono <strong>di</strong>mensionidell’or<strong>di</strong>ne del millimetroquadrato e spessori misurabili in micron.I fenomeni usati per la trasduzionedel segnale acustico consistono nellavariazione <strong>di</strong> corrente prodotta daquella <strong>di</strong> capacità <strong>di</strong> un condensatoreun’armatura del quale è formata dallamembrana oppure in quella prodottada una membrana carica che agisceper effetto <strong>di</strong> un campo variabile su unsemiconduttore.In altre soluzioni, gli spostamentidella membrana vengono convertiti insegnale elettrico sfruttando effetti piezolelettricio piezoresistivi, oppureperturbando una fibra ottica in mododa modulare il segnale luminoso, o modulandoper effetto Doppler la frequenza<strong>di</strong> un fascio laser.Questa microtecnologia permettefacilmente <strong>di</strong> costruire su un unicosupporto fino a 10000 microfoni in mododa poter ricostruire, utilizzando i ritar<strong>di</strong>l’immagine ottenuta per riflessioneda un ostacolo delle <strong>di</strong>mensioni <strong>di</strong>un millimetro. I costruttori <strong>di</strong> questosensore hanno in programma <strong>di</strong> costruireun vero e proprio occhio da utilizzaresott’acqua illuminando il bersagliocon ultrasuoni.Infine un’altra interessante idea sibasa sull’utilizzo <strong>di</strong> due fili paralleli postil’uno vicino all’altro e riscaldati elettricamente.La <strong>di</strong>fferenza <strong>di</strong> temperatura<strong>di</strong>pende dalla velocità dell’aria fra ifili e questa è sensibile a frequenze al <strong>di</strong>sotto dei 10 kHz. Il sistema non può essereimpiegato per sistemi <strong>di</strong> riproduzionedel suono ad alta fedeltà ma funzionanoa 20 Hz, una regione interessanteper i terremoti, dove non sono utilizzabilimicrofoni a pressione.I <strong>di</strong>amantoi<strong>di</strong> sono una famiglia <strong>di</strong>idrocarburi il cui capostipite, detto adamantanoha una struttura chimica formatada 10 atomi <strong>di</strong> carbonio e 16 <strong>di</strong>idrogeno. Gli elementi successivi, <strong>di</strong>amantano,triamantano, eccetera, si ottengonodal precedente con l’aggiunta <strong>di</strong>quattro atomi <strong>di</strong> carbonio e quattro atomi<strong>di</strong> idrogeno.Furono scoperti e identificati nel1933, dopo che erano stati trovati nelpetrolio. Da allora i geochimici non hannoancora una risposta da tutti con<strong>di</strong>visasu come si formino questi composti chenon sono <strong>di</strong> origine biologica. Si ignorase, dove, come e quando siano stati sintetizzatiin natura. Tuttavia essi restanostrettamente collegati al petrolio tantoda costituire un grosso problema perl’impatto ambientale prodotto dai pozzi<strong>di</strong> estrazione del gas naturale: nei tubi<strong>di</strong> raccolta se ne possono trovare a tonnellate.La loro stabilità sembra possa essereutilizzata per stu<strong>di</strong>are le caratteristichedei giacimenti <strong>di</strong> petrolio, stimandol’ammontare delle riserve ancora esistenti.Infatti la <strong>di</strong>sponibilità <strong>di</strong> petrolio <strong>di</strong>un giacimento <strong>di</strong>pende in maniera criticadalla profon<strong>di</strong>tà che determina la temperatura.Al <strong>di</strong> sopra dei 200 °C i componentidel petrolio si rompono in molecolevia via più piccole fino ad arrivare aiprodotti terminali, metano e grafite.Tuttavia non si conosce la frazione <strong>di</strong>decomposizione del petralio al variaredella temperatura e del tempo trascorsodalla sua formazione.Recenti risultati sperimentali hannomostrato che la concentrazione dei <strong>di</strong>amantoi<strong>di</strong>cresce con la temperatura,aprendo la possibilità <strong>di</strong> utilizzare questoparametro come una misurazionedella <strong>di</strong>struzione del petrolio. Utilizzandoil Golfo del Messico come un laboratorionaturale È stato mostrato che ilpetrolio dei giacimenti profon<strong>di</strong> ha subitouna notevole trasformazione al puntoche 80% per cento <strong>di</strong> esso è stato trasformatoin gas.I <strong>di</strong>amantoi<strong>di</strong> sembrano aprire lapossibilità <strong>di</strong> stimare in maniera realisticala quantità <strong>di</strong> petrolio esistente neivari campi petroliferi e quin<strong>di</strong> l’entitàdelle riserve mon<strong>di</strong>ali.Esistono veramente i nanobatteri?La stragrande maggioranza dei microbiologirisponderebbe in modo negativo,per i motivi che illustreremo nel seguito.Solo alcuni ricercatori, quelli che ritengono<strong>di</strong> avere le prove sperimentali dell’esistenza<strong>di</strong> questi strani organismi,sono certi della loro esistenza.La scoperta, come spesso accade, fùdel tutto casuale: Uwins, una geologadella Università <strong>di</strong> Queensland, analizzandoper conto <strong>di</strong> una società petroliferaargille prelevate ad alcune migliaia <strong>di</strong>metri <strong>di</strong> profon<strong>di</strong>tà osservò al microscopioelettronico strani filamenti che attrasserola sua attenzione. Si trattava <strong>di</strong>oggetti <strong>di</strong> piccolissime <strong>di</strong>mensioni, alcunidell’or<strong>di</strong>ne dei 20 nanometri, a prima vista<strong>di</strong>fficilmente classificabili come batteri,sia per le <strong>di</strong>mensioni sia per l’ambientecertamente ostile alla vita da cuierano stati prelevati. A <strong>di</strong>fferenza dei virusche non hanno bisogna <strong>di</strong> una grandecomplessità perché si riproducononella cellula ospite, i batteri sono veri epropri organismi e quin<strong>di</strong> non possonoesistere al <strong>di</strong> sotto <strong>di</strong> certe <strong>di</strong>mensioni.Secondo stime fatte da <strong>di</strong>versi ricercatori,anche prevedendo un metabolismomolto lento, un numero ridotto <strong>di</strong> geni,ognuno dei quali dotato <strong>di</strong> uno, massimodue, ribosomi che producono le proteine,non è possibile scendere sotto i 200 nanometri.Per <strong>di</strong> più 20 nanometri sonogiusto le <strong>di</strong>mensioni del singolo ribosoma.Questi strani organismi hanno anchela singolare abitu<strong>di</strong>ne <strong>di</strong> annidarsi neiposti più strani. Così devono aver pensatodue ricercatori finlandesi che li hannorintracciati nei calcoli renali. Essi hannocoltivato i nanobatteri estratti dai calcoli<strong>di</strong> numerosi pazienti, li hanno iniettati inconigli verificando successivamente danneggiamentidella regione renale in cuisi formano normalmente i calcoli. Unaconferma <strong>di</strong> un legame fra questi misteriosiorganismi e alcune patologie renaliviene dal loro ritrovamento in quasi tuttii casi osservati <strong>di</strong> pazienti sofferenti <strong>di</strong>policisti renale. Per gli specialisti <strong>di</strong> malattierenali l’ipotesi che un batterio siail responsabile della formazione <strong>di</strong> calcolinon appare tanto bizzarra, anche perchénon esistono spiegazioni <strong>di</strong> altro tipo!Science, 5412, 9 aprile 1999, p. 235Nature, 399, 6 maggio 1999, p. 15, 54New Scientist, 2200, 21 agosto 1999, p. 32
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