Due donne nella storia della chimica russa.

In evidenza

Rinaldo Cervellati

Titolo completo: Due donne nella storia della chimica russa: Nadezhda Olimpievna Ziber-Shumova (1854[1]56[2] – 1914216[3]) e Anna Fedorovna Volkova (? – 1876)

Insieme a Julia Lermontova (di cui abbiamo parlato nel precedente post) sono le tre donne che hanno contribuito alla “golden age” della scienza russa nella seconda metà del XIX secolo[4] per quanto riguarda la chimica.

Nadezhda Olimpievna Ziber-Shumova nacque a Kuybyshev (dal 1991 Samara), sesta città russa per estensione, capoluogo del distretto federale di Samara Oblast (ex sovietico Kuybyshev oblast).

A San Pietroburgo seguì le lezioni dei chimici Egor Vagner, Dmitri Mendeleev e A. Butlerov e del botanico A. Famincin. Nel 1872, già sposata con Nikolai Ziber (uno dei primi economisti marxisti russi), si trasferì con lui in Svizzera, a Zurigo senza tuttavia essere formalmente iscritta in quella università. Successivamente continuò i suoi studi presso l’Università di Berna, una delle istituzioni in cui le studentesse di Zurigo si dispersero nel 1873 dopo aver ricevuto l’ordine dal governo zarista di tornare in patria (v. nota 4).

Nadezhda O. Ziber-Shumova

Nel 1877 si unì al gruppo di ricerca guidato dal polacco Marceli Nencki[5], direttore del Dipartimento biochimico dell’Università di Berna e pioniere nell’approccio chimico allo studio dei microrganismi.

Marceli Nencki

La loro collaborazione durò fino alla morte di Nencki ventitré anni dopo [1]. Ottiene il dottorato in medicina nel 1880 [2].

Tra la fine degli anni ’70 e l’inizio del XX secolo, è autrice o co-autrice di oltre trenta articoli su una varietà di argomenti biochimici, tra cui ossidazione in vivo, fermentazione batterica e processi di decomposizione, studi enzimatici e idrolisi zuccherina, nonché studi chimici di base, come l’acilazione di fenoli catalizzata con ZnCl2 (nota come”reazione di Nencki). Per questo è considerata la più produttiva fra le donne che all’epoca facevano ricerche in chimica [1].

Il suo contributo iniziale più importante furono probabilmente i suoi lavori sulla costituzione del pigmento dell’emoglobina [3], parte di una lunga serie di indagini sistematiche sui prodotti di degradazione dell’emoglobina, condotti da Nencki e dai suoi collaboratori per molti anni. Integrati con il lavoro di Leon Marchlewski sulla clorofilla, questi studi portarono Nencki a formulare l’ipotesi sulla relazione chimica tra regno vegetale e regno animale (v. nota 5).

Nencki lasciò Berna nel 1891 per partecipare all’organizzazione del nuovo Istituto Imperiale di Medicina Sperimentale (IIEM) a San Pietroburgo, dove divenne direttore dell’Istituto di Chimica.

Biblioteca dell’Istituto di Medicina Sperimentale a San Pietroburgo

Ziber-Shumova si unì allo staff dell’istituto, insieme a Szymon Dzierzgowski e Martin Hahn, come collaboratori senior di Nencki.

Durante le ricorrenti carestie e le epidemie che devastarono la Russia negli anni Novanta dell’Ottocento, i ricercatori medici russi compirono notevoli sforzi nel campo della sanità pubblica e dei servizi igienico-sanitari per apportare miglioramenti e fornire assistenza nelle zone colpite. Le misure adottate includevano l’organizzazione di cliniche e unità di osservazione sul campo. Nencki, Ziber-Shumova e Dzierzgowski parteciparono attivamente a questo lavoro. Nel 1892 diedero importanti contributi, incluse ampie osservazioni sul campo, durante un’epidemia di colera. La loro ricerca di una fonte di antisettici facilmente accessibili portò a un’indagine dettagliata sulla composizione chimica di estratti di pino e all’esame delle loro proprietà disinfettanti. Più tardi pubblicarono una quantità considerevole di lavoro batteriologico sul problema della peste bovina. Nencki fu incaricato di effettuare prove di immunizzazione sul campo nel Caucaso e in Siberia.

Dopo la scomparsa di Nencki nel 1901, Ziber-Shumova fu a capo del Laboratorio Chimico dell’IIE. continuando a sviluppare i temi di ricerca proposti da Nencki. Nel 1912 fu nominata membro ordinario dell’IIEM, titolo equivalente a quello di professore ordinario. I suoi lavori successivi includevano indagini sui lipidi presenti nel tessuto polmonare e una serie di studi sugli enzimi, molti dei quali apparvero in Zeitschrift für Physiologische Chemie, continuando a pubblicare almeno fino allo scoppio della prima guerra mondiale.

Nadezhda O. Ziber-Shumova è stata la prima donna Professore di biochimica in Russia, fornendo contributi essenziali al consolidamento e allo sviluppo di questa scienza; per questo nel 1921 il Laboratorio di Chimica dell’IIEM fu rinominato Dipartimento di Biochimica.

Il riconoscimento del suo significativo contributo fu la pubblicazione della sua biografia nel famoso Brockhau and Efron Encyclopedic Dictionary[6]. È necessario apprezzare la dirittura morale di Ziber-Shumova. Istituì il premio scientifico “M.W. Nencki”, la prima sovvenzione per sostenere i giovani ricercatori in biochimica. Preparò e curò l’edizione in due volumi “Marceli Nencki Opera Omnia”, contenente 153 pubblicazioni di Nencki e coautori e circa 200 pubblicazioni dei suoi allievi. Immortalando così un ricordo del suo insegnante e mèntore, lasciò ai suoi colleghi una eccellente fonte di informazioni sullo sviluppo della biochimica.

Nel 1909 Ziber-Shumova donò alla Società polacca di ricerche biologiche 50 000 rubli (25 000 dollari dell’epoca) per la fondazione dell’istituto di ricerca Nencki, che fu inaugurato a Varsavia nel 1918 (Nencki Institute of Experimental Biology).

*****

Sulla vita di Anna Feodorovna Volkova si hanno solo poche informazioni, la data di nascita non è nota, appare certa invece quella della morte, avvenuta nel 1876. Forse proprio il fatto che Volkova è morta ancora giovane ha determinato queste insufficienze biografiche. In effetti le uniche fonti di informazioni nei siti occidentali si possono tutte ricondurre all’articolo di Mary Creese [1].

Negli anni ’60 dell’ottocento Volkova seguì le lezioni dei membri della Facoltà di Chimica dell’Università di San Pietroburgo e svolse la sua prima attività di ricerca nell’Istituto di Agricoltura e Silvicoltura di quella città sotto la guida del chimico e agronomo Alexander Engelhardt[7], impegnato insieme ai suoi collaboratori nello studio degli acidi arilsolfonici e loro derivati.

Nel 1870, Volkova si trasferì all’Istituto Tenologico dove estese le ricerche in questo campo con l’incoraggiamento e la guida di Dmitrii Mendeleev[8].

Dmitrij Ivanovic Mendeleev

I suoi due articoli sugli acidi toluenesolfonici e le loro ammidi del 1870 furono probabilmente la prima ricerca chimica pubblicata da una donna [4]. In seguito a queste pubblicazioni Volkova fu invitata a far parte della Società Chimica Russa, prima donna membro di questa Società.

Nonostante una carriera molto breve, conclusa con malattie legate alla povertà e conseguente morte prematura nel 1876, Volkova eseguì una notevole quantità di lavoro sintetico di ammidi aromatiche, in particolare le ammidi dell’acido solfonico. Il contributo per il quale è ricordata, è la sua preparazione del 1870 dell’ammide dell’acido o-toluensolfonico, che doveva diventare un intermedio chiave nella produzione della saccarina[9]. Tuttavia, nel periodo 1870-73, ha studiato un certo numero di reazioni di entrambi gli acidi o- e p-toluensolfonico e dei loro cloruri, ha preparato e studiato le proprietà di diverse nuove acidammidi. Era ben considerata dai suoi colleghi e ben integrata nella comunità chimica; non solo presentò due comunicazioni al Terzo Congresso dei Naturalisti russi a Kiev nel 1871, presiedendo una delle sessioni di chimica. I composti che ha sintetizzato sono stati tra i nuovi materiali preparati dai chimici russi esposti al World Industrial Exhibition di Londra nel 1876.

Bibliografia

[1] M. R. S. Creese, Early Women Chemists in Russia: Anna Volkova, Iuliia Lermontova, and Nadezhda Ziber-Shumova., Bull. Hist. Chem., 1998, 21, 19-24.

[2] T. V. Denisenko, Y. P. Golikov, Nadezhda O. Ziber-Shumova: the first Russian woman Professor of biochemistry, The FEBS Journal, 2013, 280 (Suppl. 1), 618–626.

[3] lavori citati in [1], rif. 21

[4] lavori citati in [1], rif. 9

[1] Registro Università di Berna.

[2] Secondo Franziska Rogger, storica svizzera, specialista nella storia dei primi studi superiori femminili in Svizzera.

[3] WBIS PAB, World Biographical Information System Polskie Archiwum Biograficzne Online

4v. R. Cervellati, https://ilblogdellasci.wordpress.com/2018/07/06/le-donne-scienziate-in-russia-nella-seconda-meta-del-xix-secolo-migranti-della-conoscenza-2/

5 Wilhelm Marceli Nencki (1847, Boczki (PL) – 1901,San Pietroburgo) chimico e medico polacco, particolarmente noto per aver identificato l’emopirrolo fra i prodotti di degradazione dell’emoglobina e mostrato la sua identità con uno dei prodotti ottenuti da un altro chimico polacco, Leon Marchlewski, nella clorofilla. Ha svolto la sua attività prima a Berna (Svizzera) e poi a San Pietroburgo (Russia).

 

[6] Il Dizionario Enciclopedico Brockhaus ed Efron (35 volumi nella versione piccola; 86 in quella più grande) è, nello scopo e nello stile, la controparte russa dell’Enciclopedia Britannica del 1911 e di quella tedesca Brockaus. Contiene 121.240 articoli, 7.800 immagini e 235 mappe.

[7] Alexander Nikolayevich Engelhardt (1832 – 1893) chimico e agronomo russo, di orientamento narodnista e socialista è stato cofondatore della prima rivista di chimica in russo. Famoso per le sue attività sociali e agronomiche e per il suo esperimento sull’organizzazione dell’agricoltura razionale nella sua tenuta. Nel 1870, lui e sua moglie furono arrestati per aver partecipato alla cerchia degli studenti socialisti dell’Istituto di San Pietroburgo. Engelhardt, ritenuto colpevole, fu poi esiliato a vita da San Pietroburgo e bandito dalla sua tenuta-modello.

[8] A parte aver ideato Tavola Periodica (di cui festeggeremo il 150° anniversario l’anno prossimo), Dmitri Mendeleev (1834-1907) è stato uomo di eccezionalmente ampi interessi scientifici, tecnologici, sociali e educativi. La sua Chimica Organica (1861) è stato il primo libro di testo sistematico in quel campo scritto da un russo e i suoi Principi di Chimica in tre volumi (1868-69) è stato considerato un classico. Ha insegnato chimica organica all’Istituto di Agricoltura e Silvicoltura di San Pietroburgo nel 1861, professore ordinario nel 1867.

[9] La saccarina è stato il primo dolcificante artificiale.

Un Nanolaser che cambia colore una volta allungato

In evidenza

Rinaldo Cervellati

In uno speciale di Chemistry & Engineering newsletter on line del 2 luglio scorso, Prachi Patel riporta l’assemblaggio di un nano laser sensibile e sintonizzabile, costituito da nanoparticelle d’oro, un elastomero e un colorante liquido. Il dispositivo è stato realizzato da un gruppo di ricerca costituito da dottorandi e ricercatori dei Dipartimenti di Chimica e di Scienza e Ingegneria dei Materiali della Northwestern University, Illinois, coordinati dai prof. Teri W. Odum e George C. Schatz. (D. Wang et al., Stretchable Nanolasing from Hybrid Quadrupole Plasmons, Nano Lett., 2018, DOI: 10.121/acs.nanolett.8b01774)

George C. Schatz

Teri W. Odum

 I ricercatori si sono ispirati alle caratteristiche dei camaleonti: la pelle di questi rettili è costituita da strati di cellule contenenti nanocristalli di guanina. Quando un camaleonte si irrigidisce o si distende, lo spazio tra i cristalli cambia, alterando il colore della luce riflessa. Nella ricerca di creare sorgenti luminose compatte con colori sintonizzabili, i ricercatori hanno cercato di emulare questo meccanismo.

In linea di principio il dispositivo prevede l’incorporamento di schiere regolari di semiconduttori nanostrutturati all’interno di un materiale elastico. In questi nanolaser, la luce riflessa rimbalza tra le nanostrutture, viene amplificata ed emerge come un raggio laser di una lunghezza d’onda definita. La lunghezza d’onda cambia quando il materiale viene allungato, perché cambia la spaziatura fra le nanostrutture.

Con un’originale modifica a questo concetto, Teri W. Odom, George C. Schatz e il loro gruppo hanno realizzato un nanolaser sintonizzabile 10 volte più sensibile dei precedenti prototipi estensibili e ha il potenziale per offrire una gamma più ampia di colori.

Innanzitutto, hanno depositato una matrice di nanoparticelle d’oro cilindriche (ampiezza 260 nm) su un foglio di polidimetilsilossano (PDMS). Hanno circondato le nanoparticelle con un opportuno materiale liquido, una sostanza colorante in un solvente organico che funge da ulteriore amplificatore di luce (mezzo di guadagno). Nel lavoro precedente, Odom e colleghi avevano realizzato un nanolaser regolabile con un materiale di guadagno liquido, ma per cambiare il colore del nanolaser dovevano sostituire il colorante nel mezzo liquido.

In questo nuovo dispositivo, la variazione di lunghezza d’onda viene ottenuta attraverso l’estensione del supporto elastico. Quando attivato con una fonte di luce esterna, il nanolaser emette una luce nel vicino infrarosso a circa 870 nm. La lunghezza d’onda aumenta o si sposta ulteriormente verso l’infrarosso, quando il dispositivo viene allungato e torna alla lunghezza d’onda originale quando viene rilasciato.

Il nanolaser elastico è costituito da una serie di nanoparticelle di oro su polidimetilsilossano (PDMS) rivestito con un colorante liquido che amplifica la luce. La lunghezza d’onda della luce laser si sposta più in profondità nell’infrarosso quando il dispositivo viene allungato e torna al colore originale quando viene rilasciato.

Un mezzo di guadagno liquido è perfetto per un dispositivo estensibile. Quando allunghi il substrato, il liquido lo segue perfettamente, quindi ci sono sempre molecole per amplificare la luce e ottenere l’effetto laser, afferma Odom.

L’altra novità del dispositivo è che imbriglia i plasmoni – oscillazioni collettive di elettroni – che agiscono sulla superficie delle nanoparticelle d’oro. Le nanoparticelle plasmoniche agiscono come piccole antenne che concentrano la luce in arrivo in campi elettromagnetici attorno alla loro superficie, dice Odom.

Quindi le superfici diventano punti di riferimento nanoscopici per il laser, e un minimo cambiamento nella spaziatura tra le nanoparticelle causa uno spostamento cromatico misurabile, rendendo il dispositivo molto sensibile. Provoca la stessa variazione di lunghezza d’onda con solo un decimo dello stretching richiesto in precedenti progetti di simili laser.

Inoltre, aggiustando sia il tipo di colorante che la spaziatura delle nanoparticelle potrebbe dare una vasta gamma di colori di luce laser emessi.

I ricercatori ora progettano di realizzare un dispositivo con una matrice mista di nanoparticelle di oro e diversi materiali plasmonici. Le nanoparticelle di argento e alluminio, ad esempio, emettono luce nelle lunghezze d’onda dell’ultravioletto e del visibile. Fianco a fianco sullo stesso substrato, si può immaginare di ottenere colori laser [visibili] diversi, sostiene Odom.

Ren-Mi Ma

Ren-Min Ma, un fisico dell’Università di Pechino, afferma: La combinazione di materiale liquido di guadagno mutevole e la risonanza plasmonica dà un laser robusto, ad alte prestazioni e compatto con una grande sensibilità. È un passo significativo verso l’implementazione di nanolaser funzionali.

*Tradotto e adattato da: P. Patel, Nanolaser changes color when stretched, special to C&EN, July 2, 2018.

Scienziate che avrebbero potuto aspirare al Premio Nobel: Julia Lermontova (1846-1919)

In evidenza

Rinaldo Cervellati.

Julia (Yulija) Vsevolodovna Lermontova, una fra le tante “migranti della conoscenza” di cui abbiamo parlato nel recente post, è stata la prima donna russa a ottenere il dottorato in chimica e la terza donna europea a raggiungere il traguardo del dottorato [1,2].

Julia nacque a San Pietroburgo il 21 dicembre 1846 da Elisawjeta Andrejevna Kossikovsky e Vsevolod Lermontov della famiglia aristocratica Lermontov. Passò l’infanzia e la prima giovinezza a Mosca dove il padre era generale del Primo Corpo dei Cadetti della capitale russa, una istituzione finanziata dal governo per la formazione di ufficiali e specialisti dell’esercito. I genitori facevano parte dell’intelligentsia russa e l’educazione dei figli era la loro priorità. Julia ricevette quindi una buona istruzione di base da tutori privati. Influenzata dalle correnti “nichiliste”, i suoi interessi si rivolsero alle scienze e, benché i genitori non capissero questi interessi, non la ostacolarono e Julia ebbe accesso alla letteratura specializzata e il permesso di compiere esperimenti in casa.

Julia Lermontova

Nonostante l’interessamento di scienziati come Dmitri Mendeleev[1], Lermontova non riuscì a farsi ammettere come uditore all’Istituto di Agricoltura e Silvicoltura di San Pietroburgo (il massimo cui avrebbe potuto aspirare come donna), noto per i suoi eccellenti programmi di chimica.

Insieme all’amica (e futuro matematico) Sofia Kovalevskaja si recò, nel 1869, all’Università di Heidelberg. Dopo molti tentativi, principalmente da parte della più tenace Kovalevskaja, le fu permesso di seguire le lezioni di Robert Bunsen[2], Gustav Kirchoff[3] e Hermann Kopp[4]. Ottenne anche un posto, come studente privato, nel laboratorio di Bunsen. Sollecitata da Mendeleev, con il quale manteneva un’intensa corrispondenza, apprese le tecniche analitiche e di separazione dei metalli dai loro minerali. Nel laboratorio di Bunsen riuscì a ottenere il platino dai minerali che lo contenevano.

Successivamente le fu offerto un posto, di nuovo come studente privato, nel laboratorio di August Hofmann[5] all’Università di Berlino. A Berlino seguì pure le lezioni di chimica organica di Hofmann. Sebbene la maggior parte dei suoi studi riguardasse il catrame di carbon fossile e derivati, lavorò anche su diverse serie alifatiche contribuendo agli sforzi in corso per stabilirne i principi strutturali [1]. Sotto la sua guida, Lermontova portò avanti la ricerca per la sua dissertazione, la preparazione di un numero di derivati alogenati di idrocarburi alifatici a catena corta e indagini sule loro proprietà. Il suo primo articolo, tuttavia, pubblicato nel Berichte nel 1872, riporta lo studio un composto aromatico, il 4,4′-diammino-azobenzene [3].

Robert Bunsen

August Hofmann

                                                  Poiché a quell’epoca né l’Università di Berlino né quella di Heidelberg avrebbero preso in considerazione la concessione di un dottorato a una donna, Hofmann si rivolse all’Università di Göttingen, un’istituzione più piccola con un atteggiamento generalmente più liberale, che accettò Lermontova come candidata previo però il superamento di una prova orale, cosa che avvenne. In occasione del suo dottorato, ottenuto magna cum laude, Friedrich Wöhler[6], uno dei due chimici della commissione d’esame (l’altro era Hans Hübner[7]), le regalò in ricordo una piccola pietra tagliata del minerale in cui egli aveva scoperto per primo il titanio. La tesi di Lermontova, “Zur Kenntnis der Methylenverbindungen” (Per la conoscenza dei composti del metilene), fu pubblicata a Göttingen nel 1874.

Dopo il dottorato Lermontova tornò in Russia e iniziò a lavorare nel laboratorio di Vladimir Markovnikov[8] all’Università di Mosca, dove continuò le ricerche sugli idrocarburi alifatici. La preparazione del 1,3-dibromopropano, riportata con il suo solo nome nel 1876 [4], ha portato alla sintesi, via il corrispondente diciano-composto, dell’acido glutarico. Nel laboratorio di Markovnikov mise a punto un’apparecchiatura per la distillazione continua del petrolio. Sebbene questo apparecchio non ebbe applicazione industriale, Lermontova è considerata la prima donna a occuparsi di petrolchimica, un settore di ricerca applicata che cominciava a destare molto interesse non solo in Russia.

Nel 1875, su proposta di Mendeleev, venne eletta membro della Russian Chemical Society.

Nel 1878 fu invitata da Alexandr Butlerov[9] a recarsi nel suo laboratorio di San Pietroburgo dove, insieme a Mikhail Lvov, stava conducendo una dettagliata ricerca sulla serie di idrocarburi saturi e insaturi. Qui Lermontova si impegnò nella ricerca in atto sulle olefine a catena ramificata. La maggior parte del suo lavoro è stata pubblicata da Butlerov con riconoscimenti, ma l’importante sintesi del 2,4,4-trimetil-2-pentene fu pubblicata con solo il suo nome [5].

Vladimir Markovnikov

August Butlerov

Nel gennaio 1878 in una conferenza della Russian Chemical Society, A. P. Eltekov dell’Università di Kharkov aveva riportato i risultati preliminari su un nuovo metodo di sintesi di idrocarburi di formula generale CnH2n [6]. Butlerov, che aveva partecipato a quel convegno, notò che un certo numero degli esperimenti riportati erano già stati effettuati da Julia Lermontova. Più tardi, Lermontova scriverà [7]:

Alla ricerca delle migliori condizioni di reazione, non avevo fretta di riportare i miei risultati preliminari… Poiché però il signor Eltekov ha pubblicato i suoi, ho smesso di continuare tutti gli esperimenti che avevo già iniziato, considerando che era necessario descrivere quelli di essi che mi hanno portato a conclusioni certe…[2]

Il valore di queste ricerche è diventato evidente più tardi quando sulla base della sintesi di idrocarburi altamente ramificati è stato possibile lo sviluppo e la produzione industriale di alcuni tipi di carburanti. Questo processo è stato chiamato reazione di Butlerov-Eltekov-Lermontova :

Schema della reazione di Butlerov-Etelkov-Lermontova che consente di aggiungere rami a una catena olefinica

Purtroppo, come fa notare A. Rulev [2], il nome della prima donna-chimico russa non è sempre menzionato anche in Russia.

Attorno al 1880 Lermontova tornò a Mosca per motivi familiari e per stare vicino all’amica Kovalevskaia, si riunì al gruppo di Markovnikov, assistendolo nelle sue indagini sulla composizione del petrolio caucasico. Su suggerimento di Markovnikov indagò sui processi di frazionamento a alte temperature e sul cracking catalizzato da metalli, presentando i suoi risultati alle riunioni della Sezione di Mosca della Società Tecnica Russa. Era entrata a farne parte nel 1881 e per un certo tempo fu un membro particolarmente attivo della divisione di tecnologia chimica di questa Società.

Verso il 1886 smise di fare ricerca in chimica e rivolse la sua attenzione a progetti agricoli nella sua tenuta fuori Mosca. Seguendo metodi e tecnologie moderni per migliorare la fertilità del suolo, aumentò considerevolmente i raccolti; iniziò a fare il formaggio, con un certo successo, producendo formaggi “francesi” messi in vendita a Mosca. Visse il primo conflitto mondiale e le prime fasi della rivoluzione russa che seguì, morendo all’età di settantatre anni nel dicembre 1919.

Bibliografia

[1] M. R. S. Creese, Early Women Chemists in Russia: Anna Volkova, Iuliia Lermontova, and Nadezhda Ziber-Shumova., Bull. Hist. Chem., 1998, 21, 19-24.

[2] A. Yu. Rulev, M. G. Voronkov, Women in chemistry: a life devoted to science, New J. Chem., 2013, DOI: 10.1039/c3nj00718a

[3] J. Lermontova, Ueber die Zusammensetzung des Diphenins, Ber. Dtsch. Chem. Ges., 1872, 5, 230-236.

[4] J. Lermontova, Ueber die Darstellung von Trimethylenbromid, Justus Liebigs Ann. Chem., 1876, 182, 358-362.)

[5] J. Lermontova, Sur l’action de l’iodure de butyle tertiare surl’isobutylène en présence d’oxydes métalliques, St. Pétersb. Ac. Sci. Bull., 1879, 25, col. 203-209, Justus Liebigs Ann. Chem., 1879, 196, 116-122.)

[6] A. Eltekov, Zh. Russ. Phys-Khim. Obshch., 1878, 10, 86. citazione da [2]

[7] Yu. Lermontova, Zh. Russ. Phys-Khim. Obshch., 1878, 10, 238. Citazione da [2]

[1] Dmitri Mendeleev (1834-1907) chimico russo noto a tutti come “padre” della Tavola Periodica della quale ricorrerà l’anno prossimo il 150° anniversario.

[2] Robert Wilhelm Eberhard Bunsen (1811-1899), chimico tedesco. Ha studiato gli spettri di emissione di molti elementi, scoprendo cesio e rubidio insieme al fisico Gustav Kirchhoff. Bunsen sviluppò diversi metodi di analisi dei gas, fu un pioniere della fotochimica e fece molte ricerche in chimica organica. Con il suo assistente di laboratorio, Peter Desaga, sviluppò il becco Bunsen, il noto bruciatore da laboratorio.

[3] Gustav Robert Kirchhoff (1824 -1887), fisico tedesco. Contribuì alla comprensione dei circuiti elettrici, della spettroscopia e dell’emissione delle radiazioni da corpo nero.

[4] Hermann Frantz Moritz Kopp (1817 – 1892), chimico tedesco ha studiato in particolare la relazione fra punto di ebollizione e composizione dei composti organici. E’ stato uno dei primi storici della chimica.

[5] August Wilhelm von Hofmann (1818 –1892), famoso chimico tedesco. Allievo di Justus von Liebig divenne il primo direttore del Royal College of Chemistry a Londra. Fu poi professore e ricercatore all’Università di Berlino. Autore di fondamentali ricerche in chimica organica ha creato una scuola di chimica organica sperimentale e industriale. Cofondatore della Deutsche Chemische Gesellschaft, la Società Chimica Tedesca.

[6] Friedrich Wöhler (1800 – 1882), chimico tedesco noto in particolare per la prima sintesi di un composto organico, l’urea. Dei suoi lavori abbiamo ampiamente scritto in questo blog.

[7] Hans Hübner (1837 – 1884), chimico tedesco, successore di Wöhler all’Istituto di Chimica della Università di Gottingen. Editor dell’importante rivista Zeitschrift für Chemie.

[8] Vladimir Vasil’evič Markovnikov (1838-1904), chimico russo noto in particolare per la sua regola empirica che indica l’orientamento preferenziale nelle reazioni organiche di addizione.

[9] Alexander Mikhaylovich Butlerov (1828-1886), chimico russo, uno dei principali fondatori della teoria della struttura chimica, il primo a incorporare doppi legami in formule strutturali, scopritore dell’ esametilentetrammina e della formaldeide. Fu un forte sostenitore dell’apertura all’istruzione superiore alle donne.

Un enzima umano produce una piccola molecola antivirale

In evidenza

Rinaldo Cervellati

 

Ne parla Cici Zang nel numero del 15 giugno scorso di Chemistry&Engineering news on-line. La proteina Viperin, espressa nell’organismo di pesci, uccelli e mammiferi fra cui gli umani, catalizza la formazione di una piccola molecola che inibisce la replicazione di diversi virus, incluso il temibile Zika[1]. Questa molecola potrebbe fornire la struttura base per lo sviluppo di nuovi farmaci contro le infezioni virali, affermano gli estensori della ricerca (A.S. Gizzi et al., A naturally occurring antiviral ribonucleotide encoded by the human genome., Nature, 2018, DOI: 10.1038 / s41586-018-0238-4).

Da anni era noto che la proteina Viperin (quella umana è costituita da 361 amminoacidi) è in grado di inibire DNA e RNA di molti virus come ad esempio quelli dell’influenza. Ma il meccanismo dell’attività antivirale di questo gene restava praticamente ignota, sebbene gli scienziati sapessero che il gene codifica per un enzima, si conosceva ben poco sulle reazioni che era in grado di catalizzare.

Tyler Grove e Steven Almo dell’Albert Einstein College of Medicine (New York) hanno collaborato con Jamie Arnold e Craig Cameron della Penn State University per studiare l’attività della viperina.

Craig Cameron

Steven Almo

                                                                                  La proteina utilizza la S-adenosil metionina (SAM) per catalizzare reazioni di trasferimento di elettroni e formare specie radicaliche. I ricercatori hanno scoperto che una delle reazioni catalizzate è la deidratazione della citidina trifosfato (CTP):

La struttura della molecola risultante, la [3’-desossi-3’,4’-dideidro-citidin-trifosfato] ddhCTP, è simile a quella di noti farmaci antivirali che interrompono la replicazione di genomi di RNA di alcuni virus. In esperimenti in vitro, i ricercatori hanno stabilito che la ddhCTP inibisce le RNA polimerasi del virus Zika, del virus del Nilo occidentale, del virus della dengue e dell’epatite C. Inoltre è in grado di bloccare la replicazione del virus Zika in colture cellulari prelevate da scimmie infette.

Zika virus al microscopio elettronico

Le RNA polimerasi sono responsabili della sintesi dell’RNA sia per i virus che per altri organismi, compreso l’uomo. Il ddhCTP verrebbe utilizzato dalla polimerasi virale per aggiungere un nucleotide alla catena di RNA in accrescimento, ma una volta effettuata l’aggiunta bloccherebbe l‘ulteriore crescita, facendo terminare la catena di RNA e quindi dando origine a un genoma virale incompleto. I ricercatori stanno ora cercando di capire perché ddhCTP non interferisca con le DNA polimerasi.

Peter Cresswell, professore di immunologia e biologia cellulare, School of Medicine, Yale University, uno studioso del gene Viperin, afferma che la ricerca è “un incredibile lavoro da detective”. Ma sottolinea che non spiega tutti gli effetti antivirali della Viperin, come il modo in cui interrompe la replicazione del genoma virale.

Peter Creswell

Sebbene i settori R&D delle aziende farmaceutiche abbiano progettato inibitori delle polimerasi virali, i biologi non erano in precedenza a conoscenza di organismi che producessero tali piccole molecole, afferma Priscilla Yang, virologa dell’Università di Harvard. Questo studio stimolerà la    ricerca sulle funzioni di piccole molecole prodotte naturalmente, sostiene infine Yang.

Priscilla Yang

Il team di ricerca ha depositato una richiesta di brevetto provvisorio negli Stati Uniti e vorrebbe collaborare con un’azienda farmaceutica allo sviluppo di una versione del ddhCTP che potrebbe entrare più facilmente nelle cellule. I ricercatori stanno anche studiando il motivo per cui la viperina utilizza la CTP per formare la molecola antivirale. Si potrebbero scoprire ulteriori indizi che aiuterebbero a progettare composti antivirali ancora più efficaci, afferma Steven Almo.

 

[1] Il virus Zika (ZIKV) è un RNA virus isolato per la prima volta nel 1947 da un primate in Uganda, nella Foresta Zika, una riserva naturale. La Febbre Zika si contrae prevalentemente tramite punture di zanzare, ma è possibile un contagio diretto attraverso il sangue o per via sessuale. Particolarmente pericoloso per le donne incinte, può provocare gravi malformazioni nel feto tanto da consigliare l’aborto terapeutico.

Ancora sul problema dei rifiuti di plastica

In evidenza

Rinaldo Cervellati

Nella C&EN newsletters on line del 15 giugno, Sam Lemonik e Carmen Dahl tornano sul problema della raccolta e riciclaggio dei rifiuti di plastica. Partendo dall’osservazione che attualmente anche nei piccoli villaggi esistono i contenitori per la raccolta differenziata dei rifiuti e quindi gettare gli oggetti in plastica nell’apposito contenitore è diventata un’operazione semplicissima, i dati mostrano che le cose non stanno così, e i rifiuti di plastica continuano ad accumularsi nell’ambiente. Uno studio su Science nel 2015 ha stimato che negli oceani potrebbero accumularsi 155 milioni di tonnellate di plastica entro il 2025, il doppio della quantità attuale [1]. Anche gli Usa che risultano al primo posto fra i paesi esaminati, raccolgono solo circa un terzo dei loro rifiuti di plastica. Il problema diviene ancora più grave se si va oltre ai contenitori condominiali o di quartiere: solo il 10% circa degli imballaggi di plastica in tutto il mondo (USA compresi) finisce per essere trasformato in un nuovo prodotto. Un altro 14% viene bruciato, a volte per essere trasformato in energia. Il resto finisce in discariche o nell’ambiente.

L’86% degli imballaggi di plastica prodotti a livello mondiale non viene mai raccolto per il riciclaggio, un altro 4% viene perso durante il processo di riciclaggio, l’8% viene riciclato in prodotti di qualità inferiore, solo il 2% viene riciclato in prodotti equivalenti. Fonte: World Economic Forum; Ellen MacArthur Foundation, 2016.

E lì la plastica rimane, inalterata. La durata della plastica è uno dei motivi per cui è diventata così ampiamente utilizzata. Quando diventa spazzatura, tuttavia, quella durata è una maledizione. La maggior parte delle materie plastiche è costituita da polimeri derivati ​​da combustibili fossili, formati da catene molecolari che possono raggiungere migliaia di unità ripetute trattenute da legami covalenti.

La maggior parte della plastica che viene riciclata fornisce un prodotto di qualità inferiore perché la tecnologia di riciclaggio più diffusa e popolare comporta la triturazione meccanica, la fusione e la riformazione della plastica. I polimeri tendono a degradare a temperature elevate quindi il materiale viene declassato nella fase di riciclo. Come mostra la figura solo il 2% della plastica che ha iniziato come bottiglia di acqua minerale diventerà una nuova bottiglia di uguale qualità. Il resto della plastica riciclata finisce tipicamente in oggetti diversi.

Altri fattori stanno complicando il problema dell’inquinamento da plastica, in particolare la Cina che da decenni raccoglie e tratta i rifiuti riciclabili da tutto il mondo, ha annunciato nel 2017 che limiterà le importazioni di rifiuti stranieri. Già ora alcuni impianti di gestione dei rifiuti degli Stati Uniti devono inviare plastica riciclabile direttamente alle discariche perché non c’è abbastanza capacità di riciclaggio interna. Con una crescente consapevolezza del problema dei rifiuti di plastica, a maggio l’American Chemistry Council ha annunciato l’obiettivo di riciclare o trasformare in altri prodotti tutte le confezioni di plastica utilizzate negli USA entro il 2040.

Mentre le montagne di plastica scartata continuano a crescere, la scienza ha iniziato a offrire alcune possibili soluzioni. I chimici stanno lavorando a nuovi metodi per decomporre le attuali materie plastiche (polimeri) nei loro elementi costitutivi (monomeri) rendendo così più semplice il riutilizzo, e stanno progettando nuove materie plastiche che potrebbero essere più facili da riciclare. I biologi e i biochimici stanno anche lavorando lentamente verso il riciclaggio di materie plastiche biocatalizzate, usando battèri o enzimi per degradare i polimeri.

Di seguito illustreremo brevemente alcune di queste ricerche mettendone in risaldo benefici e svantaggi.

Riciclaggio chimico

Jinwen Zhang, un chimico della Washington State University, dopo aver sviluppato delicati processi catalitici per rompere i legami esterei in resine epossidiche, un tipo di termoindurente molto comune nei materiali compositi, utilizzando opportuni catalizzatori, ha dimostrato che si potrebbero riutilizzare i frammenti per ricostruire il materiale polimerico.

Sembra però che questo metodo non sia conveniente per applicazioni commerciali. Di conseguenza, Zhang e il suo gruppo sta lavorando alla progettazione di nuovi polimeri avendo già in mente il loro riciclaggio. Se questa idea risultasse praticabile, risolverebbe molti problemi del riciclaggio.

Zhang ha sviluppato un vitrimero[1] a base di eugenolo, un fenilpropene naturale presente nella noce moscata, nella cannella e in altre piante [2]. Quando il vitrimero viene riscaldato con etanolo e ZnCl2, il catalizzatore rimasto dal processo di polimerizzazione, il polimero si rompe nei suoi legami esterei e i frammenti possono essere ritrasformati nel vitrimero perché la reazione è invertibile (v. figura)

Vitrimero all’eugenolo

Anche Megan L. Robertson, dell’Università di Houston ha sviluppato termoindurenti riciclabili cercando prodotti chimici di origine vegetale per sostituire in parte o del tutto il bisfenolo A (BPA), utilizzato come precursore epossidico in molte resine. Le alternative al BPA identificate includono olio di semi di soia epossidato, acido salicilico e altri derivati vegetali. Robertson afferma che le caratteristiche chiave che cerca in queste molecole sono gruppi funzionali convenienti per la conversione in epossidi e anelli aromatici per la forza di legame, imitando la struttura chimica del BPA [3]. Poiché molte di queste molecole contengono esteri, afferma Robertson, i metodi di riciclaggio chimico in fase di sviluppo per i poliesteri potrebbero essere applicati ai suoi polimeri termoindurenti.

Un gruppo di ricerca dell’Università della California a Irvine, guidato da Zhibin Guan, ha considerato la borazina per produrre termoindurenti riciclabili [4]. Questi anelli a tre atomi di boro si formano attraverso reazioni reversibili tra gruppi di acido boronico sui monomeri mimando la struttura chimica del BPA, una proprietà che consente anche di riformare il termoindurente. Nell’acqua bollente, il polimero si rompe nei suoi monomeri.

Gli anelli di borozina possono rompersi e facilmente riformarsi in questo termoindurente, consentendo di rimodellarlo.

Ma non tutti i materiali termoplastici riciclabili devono fare affidamento sull’auto-distruzione. Eugene Y.-X. Chen, un chimico della Colorado State University, ha recentemente descritto un polimero completamente riciclabile con proprietà simili alla plastica oggi sul mercato [5]. Di questo polimero ha recentemente parlato Claudio Della Volpe:

https://ilblogdellasci.wordpress.com/2018/05/04/il-santo-graal-del-riciclo-della-plastica/

Biodepolimerizzazione

In questo blog è stato citato un enzima battèrico modificato capace di degradare il polietilene tereftalato favorendone il riciclo:

https://ilblogdellasci.wordpress.com/2018/03/28/un-enzima-per-la-degradazione-e-riciclaggio-del-polietilene-ftalato-pet/

che sarebbe un indice che la ricerca sulla bio-depolimerizzazione sta lentamente avanzando, a parte il circo mediatico sempre pronto a mettersi in moto appena sente il prefisso bio. In effetti la biocatalisi per l’abbattimento della plastica potrebbe un domani costituire una quota del panorama del riciclaggio.

Nel 2017, Federica Bertocchini dell’Istituto di biomedicina e biotecnologia della Cantabria riferì che il bruco della vite, o meglio un enzima contenuto nei suoi battèri intestinali poteva degradare il polietilene (ne demmo notizia sul nostro blog). L’evidenza si basava sull’osservazione che una pellicola di polietilene sottoposta all’azione dei bruchi mostrava nuovi picchi nel suo spettro infrarosso, attribuibili al glicole etilenico, il monomero del PE [6]. Quattro mesi dopo, tuttavia, Till Opatz e il suo gruppo della Johannes Gutenberg University Mainz pubblicarono un articolo che contestava i risultati di Bertacchini. Secondo questa ricerca i picchi osservati da Bertacchini proverrebbero da proteine dei bruchi della vite che sarebbero rimaste attaccate alla pellicola di polistirolo dopo il lavaggio [7].

 

Yun Yang e il suo gruppo alla Beihang University riportarono che i batteri contenuti nelle larve della tignola indiana degradano il polietilene [8]. Ma come nello studio del bruco di Bertocchini, non è stato eseguito alcun lavoro di marcatura isotopica. Yang sostiene che fu possibile confermare la rottura biochimica del polietilene con altre tecniche: spettroscopia i.r., spettrometria di massa e spettroscopia a risonanza magnetica nucleare.

Yu Yang e il suo team hanno poi condotto studi di marcatura isotopica per stabilire che un batterio intestinale proveniente da larve della tarma della farina (Tenebrio molitor) consuma polistirene [9].

Wei-Min Wu, della Stanford University suggerisce che gli organismi convertono circa la metà del carbonio del polistirolo che ingeriscono in CO2 piuttosto che nei monomeri dello stirene che peraltro, sostiene, non sono stati identificati con certezza.

Nel 2016 un gruppo di ricercatori giapponesi [10], riportarono che enzimi contenuti nel battèrio Ideonella sakaiensis erano in grado di depolimerizzare il PET a bassa cristallinità nei suoi due monomeri secondo lo schema:

Fu replicato che poiché il PET è un poliestere semicristallino, solo le regioni amorfe sarebbero sensibili al degrado enzimatico. Pertanto, la bassa cristallinità può essere sostanzialmente la causa della degradabilità del PET usato dai giapponesi.

Kohei Oda dell’Istituto di Tecnologia di Kyoto, che ha co-diretto lo studio originale, dice che il suo gruppo ha iniziato a esaminare battèri che potrebbero usare il PET come nutriente per la crescita, indipendentemente dalla cristallinità [11]. Sostiene che l’ottimizzazione degli enzimi può essere oggetto di una ulteriore ricerca, ritiene però che alcune agenzie di stampa abbiano esagerato l’impatto immediato del lavoro e, di conseguenza, lui e il suo gruppo stanno controllando gli esperimenti con ancora maggior attenzione.

Diversi gruppi hanno risolto la struttura cristallografica a raggi X di uno degli enzimi del team giapponese, che converte il PET in un intermedio chiamato acido mono- (2-idrossietil) tereftalico. Ma John E. McGeehan dell’Università di Portsmouth, Gregg T. Beckham del National Renewable Energy Laboratory, H. Lee Woodcock dell’Università della South Florida, e i loro colleghi hanno avuto una piacevole sorpresa nel risolvere la struttura dell’enzima [12]. Essi hanno deciso di determinare come si è evoluto l’enzima di degradazione del PET e, nel corso della ricerca hanno accidentalmente ottenuto un enzima mutante che potrebbe erodere un PET più altamente cristallino di quello utilizzato dai giapponesi. Beckham dice che l’attuale versione dell’enzima richiederebbe ancora mesi per “digerire” una bottiglia da bibita. “Stiamo facendo un sacco di bioingegneria proteica per migliorare ulteriormente l’attività dell’enzima”, afferma McGeehan.

Sul’argomento della biodepolimerizzazione Carmen Dahl ha posto ai ricercatori sopra citati il seguente quesito:

I battèri si stanno evolvendo per cibarsi della plastica?

Ecco alcune risposte:

Lo spero, ma avremmo sicuramente bisogno di controllarli! (F. Bertacchini)

Sarebbe naturale che microrganismi si evolvano per consumare le materie plastiche, dal momento che le rendiamo sempre più abbondanti nell’ambiente. (R. Gross)

Questo non è ancora stato dimostrato. (W. Zimmermann)

Abbiamo bisogno di più esempi per rispondere a questa domanda. (Kohei Oda)

Da ignorante in materia biologica a biochimica mi auguro che vi sia un adeguato controllo in queste ricerche, come auspica Bertacchini, in particolare in quelle di bioingegneria, quando si cerca di produrre mutazioni proteico enzimatiche non è detto che si sappia come va a finire…

A questo proposito ricordo il romanzo di fantascienza “Lebbra antiplastica” di K. Pedler e G. Davis (1°a Edizione italiana nella collana Urania, Mondadori, 1974) in cui la mutazione improvvisa di una proteina inventata per biodegradare bottigliette di plastica, provoca una catastrofe a livello mondiale. Il romanzo si legge volentieri anche oggi soprattutto perché uno degli autori (Kit Pendler, 1927-1981), è stato scienziato e divulgatore di un certo livello prima di diventare scrittore a tempo pieno.

 

Bibliografia

[1] J.R. Jambeck et al., Plastic waste inputs from land into the ocean., Science, 2015, 347, 768-771.

[2]Tuan Liu et al., Eugenol-Derived Biobased Epoxy: Shape Memory, Repairing, and Recyclability, Macromolecules, 2017, DOI: 10.1021 / acs.macromol.7b01889).

[3] G. Yang et al., Biorenewable Epoxy Resins Derived from Plant-Based Phenolic Acids., ACS Sustainable Chem. Eng., 2016, DOI: 10.1021 / acssuschemeng.6b01343).

[4]W. A. Ogden, and Z. Guan, Recyclable, strong and highly malleable thermosets based on boroxine networks., J. Am. Chem. Soc. 2018, DOI: 10.1021 / jacs.8b03257.

[5] Zhu et al., A synthetic polymer system with repeatable chemical recyclability., Science, 2018, 360, 398–403.

[6] P. Bombelli et al. Polyethylene bio-degradation by caterpillars of the wax moth Galleria mellonella., Curr. Biol. 2017, 27, R283–R293.

[7] C. Weber et al., Polyethylene bio-degradation by caterpillars?, Curr. Biol. 2017, 27, R731–R745.

[8] Jun Yang et al. Evidence of Polyethylene Biodegradation by Bacterial Strains from the Guts of Plastic-Eating Waxworms., Environ. Sci. Technol., 2014, 48, 13776−13784.

[9] Y. Yang et al., Biodegradation and Mineralization of Polystyrene by Plastic-Eating Mealworms: Part 2. Role of Gut Microorganisms., Environ. Sci. Technol., 2015, , 49, 12087−12093; Part1 in ibid, 2015, 49, 12080−12086.

[10] S. Yoshida et al., A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate)., Science, 2016, 351, 1196–1199).

[11] S. Yoshida et al. Response to Comment on “A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate)”, Science, 2016, 353, 759c-760c.

[12] (H. P. Austin et al., Characterization and engineering of a plastic-degrading aromatic polyesterase., Proc. Natl. Acad Sci. USA, 2018, DOI: 10.1073 / pnas.1718804115).

[1] I vitrimeri sono una classe di materie plastiche, molto simili ai polimeri termoindurenti. I vitrimeri possono cambiare la topologia delle loro reti molecolari mediante reazioni di scambio di legami attivate termicamente. A temperature elevate possono scorrere come liquidi viscoelastici, a basse temperature le reazioni di scambio di legami sono molto lente e i vitrimeri si comportano come i tipici termoindurenti.

Le donne scienziate in Russia nella seconda metà del XIX secolo: “migranti della conoscenza”. 2.

In evidenza

Rinaldo Cervellati

(la prima parte di questo post è pubblicata qui)

Le prime donne ad ottenere il dottorato furono quelle che erano riuscite a essere ammesse come uditrici all’Accademia medico-chirurgica di San Pietroburgo prima del divieto del 1863. Fra queste è importante ricordare Nadezhda Suslova (1843-1918) e Maria Bokova-Sechenova (1839-1929). Entrambe ottennero il dottorato in medicina all’Università di Zurigo, la prima nel 1867, la seconda nel 1871.

Nadezhda Suslova M. Bokova-Sechenova

Suslova ottenne il permesso di esercitare la professione in Russia nel 1868, al suo ritorno a San Pietroburgo.

Negli anni successivi Suslova, oltre a fare il medico ha effettuato ricerche in fisiologia, ginecologia e igiene. E’ stata una delle prime a osservare che la cecità neonatale poteva essere causata dall’esposizione alla gonorrea durante passaggio attraverso il canale del parto.

Maria Bokova-Sechenova fu autorizzata a esercitare come medico a San Pietroburgo nel dicembre 1971.

Bokova-Sechenova era interessata alla ricerca più che alla pratica medica. Tornò quindi in Europa occidentale per specializzarsi in oftalmologia a Vienna e successivamente ha lavorato come ricercatore e oculista nei laboratori delle Accademie russe di scienze e medicina. Tuttavia, dopo aver ereditato una piccola tenuta, si interessò di agronomia e infine realizzò una fattoria sperimentale che divenne la sua principale occupazione.

Una menzione particolare merita Sofia Kovalevskaia (1850-1891) un genio matematico internazionalmente riconosciuto. A 18 anni si recò insieme al giovane marito paleontologo all’università di Heidelberg per poter continuare gli studi. Frequentò le lezioni di matematica di Paul Du Bois-Reymond, le lezioni di fisica di Hermann von Helmholtz  e  Gustav Kirchhoff e quelle di chimica di Robert Wilhelm Bunsen. Dal 1870 al 1874 andò a Berlino dove Karl Weierstrass, colpito dalle sue doti matematiche, volle prenderla sotto la sua guida impartendole lezioni private. Kovalevskaja preparò tre diverse tesi di dottorato sotto la guida e il sostegno di Weierstrass, ne elaborò una quarta che nel 1874 le fece guadagnare un dottorato summa cum laude presso l’Università di Gottingen. Il principale risultato, conosciuto come Teorema di Cauchy-Kovalevsky, fu pubblicato nel 1875. Fu così che ottenne, prima donna in Europa, un dottorato in matematica. Il suo ritorno in Russia fu inutile per la sua carriera professionale poiché nessuna Università riconobbe i titoli conseguiti in Europa. Tuttavia nel 1881 fu nominata membro della Società Matematica di Mosca come docente privato.

Sonia Kovalevsky

Ritornata in Germania ebbe una figlia, Sofia. Dopo la morte del marito, nel 1883 si trasferì con la figlia a Stoccolma. Nel 1884 cambiò nome e si fece chiamare Sonia Kovalevsky. Divenne, prima donna al mondo, professore di matematica, ottenendo la cattedra all’Università di Stoccolma. In breve tempo imparò perfettamente lo svedese tanto da pubblicare i suoi lavori di matematica in questa lingua.

Dopo aver vinto due premi rispettivamente dell’Accademia di Parigi e di quella di Svezia, nel 1888 fu nominata membro dell’Accademia delle Scienze di Russia.

Sarebbe difficile sopravvalutare le straordinarie realizzazioni di questo primo gruppo di donne russe nella scienza. Provenivano da uno dei paesi più reazionari d’Europa e si impegnarono per cambiare i sistemi educativi europei con determinazione. Sofia Kovalevskaia persuase da sola l’Università di Heidelberg a ritirare il divieto di ammettere donne. Nadezhda Suslova ottenne lo stesso risultato con l’Università di Zurigo. Vera Goncharova è stata nel primo gruppo di quattro donne cui è stato permesso di studiare presso la Facoltà di Medicina a Parigi.

Nonostante i successi delle donne russe nelle università dell’Europa occidentale, i loro percorsi successivi post diploma o dottorato non furono affatto facili. Sulle centinaia di donne che andarono a studiare all’estero nei primi anni del 1870, solo una percentuale valutata fra il 20 e 30% [1], ha completarono i loro programmi. E su quelle che l’hanno fatto, non tutte riuscirono a sfruttare la specialità conseguita. Molte sono le ragioni che hanno contribuito a questo esito non soddisfacente.

Naturalmente, molto è dipeso dallo stress a cui sono state sottoposte le studentesse di tutte le età: la pressione dalle famiglie, la convinzione che le loro scelte professionali fossero essenzialmente dovute a spregiudicatezza, la mancanza di appropriati modelli di ruolo, il sottile quando non palese pregiudizio degli uomini, ecc. Ma c’erano anche alcuni fattori peculiari degli atteggiamenti delle donne russe donne dell’epoca. Come la femminista radicale P.N. Arian ha sottolineato: “Bisognava avere un coraggio e un’energia immensi per andare contro la società, la famiglia e gli amici e partire da sole per luoghi lontani in cerca di realizzarsi nella scienza” [1].

Verso la fine del movimento

Dal 1870 il governo zarista cominciava a sentire un forte disagio per la sempre crescente colonia femminile all’estero. Attraverso le informazioni di una fitta rete di spie, sapeva che gli studenti femmine e maschi si incontravano liberamente con emigrati molto radicali come l’anarchico Mikhail Bakunin (1814-1876) e il narodista (populista,dal russo narod = popolo) Piotr Lavrov (1823-1900), ed era evidente che molte giovani donne erano influenzate da questi pensatori politici. Allarmato da tutto ciò, nel giugno del 1873 il governo russo emise un proclama che richiamava in Russia tutte le studentesse di Zurigo. Chiunque fosse rimasta dopo il 1 ° gennaio 1874 sarebbe stata esclusa dalla possibilità di lavorare in qualsiasi istituzione russa.

Le donne erano scioccate e offese dal contenuto e dal tono del proclama, ma molte di loro decisero che non avevano altra scelta che andarsene da Zurigo. Gli studenti più poveri non potevano permettersi di mettere in pericolo le loro possibilità di occupazione in Russia. Le istituzioni governative erano infatti la loro principale speranza per un lavoro come medico, ricercatore o insegnante. Inoltre, alcune donne erano abbastanza ingenue da credere che presto sarebbero state ammesse agli esami di licenza e alle università russe se avessero obbedito all’ordine del governo.

Altre, cercarono di stabilirsi altrove, Berna, Ginevra e Parigi furono fra le mete preferite, ma continuando la persecuzione zarista anche Boston e Filadelfia furono prese in considerazione.

Tuttavia il governo zarista dovette affrontare un dilemma. Da un lato, la Russia aveva bisogno di personale medico e scientifico, e quindi molti amministratori sollecitarono la liberalizzazione dell’accesso delle donne all’istruzione superiore e alla formazione professionale. D’altra parte, molte di quelle donne che avevano studiato scienze in patria o all’estero erano schedate dalla polizia per le loro attività politiche, e alcune erano addirittura al centro stesso della lotta rivoluzionaria. Sulle otto donne del comitato esecutivo di diciotto membri dell’organizzazione militante narodistsa Volontà Popolare, due avevano studiato a Zurigo. L’autocrazia quindi contemporaneamente all’inasprimento del proclama di Zurigo, istituì corsi di istruzione per donne, permise l’istituzione di corsi di formazione per donne e corsi superiori per “ostetriche istruite” a San Pietroburgo, Mosca e altre grandi città dell’impero russo.

Il movimento delle donne russe considerò la creazione di questi corsi un grande trionfo. I corsi per le ostetriche istruite aperti a St. Pietroburgo nel 1872 furono i primi corsi di medicina esclusivamente per donne in Europa. Questi corsi raggiunsero presto un livello uguale a quello dei Corsi di medicina per uomini russi, anche se le donne laureate non furono autorizzate a chiamarsi “dottori”.

Si può comunque sostenere che molti di questi corsi rappresentarono un passo indietro per le donne scienziate in Russia. Mentre quelli di medicina erano a un livello ragionevolmente alto, i corsi femminili superiori in altre discipline non erano del calibro di quelli che le donne russe avevano seguito in Europa occidentale.

Inoltre, anche nei corsi femminili, mentre le donne potevano essere supervisori o assistenti di laboratorio, non potevano diventare professori.

Dopo l’assassinio di AIessandro II nel 1887 (attribuito al movimento Volontà Popolare) i corsi di medicina smisero di accogliere nuovi studenti o furono chiusi completamente. Solo nel 1895 fu approvato un nuovo istituto medico femminile. Quando anche gli altri corsi furono riaperti nel 1889, si scoprì che erano state prese misure per limitare alle donne lo studio delle scienze. Le facoltà di scienze matematiche, fisiche e naturali erano state notevolmente ridimensionate, i laboratori erano stati chiusi e molti insegnamenti di scienze naturali erano stati cancellati. Completamente aperti alle donne furono solo gli studi linguistici e artistici ritenuti dalle autorità abbastanza innocui.

Così si esaurì la prima fase della storia delle donne nella scienza in Russia. Solo dopo molti anni, nel XX secolo le cose cambieranno grazie ancora a donne che ottennero risultati scientifici paragonabili a quelli delle scienziate della prima generazione, qui ricordate.

Per la redazione di questo post ho attinto in particolare dalle seguenti opere:

[1] A. H. Koblitz, Science, Women, and the Russian Intelligentsia. The Generation of the 1860s,

ISIS, 1988, 79, 208-226.

[2] M. R. S. Creese, Early Women Chemists in Russia: Anna Volkova, Iuliia Lermontova, and Nadezhda Ziber-Shumova., Bull. Hist. Chem., 1998, 21, 19-24.

Le donne scienziate in Russia nella seconda metà del XIX secolo: “migranti della conoscenza”. 1.

In evidenza

Rinaldo Cervellati

Nel libro European Woman in Chemistry, più volte da me citato, è ricordata Julia Lermontova (1846-1919), chimico russo della seconda metà del XIX Secolo. Da una più dettagliata ricerca mi sono reso conto che altre due colleghe di Lermontova, precisamente Anna Volkova (?-1878) e Nadezhda Ziber-Shumova (1870?-1914) sono state, insieme a molte altre donne scienziate, protagoniste di quel movimento di emancipazione femminile che ebbe inizio in Russia negli anni ’60 e ’70 del XIX secolo per filtrare poi in tutta Europa [1,2]. Mi sembra quindi opportuno premettere un excursus storico generale tenendo anche conto che della storia Russa quasi tutti ne sappiamo poco…

Il contesto storico e socio-politico

Nel 1855, l’ascesa al trono dello Zar Alessandro II, considerato un liberale rispetto al padre, Nicola I, suscitò una serie di aspettative nell’intelligentsia[1] e nella parte più progressista della nobiltà e della borghesia riformista. In effetti, nel 1861 promulgò la legge sull’emancipazione, con la quale venne abolita la servitù della gleba da tutto il territorio imperiale determinando l’indipendenza della maggioranza dei contadini russi. Nel 1864 riformò l’amministrazione locale creando assemblee elettive dei rappresentanti dei distretti, e promulgò la riforma dell’ordine giudiziario. L’anno precedente aveva avviato una controversa riforma dell’università che prevedeva però un aumento di fondi statali e l’autonomia dei docenti.

L’élite istruita sperava quindi che l’emancipazione dalla servitù e la riforma dell’istruzione sarebbero state accompagnate da un miglioramento della situazione delle donne, una democratizzazione del governo zarista e una liberalizzazione generale della società russa.

L’ottimismo era particolarmente diffuso fra i giovani (come capita quasi sempre) che si definirono “nihilisti” (o nichilisti) mutuando questo aggettivo dal famoso romanzo Padri e Figli (1862) di Ivan Turgenev, dove il protagonista si autodefinisce appunto “un nichilista”. Secondo Ann Koblitz [1], l’intenzione di Turgenev sarebbe stata di descrivere il suo giovane protagonista come un ribelle che negava tutte le istituzioni della società zarista solo per il piacere di provocare gli anziani.

Ivan Turgenev

 

Edizione di Padri e Figli in russo

Ma molti giovani, lungi dall’essere offesi da questa interpretazione, accettarono con entusiasmo l’aggettivo dichiarandosi nichilisti nel senso che “nulla nella società dei loro genitori valeva la pena di essere salvato; La Russia doveva essere completamente rifondata”[1].

In realtà, i giovani degli anni ’60 del XIX secolo avevano un’incrollabile fede nelle scienze naturali e nel potere dell’educazione, credevano fortemente nell’uguaglianza fra uomini e donne, ammiravano i contadini, le istituzioni rurali e desideravano essere in qualche misura utili all’emancipazione del popolo russo[2].

Per i nichilisti, la scienza sembrava il mezzo più efficace per raggiungere questo scopo: essa aveva respinto le barriere poste dalla religione e dalla superstizione e “provato” attraverso la teoria dell’evoluzione che le rivoluzioni sociali (pacifiche) erano la strada naturale da percorrere [1].

Conseguenze nella scienza in Russia

L’entusiasmo dei nichilisti per la scienza, insieme alla decisione del governo di dedicare materiali e risorse allo sviluppo scientifico, produsse rapidamente ottimi risultati: gli anni ‘60 e ’70 del XIX secolo sono considerati una “golden age” della scienza russa [1].

Agli storici della scienza sono ben presenti i nomi di Ivan Sechenov e Kliment Timiriazev in fisiologia; Dmitri Mendeleev, Aleksander Butlerov e Vladimir Markovnikov in chimica; Ilya Mechnikove, Aleksander Kovalevskii in embriologia; Ivan Pavlov in neurofisiologia; e Vladimir Kovalevskii in paleontologia, solo per citare i più noti. Forse meno noto è che a vari livelli tutti questi scienziati furono coinvolti nel fermento degli anni ‘60 e che molti di essi si consideravano nichilisti.

L’atteggiamento delle università russe nei confronti delle donne

Nei primi anni del 1860 le donne formavano una parte significativa di un gruppo poco caratterizzato di uditori non ufficiali che vagavano dentro e fuori dalle aule dell’Università di San Pietroburgo e di altre accademie tecniche specializzate. Professori e studenti le accoglievano volentieri, e inizialmente le autorità le tolleravano benevolmente, in seguito poi alla fine della guerra di Crimea (1856) e alla legge sull’emancipazione (1861) vi fu una certa liberalizzazione nella struttura universitaria. In questo periodo L’Accademia medico-chirurgica di San Pietroburgo cominciò ad ammettere le donne come studenti su base semiufficiale. Non potevano ricevere lauree, ma potevano sostenere in modo informale esami e lavorare nei laboratori dell’istituzione, entusiasticamente incoraggiate dai professori progressisti della facoltà.

Le studentesse erano ottimiste riguardo alle loro capacità e impegno, erano persuase che i loro studi avrebbero convinto il governo zarista ad ammetterle sulla stessa base degli uomini. Speravano che il nuovo statuto universitario in fase di elaborazione in quel momento, avrebbe codificato il loro ingresso nelle istituzioni di istruzione superiore in tutto l’impero russo. Una proposta di bozza dello statuto, approvata da tutte le università tranne Mosca e Dorpat, suggeriva infatti che le donne fossero ammesse con gli stessi diritti degli uomini. Se questa versione dello statuto universitario fosse stata adottata, la Russia sarebbe stata il primo paese in tutta Europa a concedere alle donne lo stesso status e le stesse lauree degli uomini. Sfortunatamente, lo zar fu molto restio e il governo intervenne a bocciare il provvedimento.

La conseguenza fu una serie di manifestazioni studentesche. Per le donne dell’intelligentsia il risultato più sfortunato del malcontento studentesco fu che le università si chiusero per loro. In termini puramente numerici non erano molte le donne coinvolte nelle proteste. C’erano meno donne uditori rispetto agli studenti maschi, e la maggior parte di esse temeva la sospensione dall’università se avessero partecipato alle dimostrazioni. Ma alcune donne avevano posizioni elevate nel movimento studentesco, quindi attrassero l’attenzione della polizia zarista.

La proposta di consentire alle donne di immatricolarsi ufficialmente fu definitivamente abbandonata, e nello statuto universitario riveduto del 1863 le donne non furono nemmeno menzionate. Inoltre, agli istituti di istruzione superiore fu ordinato di permettere l’ingresso solo agli studenti regolarmente iscritti, nella speranza di controllare così gli elementi più “sovversivi”.

Le donne più determinate e impegnate (spesso quelle con possibilità finanziarie) decisero di andare a studiare all’estero. La maggior parte di loro si recò all’Università o al Politecnico di Zurigo, perché le università svizzere accettavano donne straniere senza esami di ammissione. Questo era un punto importante, perché la maggior parte delle donne russe aveva ricevuto poca o nessuna istruzione formale. Inoltre, le tasse scolastiche e di soggiorno erano relativamente basse a Zurigo, dove esisteva già una grande colonia di studenti russi e di esiliati politici così che le donne si sentivano meno sole.

Dal 1865 al 1873, Zurigo vide una quantità sempre maggiore di donne russe in cerca di diplomarsi o laurearsi in scienze naturali o medicina.

In larga misura si deve a questa prima generazione di donne russe, l’ammissione femminile all’istruzione superiore nell’Europa continentale. Sono state le prime studentesse a Zurigo, Heidelberg, Lipsia e altrove, nonché le prime donne a ottenere dottorati in medicina, matematica, chimica e biologia.

In realtà le donne degli anni ‘60 furono spesso sorprese dal loro status di pioniere. Molte donne nichiliste erano piene di idealismo sull’Occidente e sul livello di democrazia e uguaglianza che secondo loro aveva raggiunto l’Europa occidentale. Inizialmente si sentirono inferiori, provenendo dall’ “arretrata” Russia, e si aspettavano fiduciosamente di unirsi a ranghi di numerose donne europee già impegnate in seri studi. Con grande stupore scoprirono invece che le loro idee e atteggiamenti, il loro entusiasmo per l’educazione e la loro determinazione a riuscire non erano affatto condivise dalle donne dell’Europa occidentale. Sotto alcuni aspetti, ciò le pone in prima linea nella costruzione del movimento femminista in Europa [1].

Soprattutto nei primi anni della colonia studentesca russa a Zurigo, incontrarono poche donne di altre nazioni. Anche le donne svizzere tendevano a non approfittare delle opportunità del loro Paese per l’istruzione avanzata, forse in parte perché gli svizzeri, a differenza degli stranieri, erano tenuti a ottenere il diploma ginnasiale per poter essere ammessi alle università o ai politecnici.

Dai dati statistici dell’Università di Zurigo risulta che dall’inverno 1863/64 all’estate 1872 la provenienza delle studentesse straniere fu di 23 inglesi, 10 tedesche, 6 austriache, 6 americane e ben 148 russe, contro solo 10 svizzere [1].

Ma il soggiorno in Svizzera non fu certo una “pacchia” per queste “migranti della conoscenza”. Sebbene alcune di esse avessero il sostegno dei genitori o in qualche caso dei mariti, molte si trovarono in difficoltà. Dovettero economizzare nel cibo, nell’alloggio, condividere libri e in certi casi alternarsi nell’uso di cappotti e stivali invernali [1]. Altri problemi derivarono da differenze socio-culturali.

Sebbene i professori trattassero con cortesia se non con entusiasmo, gli studenti russi, non altrettanto fu il comportamento dei comuni cittadini svizzeri, la maggior parte dei quali disapprovava il comportamento dei russi, in specifico quello delle donne. Anzitutto non capivano il loro desiderio di istruzione, in particolare per aree come le scienze e la medicina, considerate discipline poco femminili. Gli svizzeri furono scandalizzati anche dai rapporti di cameratismo fra le donne russe e le loro controparti maschili. Per i cittadini della classe media di Zurigo, i capelli corti di queste donne, i loro abiti semplici, i manierismi senza scrupoli e l’abitudine a fumare sigarette erano scioccanti. Se si aggiunge la tendenza delle russe a chiacchierare a tutte le ore, a passeggiare in città in gruppi di sesso misto, si può immaginare come molti svizzeri le considerassero poco più che prostitute. Le donne trovarono quindi difficoltà ad ottenere camere soddisfacenti in affitto e furono spesso discriminate e ridicolizzate nei negozi e nei mercati.

(continua)

[1] Nella Russia imperiale, con il termine intelligentsia veniva descritta una classe di intellettuali in grado di assumere una leadership culturale. A questi intellettuali veniva tuttavia impedito l’accesso alle leve ufficiali della politica e dell’ economia.

[2] Molto di tutto ciò è presente anche nel pensiero di Basarov, il protagonista di Padri e Figli, il nichilista che non credeva in nulla…, Un libro che ha molto influenzato la mia giovinezza (e non solo quella…)