Gli enzimi polifenol-ossidasi (PPO), presenti in quasi tutte le specie vegetali, sono responsabili dell’imbrunimento enzimatico di molti prodotti alimentari. Per il frumento, l’imbrunimento delle farine è giudicato negativamente dai consumatori. Attualmente, infatti, sebbene la colorazione scura delle paste, dei pani e dei prodotti da forno sia accettata dai consumatori in quando derivati dall’utilizzo di sfarinati integrali e ricchi di fibre, per i prodotti raffinati, la colorazione scura è indicativa di un prodotto di scarsa qualità.

Utilizzando oltre 200 frumenti rappresentativi di specie selvatiche, di specie addomesticate (come il farro, il frumento turanico, polonico, turgido ed il frumento cartlico, detto anche persiano), di ecotipi locali e di varietà di frumento duro coltivate in Italia nell’ultimo secolo, i ricercatori dell'Istituto di bioscienze e biorisorse (Ibbr) del Consiglio Nazionale delle Ricerche, e del CREA, Centro di ricerca Cerealicoltura e Colture Industriali, hanno compreso che le PPO hanno avuto un ruolo nel processo evolutivo del frumento.

Immagine: Esempi di emulsioni multiple contenti tre (sinistra) e quattro (destra) gocce il cui moto è guidato da vortici di fluido prodotti all’interno della goccia più grande.

Osservato un nuovo esempio di materia soffice composto da gocce di fluido in miniatura incapsulate in una goccia più grande. Simulazioni al computer hanno mostrato le gocce muoversi come in una sorta di balletto. Lo studio, coordinato dall'Istituto italiano di tecnologia, svolto in collaborazione con l’Istituto per le applicazioni del calcolo del Consiglio nazionale delle ricerche e l'Università di Harvard, promette diverse ricadute, dalla scienza dei materiali alla medicina e farmaceutica. I risultati sono pubblicati su Nature Communications “Comprendere il comportamento della materia soffice rappresenta una delle sfide più importanti ed interdisciplinari della scienza moderna che porterà applicazioni tecnologiche innovative in diversi campi”.

A parlare è Adriano Tiribocchi, ricercatore dell’Istituto italiano di tecnologia (Iit) che sul tema, insieme ai colleghi dell’Istituto di applicazione del calcolo 'Mauro Picone' del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Iac), di cui è associato, e dell’Università di Harvard, ha firmato un lavoro pubblicato rivista Nature Communications. Il lavoro è stato supportato dall’European Research Council attraverso l’Advanced Grant Copmat, di cui è titolare Sauro Succi, responsabile del Mesoscale Simulations Lab dell’Iit, dove lavora anche Tiribocchi.

Uno studio, pubblicato su Nature Communications, descrive una nuova sintesi della fosfina (PH3) a partire dagli elementi in condizioni di alta pressione e alta temperatura in assenza di catalizzatori.
Lo studio dimostra inoltre che, a pressione ancora più alta e a temperatura ambiente, PH3 e idrogeno molecolare (H2) formano un composto cristallino di formula (PH3)2H2, che non era mai stato osservato fino ad ora per nessuno degli elementi del gruppo 15 della tavola periodica La tavola periodica degli elementi di Mendeleev ha ancora qualcosa da svelare quando il comportamento della materia viene studiato in condizioni estreme di pressione e temperatura.

Ad esempio, mentre a pressione ambiente il comportamento di carbonio, azoto e ossigeno (C, N e O, primi elementi dei gruppi 14, 15 e 16) differisce molto da quello di silicio, fosforo e zolfo (Si, P e S, elementi corrispondenti al periodo successivo dello stesso gruppo), sia per gli stati fondamentali che per la loro reattività, ad alta pressione queste differenze tendono ad assottigliarsi, mettendo in evidenza comportamenti simili all’interno del gruppo. Ad esempio, la sintesi catalitica dell’ammoniaca (NH3) a partire da azoto (N2) e idrogeno (H2), alla base del processo di Haber-Bosch, è una delle reazioni più importanti per l’umanità, avendo permesso la produzione dei fertilizzanti a partire dall’azoto atmosferico. Tuttavia, nonostante fosse stata ricercata a lungo, finora non era mai stata osservata una reazione analoga del fosforo (l’elemento successivo all’azoto all’interno del gruppo 15) con l’idrogeno (H2), che portasse alla formazione di fosfina (PH3).

Il passaggio a un’economia basata su fonti di energia rinnovabile richiede l’utilizzo di metodi elettrochimici per convertire l’energia elettrica in energia chimica e in materie prime. Un gruppo di ricercatori del Politecnico di Berlino, del Politecnico di Zurigo, dell’Istituto officina dei materiali del Consiglio nazionale delle ricerche di Trieste e guidato dall’Istituto Fritz Haber di Berlino ha scoperto il meccanismo di reazione di uno dei colli di bottiglia di questi processi, la reazione di evoluzione di ossigeno. Lo studio è pubblicato su Nature. 

Uno dei tasselli fondamentali nella transizione a un’economia basata su fonti energetiche rinnovabili è lo sviluppo di nuovi materiali per l’evoluzione elettrocatalitica dell’ossigeno, momento cruciale nell’elettrolisi dell’acqua. L’elettrolisi è un processo che utilizza energia elettrica per scindere l’acqua nei sui elementi costitutivi, ossigeno e idrogeno, tramite reazioni chimiche. Queste reazioni avvengono sulla superficie dei catalizzatori, elementi che si usano per accelerare o favorire una reazione chimica. In uno studio pubblicato su Nature, il gruppo composto da ricercatori dell’Istituto officina dei materiali del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Iom), con sede in Area Science Park, Politecnico di Berlino, Politecnico di Zurigo e Istituto Fritz Haber di Berlino, spiega il funzionamento di una delle migliori classi di catalizzatori per la reazione di evoluzione dell’ossigeno: gli ossidi di iridio.