In arrivo il liquido che non cristallizza mai

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1 Roma, 05/08/2013 COMUNICATO STAMPA In arrivo il liquido che non cristallizza mai Appartiene al mondo della materia soffice e servirà a realizzare materiali innovativi con proprietà elettriche, meccaniche e ottiche controllabili. La ricerca, condotta da un team della Sapienza, è pubblicata su Nature Physics Lo stato liquido della materia, come studiato a scuola, è uno stato intermedio tra la fase gassosa e la fase solida, esistente soltanto in un determinato intervallo di temperature. L acqua, per esempio, a 0 C diventa ghiaccio e a 100 C si trasforma in vapore. Ma questa legge vale in tutte le situazioni? In un articolo appena pubblicato su Nature Physics, Frank Smallenburg e Francesco Sciortino del dipartimento di Fisica di Sapienza Università di Roma, dimostrano che nel mondo della materia soffice i liquidi possono essere più stabili dei solidi e non cristallizzare mai. La materia soffice è l insieme di quelle sostanze come i gel, le schiume o le creme che sono troppo dense per essere dei liquidi e troppo morbide per essere dei solidi. Tra queste ci sono i colloidi, soluzioni di particelle della dimensione da nanometri fino al micron disperse in un liquido o in un gas. Gli studiosi della materia soffice sono riusciti a costringere le particelle colloidali sintetizzate in laboratorio a comportarsi come atomi cioè ad aggregarsi in molecole di dimensioni nano o microscopiche, realizzando strutture complesse che imitano, a scale di grandezza maggior, ciò che avviene spontaneamente nella fisica atomica e molecolare. A differenza delle molecole, queste nuove molecole colloidali interagiscono tra loro secondo schemi disegnati dall uomo. Lo scopo? Realizzare in laboratorio i mattoni di materiali innovativi con proprietà elettriche, meccaniche e ottiche controllabili. Nel loro studio teorico/numerico, i ricercatori della Sapienza sono arrivati così a generare liquidi che rimangono tali a tutte le temperature, più stabili dei solidi. Serviranno a produrre gel e vetri di ultima generazione destinati ad avere applicazioni in numerosi campi: da quello medico (gel per lenti a contatto o biocompatibili per la ricostruzione di cartilagini Università degli Studi di Roma La Sapienza CF PI Capo Ufficio Stampa: Alessandra Barberis Addetti Stampa: Christian Benenati - Alessandra Bomben - Marino Midena - Barbara Sabatini - Stefania Sepulcri Piazzale Aldo Moro 5, Roma T (+39) F (+39) comunicazione@uniroma1.it stampa@uniroma1.it

2 Pag 2 ossee), a quello agricolo (gel repellente degli insetti o come sostituto della terra per piante in vaso) a quello ambientale (vetri molecolari con particolari proprietà isolanti) Le conseguenze di questo studio spiega Francesco Sciortino sono duplici: da un lato si è potuto chiarire il ruolo chiave giocato dallʹentropia nel processo di cristallizzazione (ovvero perché in un sistema disordinato come il liquido il numero di configurazioni microscopiche possibili sia diverso da quello di un sistema ordinato come quello solido), dallʹaltro lato si acquisiscono nuovi elementi che aiutano a capire perché alcuni materiali importanti quali i gel polimerici e colloidali e i vetri molecolari siano particolarmente stabili. Negli ultimi anni continua Sciortino la ricerca in materia soffice ha mostrato che è possibile sintetizzare non solo atomi colloidali ma anche molecole colloidali, cioè particelle colloidali la cui superficie viene localmente funzionalizzata per rendere possibili interazioni attrattive solo nelle direzioni stabilite da particolari zone adesive, dette patch. Le molecole colloidali saranno fondamentali nella realizzazione di materiali in grado di influenzare le tecnologie future in modi che ancora non riusciamo a immaginare e probabilmente il loro uso rivoluzionerà la nostra vita come circa un secolo fa fece la plastica. Il team della Sapienza è finanziato da PATCHYCOLLOIDS, un progetto europeo ERC da 1.5 milioni di euro che studia con metodi teorici e numerici le enormi possibilità offerte da questi nuovi mattoni della materia. Info Prof. Francesco Sciortino francesco.sciortino@phys.uniroma1.it

3 Arriva il liquido che non cristallizza mai Apre la strada a nuovi materiali 05 agosto, 19:56 E' possibile produrre un liquido che rimane tale a qualsiasi temperatura senza cristallizzare, più stabile di un solido: si apre così la strada a una nuova generazione di materiali, come gel e vetri con proprietà fisiche controllabili, che potrebbero trovare applicazione nei campi più disparati, rivoluzionando la nostra vita come fece la plastica circa un secolo fa. Lo dimostra lno studio pubblicato sulla rivista Nature Physics da due ricercatori dell'università Sapienza di Roma, Frank Smallenburg e Francesco Sciortino. Il liquido che non cristallizza mai è frutto di uno studio teorico, ma in futuro potrà servire a produrre gel e vetri di ultima generazione, utili in campo medico (ad esempio con gel per lenti a contatto o biocompatibili per la ricostruzione di cartilagini ossee), agricolo (gel repellente contro gli insetti o come sostituto della terra per piante in vaso) e ambientale (vetri molecolari con particolari proprietà isolanti). Il liquido appartiene al mondo della cosiddetta 'materia soffice', che comprende quelle sostanze (come gel, schiume e creme) che sono troppo dense per essere dei liquidi e troppo morbide per essere dei solidi. Tra queste ci sono i colloidi, soluzioni di minuscole particelle (grandi da milionesimi di millimetro fino al millesimo di millimetro) disperse in un liquido o in un gas. Gli esperti della materia soffice sono riusciti a costringere le particelle colloidali prodotte in laboratorio a comportarsi come atomi, cioè ad aggregarsi in molecole colloidali realizzando così strutture complesse che imitano, a scale di grandezza maggiore, ciò che avviene spontaneamente nella fisica atomica e molecolare. Fare interagire le molecole colloidali secondo schemi disegnati dall'uomo permette di realizzare in laboratorio i mattoni per materiali innovativi con proprietà elettriche, meccaniche e ottiche controllabili.

4 Scienza: in arrivo liquido che non cristallizza mai (11:33 05 AGO 2013) (AGI) - Roma, 5 ago. - Lo stato liquido della materia e' uno stato intermedio tra la fase gassosa e la fase solida, esistente soltanto in un determinato intervallo di temperature. L'acqua, per esempio, a zero gradi diventa ghiaccio e a 100 si trasforma in vapore. Ma questa legge vale in tutte le situazioni? In un articolo su 'Nature Physics', Frank Smallenburg e Francesco Sciortino del dipartimento di Fisica di Sapienza Universita' di Roma, dimostrano che nel mondo della materia 'soffice' i liquidi possono essere piu' stabili dei solidi e non cristallizzare mai. La materia soffice e' l'insieme di quelle sostanze come i gel, le schiume o le creme che sono troppo dense per essere dei liquidi e troppo morbide per essere dei solidi. Tra queste ci sono i colloidi, soluzioni di particelle della dimensione da nanometri fino al micron disperse in un liquido o in un gas. Gli studiosi della materia soffice sono riusciti a "costringere" le particelle colloidali sintetizzate in laboratorio a comportarsi come atomi cioe' ad aggregarsi in molecole di dimensioni nano o microscopiche, realizzando strutture complesse che imitano, a scale di grandezza maggior, cio' che avviene spontaneamente nella fisica atomica e molecolare. A differenza delle molecole, queste nuove molecole colloidali interagiscono tra loro secondo schemi disegnati dall'uomo. Lo scopo? Realizzare in laboratorio i mattoni di materiali innovativi con proprieta' elettriche, meccaniche e ottiche controllabili. Nel loro studio teorico/numerico, i ricercatori della Sapienza sono arrivati cosi' a generare liquidi che rimangono tali a tutte le temperature, piu' stabili dei solidi. Serviranno a produrre gel e vetri di ultima generazione destinati ad avere applicazioni in numerosi campi: da quello medico (gel per lenti a contatto o biocompatibili per la ricostruzione di cartilagini ossee), a quello agricolo (gel repellente degli insetti o come sostituto della terra per piante in vaso) a quello ambientale (vetri molecolari con particolari proprieta' isolanti). "Le conseguenze di questo studio - ha spiegato Sciortino - sono duplici: da un lato si e' potuto chiarire il ruolo chiave giocato dall'entropia nel processo di cristallizzazione (ovvero perche' in un sistema disordinato come il liquido il numero di configurazioni microscopiche possibili sia diverso da quello di un sistema ordinato come quello solido), dall'altro lato si acquisiscono nuovi elementi che aiutano a capire perche' alcuni materiali importanti quali i gel polimerici e colloidali e i vetri molecolari siano particolarmente stabili". "Negli ultimi anni - ha continuato Sciortino - la ricerca in materia soffice ha mostrato che e' possibile sintetizzare non solo atomi colloidali ma anche molecole colloidali, cioe' particelle colloidali la cui superficie viene localmente funzionalizzata per rendere possibili interazioni attrattive solo nelle direzioni stabilite da particolari zone adesive, dette patch. Le molecole colloidali saranno fondamentali nella realizzazione di materiali in grado di influenzare le tecnologie future in modi che ancora non riusciamo a immaginare e probabilmente il loro uso rivoluzionera' la nostra vita come circa un secolo fa fece la plastica". Il team della Sapienza e' finanziato da Patchycolloids, un progetto europeo Erc da 1,5 milioni di euro che studia con metodi teorici e numerici le enormi possibilita' offerte da questi nuovi mattoni della materia. (AGI).

5 05 agosto 2013 Sapienza, Università di Roma: In arrivo il liquido che non cristallizza mai Comunicato stampa: Appartiene al mondo della materia soffice e servirà a realizzare materiali innovativi con proprietà elettriche, meccaniche e ottiche controllabili. La ricerca, condotta da un team della Sapienza, è pubblicata su Nature Physics Roma, 5 agosto Lo stato liquido della materia, come studiato a scuola, è uno stato intermedio tra la fase gassosa e la fase solida, esistente soltanto in un determinato intervallo di temperature. L acqua, per esempio, a 0 C diventa ghiaccio e a 100 C si trasforma in vapore. Ma questa legge vale in tutte le situazioni? In un articolo appena pubblicato su Nature Physics, Frank Smallenburg e Francesco Sciortino del dipartimento di Fisica di Sapienza Università di Roma, dimostrano che nel mondo della materia soffice i liquidi possono essere più stabili dei solidi e non cristallizzare mai. La materia soffice è l insieme di quelle sostanze come i gel, le schiume o le creme che sono troppo dense per essere dei liquidi e troppo morbide per essere dei solidi. Tra queste ci sono i colloidi, soluzioni di particelle della dimensione da nanometri fino al micron disperse in un liquido o in un gas. Gli studiosi della materia soffice sono riusciti a costringere le particelle colloidali sintetizzate in laboratorio a comportarsi come atomi cioè ad aggregarsi in molecole di dimensioni nano o microscopiche, realizzando strutture complesse che imitano, a scale di grandezza maggior, ciò che avviene spontaneamente nella fisica atomica e molecolare. A differenza delle molecole, queste nuove molecole colloidali interagiscono tra loro secondo schemi disegnati dall uomo. Lo scopo? Realizzare in laboratorio i mattoni di materiali innovativi con proprietà elettriche, meccaniche e ottiche controllabili. Nel loro studio teorico/numerico, i ricercatori della Sapienza sono arrivati così a generare liquidi che rimangono tali a tutte le temperature, più stabili dei solidi. Serviranno a produrre gel e vetri di ultima generazione destinati ad avere applicazioni in numerosi campi: da quello medico (gel per lenti a contatto o biocompatibili per la ricostruzione di cartilagini ossee), a quello agricolo (gel repellente degli insetti o come sostituto della terra per piante in vaso) a quello ambientale (vetri molecolari con particolari proprietà isolanti). "Le conseguenze di questo studio spiega Francesco Sciortino - sono duplici: da un lato si è potuto chiarire il ruolo chiave giocato dall'entropia nel processo di cristallizzazione (ovvero perché in un sistema disordinato come il liquido il numero di configurazioni microscopiche possibili sia diverso da quello di un sistema ordinato come quello solido), dall'altro lato si acquisiscono nuovi elementi che aiutano a capire perché alcuni materiali importanti quali i gel polimerici e colloidali e i vetri molecolari siano particolarmente stabili". Negli ultimi anni continua Sciortino la ricerca in materia soffice ha mostrato che è possibile sintetizzare non solo atomi colloidali ma anche molecole colloidali, cioè particelle colloidali la cui superficie viene localmente funzionalizzata per rendere possibili interazioni attrattive solo nelle direzioni stabilite da particolari zone adesive, dette patch.le molecole colloidali saranno fondamentali nella realizzazione di materiali in grado di influenzare le tecnologie future in modi che ancora non riusciamo a immaginare e probabilmente il loro uso rivoluzionerà la nostra vita come circa un secolo fa fece la plastica. Il team della Sapienza è finanziato da PATCHYCOLLOIDS, un progetto europeo ERC da 1.5 milioni di euro che studia con metodi teorici e numerici le enormi possibilità offerte da questi nuovi mattoni della materia.