Scienza
Una nuova ricerca studia le “droplet”
Abbiamo sentito spesso parlare delle “droplets”, le particelle di saliva responsabili della trasmissione del Covid-19. Un nuovo studio ora è in grado, attraverso macchinari, di osservarne la nucleazione.
La nucleazione è un fenomeno onnipresente che governa la formazione di goccioline e bolle nei sistemi utilizzati per la condensazione, la desalinizzazione, la scissione dell’acqua, la crescita dei cristalli e molti altri importanti processi industriali.
Ora, per la prima volta, una nuova tecnica di microscopia sviluppata al MIT consente di osservare direttamente il processo in dettaglio, il che potrebbe facilitare la progettazione di superfici migliorate e più efficienti per una varietà di tali processi.
L’innovazione utilizza apparecchiature convenzionali di microscopio elettronico a scansione, ma aggiunge una nuova tecnica di elaborazione che può aumentare la sensibilità complessiva fino a dieci volte e migliora anche il contrasto e la risoluzione. Utilizzando questo approccio, i ricercatori sono stati in grado di osservare direttamente la distribuzione spaziale dei siti di nucleazione su una superficie e monitorare come questa è cambiata nel tempo.
Il team ha quindi utilizzato queste informazioni per ricavare una descrizione matematica precisa del processo e delle variabili che lo controllano.
La nuova tecnica potrebbe potenzialmente essere applicata a un’ampia varietà di aree di ricerca.
È descritto nella rivista Cell Reports Physical Science, in un articolo dello studente laureato del MIT Lenan Zhang; ricercatore in visita Ryuichi Iwata; professore di ingegneria meccanica e capo dipartimento Evelyn Wang; e altri nove al MIT, all’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign e all’Università Jiao Tong di Shanghai. “Un’opportunità davvero potente”. Quando le goccioline si condensano su una superficie piana, come sui condensatori che fanno circolare il vapore nelle centrali elettriche nell’acqua, ciascuna gocciolina richiede un sito di nucleazione iniziale, da cui si accumula. La formazione di questi siti di nucleazione è casuale e imprevedibile, quindi la progettazione di tali sistemi si basa su stime statistiche della loro distribuzione. Secondo le nuove scoperte, tuttavia, il metodo statistico utilizzato per questi calcoli da decenni non è corretto e al suo posto dovrebbe essere utilizzato uno diverso. Le immagini ad alta risoluzione del processo di nucleazione, insieme ai modelli matematici sviluppati dal team, consentono di descrivere la distribuzione dei siti di nucleazione in termini strettamente quantitativi.
“Il motivo per cui questo è così importante”, dice Wang, “è perché la nucleazione avviene praticamente in tutto, in molti processi fisici, sia naturali che in materiali e sistemi ingegnerizzati. Per questo motivo, penso che comprenderlo in modo più fondamentale sia un’opportunità davvero potente”.
Potrebbe interessarti anche
Eclissi totale di Sole del 12 agosto 2026: cos’è, come si forma e dove sarà visibile in Italia
Il 12 agosto 2026 milioni di persone alzeranno lo sguardo verso il cielo per assistere a un evento raro e spettacolare: una eclissi totale di Sole. Si tratta di uno dei fenomeni astronomici più emozionanti che si possano osservare dalla Terra e, questa volta, interesserà anche l’Italia, rendendo l’appuntamento ancora più speciale per gli appassionati […]
Perché il Sole scompare durante un’eclissi? La spiegazione degli astronomi
Vedere il Sole scomparire in pieno giorno è un’esperienza che lascia senza parole. Per qualche minuto il cielo cambia colore, la luce si attenua, la temperatura può diminuire e l’ambiente assume un’atmosfera quasi surreale. È ciò che accade durante un’eclissi di Sole, uno degli eventi naturali più straordinari che il nostro pianeta possa offrire. A […]
I mostri di ghiaccio: 6 fenomeni naturali
Ogni inverno, sulle pendici del Monte Zao in Giappone, si manifesta uno spettacolo naturale affascinante e a tratti inquietante: i “mostri di neve” (Juhyo). Queste sculture di ghiaccio monumentali, modellate da condizioni meteorologiche estreme, trasformano il paesaggio in un regno surreale, attirando turisti e fotografi da tutto il mondo. Ma cosa sono esattamente questi mostri […]
Spazio pieno di rifiuti: la soluzione è riparare e riciclare
Lo spazio non è più un “posto lontano” riservato a poche missioni all’anno: tra satelliti commerciali, mega-costellazioni e nuovi lanci, l’orbita terrestre sta diventando un’infrastruttura affollata, costosa e fragile. Ogni missione porta valore (dati, comunicazioni, ricerca), ma lascia anche un’ombra: hardware che invecchia in fretta, componenti impossibili da riparare e oggetti che restano in giro […]
Cancro: un nuovo esame fa “brillare” le cellule tumorali
Individuare il cancro in fase iniziale è spesso la differenza tra un percorso terapeutico più semplice e uno molto più complesso. Il problema è che molte tecniche di analisi dei tessuti richiedono passaggi lunghi: preparazione del campione, colorazioni, valutazioni al microscopio e tempi di refertazione che, nella pratica clinica, possono trasformarsi in attese. In questo […]
Microrobot e autonomia: come funzionano i robot più piccoli mai creati
Il futuro della robotica potrebbe stare nel palmo di una mano, anzi: potrebbe essere più piccolo di un granello di sale. Un recente lavoro su microrobot autonomi mostra che è possibile integrare in dimensioni microscopiche sensori, memoria e capacità di eseguire istruzioni, con un consumo energetico ridottissimo. Il risultato non è un “giocattolo” da laboratorio: […]
Microplastiche: perché alcuni organismi imparano a preferire il cibo contaminato
Le microplastiche non sono solo un problema “chimico” o visibile a occhio nudo: possono diventare un problema di comportamento. Un nuovo filone di ricerca mostra che, dopo esposizioni ripetute per più generazioni, alcuni organismi minuscoli possono arrivare a preferire il cibo contaminato rispetto a quello pulito. Il caso più sorprendente riguarda i nematodi, piccoli vermi […]
Ghiacciai in Antartide: i nuovi sciami sismici che preoccupano gli scienziati
Quando pensiamo ai terremoti, immaginiamo faglie, vulcani e placche in movimento. Negli ultimi anni, però, la scienza sta mettendo sotto i riflettori un’altra sorgente di onde sismiche: i ghiacciai. In Antartide, un nuovo lavoro ha individuato oltre 360 eventi sismici collegati al distacco e al ribaltamento di iceberg tra il 2010 e il 2023, con […]
Imprecare in palestra migliora davvero la performance?
Imprecare durante un esercizio “da ultima ripetizione” sembra una cosa istintiva, quasi inevitabile. La novità è che la scienza sta iniziando a trattare questa reazione come una vera strategia di performance: alcune ricerche suggeriscono che ripetere una parolaccia (senza necessariamente urlare o disturbare gli altri) può aumentare forza e resistenza in test fisici brevi e […]
Aviaria, dal pollame ai bovini: come il virus sta ampliando il suo raggio
L’influenza aviaria H5N1 non è più solo una questione legata a pollame e uccelli selvatici: negli ultimi anni ha mostrato una capacità crescente di “saltare” tra specie diverse, con episodi documentati in mammiferi e, in alcuni contesti, esposizioni umane. Un nuovo studio guidato da ricercatori della Iowa State University ha aggiunto un tassello che sta […]
