La vita, l’entropia e la rottura della simmetria.

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Claudio Della Volpe

Accolgo l’invito di Luigi Campanellla (e le osservazioni di Alfredo Tifi) che pur non essendo un termodinamico ha sentito l’esigenza di introdurre questo argomento nel blog.

Oggi vorrei parlarvi della vita e di come la termodinamica può interpretarla e per fare questo vorrei discutere con voi l’argomento dell’entropia del corpo umano.

Il corpo umano non è un sistema all’equilibrio e dunque non è banalmente soggetto alla lettera delle regole che valgono per i sistemi approssimabili come di equilibrio; inoltre la seconda legge è scritta classicamente per un sistema isolato mentre il corpo umano è un sistema aperto, scambia materia ed energia con l’ambiente che lo circonda e nel fare questo attraversa un complesso insieme di stati che gli consente di nascere, crescere e svilupparsi; dopodichè, dopo un percorso che temporalmente dura circa 100 anni, nei casi più fortunati (o sfortunati, dipende dalle circostanze), ossia all’incirca 3×109 sec, il corpo umano va incontro ad una fase che si avvicina moltissimo a quello che definiamo equilibrio; comunemente, nell’inesatto linguaggio comune, tale fase prende anche il nome di morte.

Per parafrasare una antica poesia egiziana:

La morte non è che l’inizio, ma della fase di equlibrio.

– Antica Preghiera Egizia –

(XXV sec. a.C.)

La morte non è che la soglia di una nuova vita…
oggi noi viviamo, e così sarà ancora…
sotto molte forme noi torneremo.

http://www.miezewau.it/anonimo_egiziano.htm

Una prima osservazione che possiamo fare è che la massa di atomi che costituisce un corpo umano non è poi molto grande, circa 70-80kg di carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, zolfo, calcio, sodio, fosforo ed alcuni metalli; lo stato di massima simmetria (ed anche il più probabile) di tale insieme di atomi non è certo un corpo umano; piuttosto sarebbe quella di un gas di tali atomi completamente ed uniformemente mescolati.

Se dispersi nello spazio, lontano da qualunque sorgente di gravità e di calore esso costituirebbe uno stato simmetrico e verosimilmente di equilibrio; in ogni direzione un tale gas avrebbe le medesime proprietà e rimarrebbe così mescolato per un tempo indefinito se lo isolassimo in un contenitore senza che nulla potesse interagire con esso.

Di tutti i possibili stati che tale sistema di atomi potrebbe occupare, il corpo umano (e se è per questo quello di qualunque altro organismo vivente) rappresenta uno stato la cui probabilità di esistenza spontanea è sostanzialmente nulla. Di più, nonostante nel linguaggio comune si tenda ad attribuire a tale corpo una notevole simmetria e bellezza, di fatto, a stare alle definizioni correnti della fisica, e rispetto a quello stato di mescolamento ipotetico, il corpo umano di simmetrie ne avrebbe perse molte; tecnicamente il confronto del sistema di atomi del corpo nell’ipotetico stato gassoso mescolato e in quello ordinario porta a concludere che nella trasformazione (gasà corpo umano) si sarebbe ottenuta una “rottura di simmetria” del medesimo tipo di quella che si ottiene in una transizione di fase fra un gas ed il solido o liquido corrispondente; anche in quel caso la simmetria del gas viene ridotta passando ad un cristallo, certamente più bello ai nostri occhi ma dotato di un numero nettamente inferiore di elementi di simmetria, ossia di operazioni di traslazione di vario tipo nello spazio/tempo rispetto alle quali esso mostrasse invarianza.

In soldoni, l’ordine del corpo umano che spesso si beatifica è sostanzialmente il corrispondente di una grossa perdita di simmetria, di una conservazione ridotta dell’elevata simmetria corrispondente ai medesimi atomi casualmente mescolati; l’uomo di Vitruvio è bello (e forse per molti una donna di Vitruvio sarebbe il massimo) ma tecnicamente è meno simmetrico del corrispondente gassoso. La vita può essere vista come un fenomeno di rottura di simmetria se paragonata al materiale di partenza.

Per fare questa trasformazione di fase serve usare una enorme quantità di informazione che è contenuta in una lunghissima molecola polimerica costituita da un ristretto numero di monomeri (4) e che prende il nome di DNA, scoperta da meno di 100 anni, meno dunque della vita di un uomo ed una copia della quale è immagazzinata in ciascuna cellula del corpo umano.

Casualmente il numero di basi monomeriche necessarie, che è di circa tre miliardi, eguaglia la durata della vita media umana in secondi: si tratta di una combinazione del tutto casuale, ma sono certo che un poeta potrebbe scriverci qualche verso. Noto di passaggio che ogni base è appaiata in una struttura accoppiata (sono 6 miliardi di basi appaiate a due a due).

Dunque una transizione di fase, una rottura di simmetria estremamente improbabile e che necessita per essere portata a termine di un complesso sistema di reazioni chimiche autocatalitiche, in base alle quali coppie di esseri umani analoghi ma non identici (indicati di solito come maschio e femmina) reagiscono fra di loro e si riproducono, in quella che costituisce una delle più complesse reazioni autocatalitiche che conosciamo: il sesso, anche detto amore (ma solo nelle sue manifestazioni più estreme).

Si incomincia ad intravedere la possibilità di eliminare questa serie così primitiva di reazioni, mai innovata negli ultimi milioni di anni, per affidare la generazione umana a sistemi altamente automatici. Sfortunatamente non si conoscono al momento le conseguenze dell’eliminazione dell’amore come ambiente di reazione.

L’idea di stimare l’informazione contenuta in un messaggio venne nel 1948 a Claude Shannon che ci scrisse un libro, “Teoria matematica dell’informazione”. Claude Shannnon racconta:

« La mia più grande preoccupazione era come chiamarla. Pensavo di chiamarla informazione, ma la parola era fin troppo usata, così decisi di chiamarla incertezza. Quando discussi della cosa con John Von Neumann, lui ebbe un’idea migliore. Mi disse che avrei dovuto chiamarla entropia, per due motivi: “Innanzitutto, la tua funzione d’incertezza è già nota nella meccanica statistica con quel nome. In secondo luogo, e più significativamente, nessuno sa cosa sia con certezza l’entropia, così in una discussione sarai sempre in vantaggio »

 

Shannon definisce l’informazione come I=-log2P, dove P è la probabilità che si verifichi un dato evento; tale equazione permette di ottenere un valore misurato in bit. 1 bit equivale ad esempio all’informazione ottenibile dal lancio di una moneta (P = 0,5).

Usando l’equazione S= log2P si ottiene invece la entropia del medesimo sistema; ne segue che I=-S. In pratica a un aumento di entropia corrisponde una perdita di informazione su un dato sistema, e viceversa

Per il DNA umano nel quale ogni lettera può avere 4 valori (ossia 2 bit in quanto 22=4) si può calcolare che il contenuto informativo è dell’ordine di 6 Gbit, ossia circa 750Mbytes, fate il paragone con il contenuto informativo del vostro hard disk attuale o con quello di un CD musicale o un DVD.

Ma al di là delle quantità di informazione in gioco la questione è come un corpo umano o un altro organismo opera per realizzare l’informazione contenuta nel DNA; o meglio se la vita del corpo umano e di altri organismi è un processo spontaneo come esso può realizzarsi in apparente contrasto con la tendenza dei sistemi isolati ad un massimo di entropia e dunque di disordine, di minima informazione?

La risposta è che il corpo umano NON è un sistema isolato ma è un sistema aperto che scambia energia e materia con l’ambiente esterno; tale apertura, tale scambio consente di resistere attivamente alla tendenza espressa dalla seconda legge della termodinamica e che a rigore è valida solo per sistemi isolati.

Il problema di come misurare l’entropia del corpo umano appare veramente complesso ed in realtà potrebbe anche non avere senso dato che un corpo umano non è all’equilibrio, ma è anzi lontanissimo dall’equilibrio (almeno fino al momento della morte).

Si può invece stimare, anche se con qualche difficoltà, il flusso entropico del sistema costituito dal corpo umano, dunque non misurare il valore assoluto dell’entropia del sistema uomo, ma il valore della sua variazione, ossia del flusso entropico in entrata ed in uscita da esso.

Si tratta di un calcolo non particolarmente complesso eppure pubblicato solo in tempi recenti.

In particolare dobbiamo la forma comunemente accettata di tale calcolo ad Aoki.

Usando i dati sperimentali ottenuti in uno speciale calorimetro da Hardy e Dubois nel 1938, Aoki calcolò il flusso entropico dei corpi sottoposti agli esperimenti di Hardy e Dubois. Il risultato è espresso in questo grafico, in cui abbiamo a destra l’input di entropia e a sinistra l’output.

Come si interpreta questo grafico?

Semplice.

Anzitutto è stato ottenuto sulla base di dati sperimentali raccolti mettendo in uno speciale calorimetro il corpo del volontario e misurando poi gli scambi termici fra corpo del volontario e calorimetro.

Dallo schema si vede che i tre flussi di calore e dunque i tre flussi di entropia maggiori sono:

  • quello radiante dal calorimetro al volontario 3.16 J/sec K; ottenuto usando l’equazione dell’entropia della radiazione ( dove β è la costante di Stefan Boltzmann, V il volume del corpo del volontario e T la sua temperatura assoluta (273.15+27.4); l’equazione è stata riadattata al sistema in cui c’è una superficie di scambio e il flusso entropico è per unità di superficie; la superficie tipica del corpo umano è fra 1.5 e 2metri quadri.
  • quello radiante in uscita dal corpo del volontario che ammonta a 3.34 J/sec K, calcolato nel medesimo modo;
  • la produzione metabolica di calore di 0.26 J/sec K; se vi fate due conti un uomo che si nutra con 1800 grandi calorie al giorno, ossia circa 7-8Mjoule, negli 86400 secondi di una giornata dissipa come una lampadina da 80-90W; dividete questo valore per la temperatura corporea in kelvin ed otterrete un valore molto simile (80/310=0.26).

Ci sono poi gli scambi di entropia dovuti alla respirazione ed alla evaporazione di acqua, e agli scambi di materia, ma sono minimi. In totale il flusso netto abbassa l’entropia corporea del volontario, ossia il corpo del volontario si “ordina” per circa 0.32 J/sec K, emette un flusso netto di 0.32 J/sec K, abbassando la propria entropia e lottando disperatamente per conservare la propria struttura interna.

Come si vede gli scambi sono dominati dal flusso radiante di energia, non dallo scambio diretto di calore per conduzione; la convezione sarebbe più efficace, ma è impedita poi dai nostri vestiti; tuttavia è da dire che la pelle è un buon isolante termico e che i vestiti sono una invenzione relativamente recente. A conferma dell’importanza della radiazione nella nostra vita, una cosa che molti non sospettano nemmeno, stanno le copertine isotermiche metallizzate usate dalla protezione civile, basate sul fatto che uno strato metallico anche sottile intercetta le radiazioni infrarosse efficacemente (potete provare a isolare termicamente la parete dietro un termosifone mettendoci un sottile strato di alluminio da cucina) .

Dunque grazie a questo scambio entropico con l’esterno la struttura unica ed improbabile del corpo umano ordinata sul comando del DNA (ma vale lo stesso per qualunque altro essere vivente) combatte la sua battaglia quotidiana contro il secondo principio; è una battaglia che in una forma biologica o in un’altra, dura da circa 4 miliardi di anni su questo pianeta e che ha visto milioni di miliardi di caduti ma ci ha dato come risultato la biosfera e la coscienza come le conosciamo.

Da questo particolare punto di vista la necessaria e certa sconfitta di ciascuno di noi esseri viventi, la resa incondizionata all’equilibrio, che chiamiamo volgarmente morte, corrisponde alla vittoria di un processo che trova la sua origine nel Sole come sorgente di calore e di energia libera sotto forma di energia radiante e trova come assorbitore finale di questa radiazione l’infinito vuoto dello spazio esterno pieno solo della radiazione di fondo, che assicurò il Nobel a Wilson e Pentzias.

Ognuno di noi arrendendosi all’equilibrio, passa la bandiera ai suoi simili e grida la vittoria della coscienza contro “la materia stupida, neghittosamente nemica come è nemica la stupidità umana, e come quella forte della sua ottusità passiva.”(Primo Levi).

La radiazione, i fotoni hanno potenziale chimico nullo e la loro trasformazione da radiazione centrata sul visibile, a 0.5 micron quando emessa dal Sole a radiazione riemessa dalla Terra nell’infrarosso e centrata attorno a 10 micron non fa che aumentare esponenzialmente il numero di fotoni ma lascia intatta l’energia totale (il potenziale chimico è nullo proprio per questo dU/dN=0). Di fatto è questo il senso dell’equilibrio radiativo del pianeta.

Analogamente si può stimare il flusso entropico della Terra e della biosfera, ma sarà l’oggetto di un prossimo post in cui racconterò come fa la biosfera ad ordinarsi dissipando la propria entropia a spese del flusso di energia solare.

Ricordo che da studente…

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Luigi Campanella, già Presidente SCI

Ricordo quando ero studente in Chimica che in una delle prime lezioni di Fisica, il prof. Marcello Beneventano, che era il titolare del corso stesso, chiese quale secondo noi studenti fosse la disciplina scientifica più importante. Alcuni risposero subito Fisica per rispetto al professore, altri Chimica pensando al proprio corso di laurea, qualcun altro Matematica. Dopo le risposte il prof Beneventano disse: no, la disciplina scientifica più importante è la termodinamica, in effetti un settore della Fisica e della Chimica, ma a suo dire quello che consente di capire “come funzionano le cose” nella nostra vita di tutti i giorni. A distanza di 50 anni durante i quali ho spiegato a me stesso ed ai miei studenti fenomeni e processi differenti arrivo alla conclusione che aveva ragione lui.

I principi della termodinamica consentono di spiegare ed interpretare le trasformazioni che comportano cambiamenti delle variabili di stato, quindi la maggior parte di quelle di cui siamo spettatori nella nostra vita. Gli scambi di energia possono avvenire sotto forma di calore o lavoro. In un sistema isolato una trasformazione può avvenire ugualmente anche senza tali scambi, ma tramite l’effetto che anche fluttuazioni di energia possono avere su sistemi in stati metastabili: questa è la ragione ben nota ai conservatori e restauratori per cui un materiale di un Bene Culturale cellulosico o lapideo subisce un invecchiamento anche in un oggetto conservato isolato dal contesto ambientale (armadi chiusi di sicurezza, oggetti interrati, presenza di protezioni). I principi termodinamici introdotti da Rudolf Clausius nel 1850 determinano se un processo sia spontaneo e favorito oppure no; inoltre consentono di prevedere quale sia la stabilità o la instabilità di un sistema, intendendo per sistema una qualunque porzione dell’universo a cui ci si sta interessando come oggetto di indagine o un materiale o anche un organismo vivente.

In questo ultimo caso l’esempio più comune riguarda il processo di crescita di tale organismo, durante il quale il disordine, l’entropia in termini termodinamici, è ridotta dal momento che le molecole del nutriente, spesso di struttura molto complessa ed ordinata (o in altri casi il flusso intenso di energia luminosa) vengono assimilate ed usate per sintetizzare macromolecole e strutture cellulari. Questo non viola i principi della termodinamica sulla base dei quali l’entropia cresce durante i processi naturali spontanei: ad esempio l’apertura di una bibita gassata produce spontaneamente un suono perché l’anidride carbonica intrappolata si espande rapidamente nell’atmosfera aumentando l’entropia del gas ed inducendo una veloce espansione dei gas circostanti.

Questo principio non è messo in discussione da quanto detto sopra a proposito dei sistemi viventi in quanto la crescita negli animali è associata al meccanismo messo in luce da E. Schroedinger (nel famoso What is life?) e sviluppato ulteriormente da Y. Prigogine dello scambio con l’ambiente di entropia negativa, neghentropia, attraverso la nutrizione o il meccanismo fotosintetico basato sull’assorbimento di luce; in entrambi i casi c’è una notevole spesa energetica, che i chimici chiamano energia libera, che contrasta l’aumento spontaneo di entropia del metabolismo. Il calore corporeo, dissipato da un uomo di medie dimensioni è di 100W; questo contributo di energia libera viene fornito dalla luce nelle piante o dall’energia ottenuta dal cibo negli animali ed applicata a costruire ordine corporeo (a partire comunque da molecole già di una certa complessità).

Fa riflettere il fatto che nel tempo molte specie si siano estinte anche se le condizioni termodinamiche erano favorevoli:condizione quindi necessaria quella termodinamica non sufficiente a garantire rispetto a cause quali, in questo caso,predatori e malattie.

Da una prospettiva biochimica processi energeticamente sfavoriti come la disidratazione nell’anabolismo ,è il contemporaneo aumento di entropia dovuto alla conversione dell’ATP in ADP e fosfato che consente a tali reazioni di procedere spontaneamente. La variazione totale positiva di entropia è dovuta alla randomizzazione della materia nei prodotti. Analogamente la crescita delle piante avviene attraverso la cattura della CO2 atmosferica e dell’acqua e la sua conversione in acido fosfoglicerico nella fotosintesi. La cattura del gas corrisponde ad una diminuzione di entropia, ma il processo è comunque favorito. Ci si può domandare perché: la risposta sta nell’ossigeno rilasciato in atmosfera nelle fotosintesi e nelle idrolisi dell’ATP a trasformare energia oltre a ADP e fosfato secondo il ciclo di Calvin applicato alle reazioni metaboliche. Il processo è complessivamente energeticamente favorito con una variazione negativa di energia libera (variazione negativa di entalpia e positiva di entropia).

Passando ad esempi più vicini alla chimica la dissoluzione di un sale fa aumentare l’entropia del sistema dopo la dissociazione in ioni che spinge il processo in avanti. Una soluzione satura non consente ulteriori dissociazioni. Al pari di quanto detto per specie biologiche che non crescono a dispetto della variazione di entropia favorevole l’aggiunta di altro sale non produce ulteriore dissoluzione, anche in questo caso malgrado l’atteso aumento di entropia. Una possibilità è anche che la repulsione elettrostatica degli ioni blocchi l’ulteriore dissociazione senza comportare una diminuzione dell’entropia nell’ambiente. In questo modo ulteriore sale solido aggiunto rimane solido. E’ da considerare che il solvente non è inerte; la sua struttura, nel caso dell’acqua, muta significativamente e la libertà di moto delle molecole d’acqua cambia dato che esse si legano agli ioni in sfere di idratazione. Dal momento che la variazione di entropia in questa condizione vale zero resta valido il dettato termodinamico che richiede una variazione positiva di entropia (ad energia costante) perché possa avvenire un processo che comporta una modificazione della composizione del sistema.

E’ da notare che il processo è dinamico: in realtà sebbene la soluzione satura di un sale non modifichi la concentrazione degli ioni in soluzione, tuttavia ioni si sciolgono dal sale solido aggiunto ed altri in uguale quantità precipitano dalla fase liquida alla stessa velocità. Questi scambi avvengono senza variazioni di entropia, sono “reversibili” come tutti gli scambi alle interfacce, anche elettriche quando il flusso netto di materia è nullo.

La maggior parte dei sistemi in equilibrio contengono processi che vanno avanti come questo ora descritto. Sistemi in equilibrio statico contengono materiali a concentrazioni fisse senza uno scambio netto di massa, come un contenitore chiuso di un liquido o di un gas. Le molecole sono in uno stato dinamico di vibrazione, rotazione e traslazione. In un sistema in equilibrio dinamico le concentrazioni non cambiano nel tempo eppure gli stessi composti sono scambiati come in un contenitore di liquido o gas aperto che è drenato e riempito alla stessa velocità. La concentrazione del gas o del liquido non cambia, ma le molecole presenti nel contenitore sono continuamente rinnovate.

Analogamente per riferirsi ad un sistema vivo la costanza della concentrazione del glucosio nel sangue è uno stadio di equilibrio dinamico dove il cibo ingerito è concomitante con il metabolismo e l’ingresso di acqua si confronta con la produzione di urina cosicché la concentrazione di glucosio ed acqua rimangono costanti. Nei diabetici si crea una condizione metabolica dove i livelli stazionari di glucosio non sono mantenuti a causa dell’eccessivo carico. Diverso è il discorso del sangue venoso ed arterioso: anche in questo caso abbiamo un flusso in entrata ed uno in uscita in un sistema in equilibrio, ma le molecole che entrano e che escono non sono le stesse.

La legge zero della termodinamica indica che per ogni 2 oggetti in contatto aventi temperature diverse indipendentemente dal contenuto di calore di ciascuno di essi, il calore passa dall’oggetto più caldo a quello più freddo e lo farà finché la temperatura dei 2 oggetti non sarà divenuta uguale.

Poiché le orbite della Terra intorno al sole producono una emisfero che si riscalda durante l’estate ed un emisfero che si raffredda durante l’inverno avremo la fusione dei ghiacci alternata alla solidificazione dell’acqua a meno, come sta avvenendo, di aumenti significativi della temperatura terrestre media. La fusione e la solidificazione alternate dell’acqua del mare non alterano i livelli del mare perché il ghiaccio è acqua marina che aumenta di volume e con una densità più bassa fluttua per 1/10 circa del suo volume al di sopra dell’acqua.

Emissioni di acque marine profonde calde, geotermiche, eruzioni vulcaniche riflettono la quantità massiccia di calore che continuamente raggiunge la superficie della terra dalle reazioni termiche profonde. Sebbene queste abbiano ovviamente una elevata variazione totale di entropia, siano quindi molto favorite e l’energia di attivazione richiesta per iniziarle sia stata raggiunta, il processo è protratto a lungo nel tempo dal momento che il calore raggiunge la superficie durante tutto il tempo per cui gli eventi possono essere osservati. Ciò è dovuto all’aumento di entropia associato al mescolamento e randomizzazione dei materiali delle placche tettoniche in movimento e/o in collisione fra loro.

Passando all’ambiente l’attività umana genera elevati livelli di anidride carbonica in molte località con conseguenti danni ambientali e di salute. Sebbene questi siano considerati come capaci di aumentare significativamente la capacità termica dell’atmosfera, tuttavia il contenuto di entropia standard dell’ossigeno è solo di poco inferiore a quello dell’anidride carbonica (205 rispetto a 214 J/K) che lo sostituisce e non è questa differenza che può giustificare il riscaldamento globale (che dipende invece dall’incremento di effetto serra). In effetti le differenze di temperatura fra oceano ed atmosfera comportano scambi di calore: quando questi scambi sono sbilanciati si produce un eccesso di calore ceduto alla Terra dall’oceano e si creano le condizioni per danni sulla terra con enormi quantità di lavoro da smaltire in situazioni anche catastrofiche.

Ho deciso di scrivere queste mie riflessioni sulla termodinamica stimolate da quanto ci disse a suo tempo il nostro prof di Fisica.Oggi con una lunga esperienza di Chimica sulle spalle voglio trasmetterle per suscitare, spero, altre riflessioni la cui elaborazione contribuisca non forse alla conoscenza ma all’esercizio della creatività della chimica.

Scienziate che avrebbero dovuto vincere il Premio Nobel: Marjory Stephenson (1885-1948)

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Rinaldo Cervellati

Marjory Stephenson, biochimico inglese e Kathleen Lonsdale (di cui abbiamo parlato nel precedente post), sono state le prime due donne a essere nominate membri della Royal Society.

Marjory Stephenson nasce il 24 gennaio 1885 a Burnwell, un villaggio vicino a Cambridge. Il padre, Robert Stevenson, figura di spicco nella comunità locale, giudice di pace, deputato e poi presidente del Consiglio della Contea di Cambridge, assertore della teoria evoluzionista di Darwin e dell’ereditarietà di Mendel, ottenne il diploma ad honorem di Master of Arts dall’Università di Cambridge per i suoi interventi sullo sviluppo dell’agricoltura scientifica e nel rinnovo del sistema scolastico. Ebbe quindi una grande influenza sulla figlia Marjory, cresciuta quasi come figlia unica visto che la separavano quasi nove anni dall’ultimo fratello e quindici dalla sorella maggiore. Marjory leggeva i libri che il padre poteva prendere dalla biblioteca universitaria dopo aver ricevuto il M.A.

La madre, severa per quanto riguardava la disciplina in famiglia, considerava che la casa fosse il posto in cui ci si aspettava che le figlie prendessero confidenza con le faccende domestiche. Questo addestramento la fece diventare una cuoca esperta e una padrona di casa competente. La madre era però anche un’esperta conoscitrice di letteratura e arte, ciò ebbe pure una certa influenza sulle inclinazioni della figlia minore. Tuttavia, l’attrazione verso le scienze provenne dalla sua governante, Anna Jane Botwright, donna di gran carattere e notevole intelligenza. Su suggerimento di quest’ultima, Marjory fu mandata all’età di 12 anni, alla Berkhampsted High School for Girls, nella contea di Herford. Sebbene accettasse tutto quello che la scuola offriva, a suo parere l’educazione scientifica era molto scarsa, considerò tuttavia l’insegnamento di fisiologia adeguato come buona introduzione a successivi studi biologici. Dopo sei anni, superati gli esami finali, nel 1903 si iscrisse al Newnham College a Cambridge dove la madre aveva mandato in precedenza una delle sorelle, Alice, diplomatasi in storia, e un fratello.

Al Newnham, Marjory scelse il Progetto Tripos, studiando chimica, fisiologia e zoologia, la Parte I del progetto. A quei tempi alle donne era ancora vietato l’accesso ai laboratori universitari di Cambridge, ma il Newnham College ne aveva uno proprio dove le donne potevano effettuare esperimenti pratici.

Dopo aver lasciato il Newnham College, Stephenson avrebbe voluto studiare medicina, ma i costi elevati la indussero a frequentare il Gloucester County Training College in Domestic Science[1], prima come studente poi da insegnante. Passò quindi a insegnare al King’s College for Household Science di Londra.

Ma a Marjory le scienze domestiche non interessavano molto, quindi accettò con gratitudine l’invito che le fece nel 1911 Robert Plimmer[2], co-fondatore del Biochemical Club (in seguito Biochemical Society) a diventare assistente ricercatrice nel suo laboratorio all’University College di Londra, dove avrebbe anche insegnato scienza della nutrizione. Le sue prime ricerche riguardarono la lattasi animale, gli esteri dell’acido palmitico e il metabolismo del diabete indotto in modelli animali [1,3].

Nel 1913 ottenne la prestigiosa borsa Beit per ricerche mediche, ma dovette interromperla a causa dello scoppio della Grande Guerra. Fece inizialmente parte della Croce Rossa, gestendo le cucine degli ospedali da campo in Francia a ridosso del fronte; in seguito divenne comandante del Distaccamento Volontari non combattenti (VAD, Voluntary Aid Detachment) che operavano a Salonicco.

Marjory Stephenson in servizio a Salonicco

Ebbe diverse menzioni di merito che le valsero il titolo di MBE (Member of the British Empire) e la Royal Red Cross nel 1918. Tuttavia la sua esperienza di guerra la fece convinta pacifista, diventò infatti membro attivo del Gruppo scienziati di Cambridge contro la guerra.

All’inizio del 1919 riprese la Borsa Beit e si unì al gruppo del professor Hopkins (che conosceva e apprezzava il suo lavoro sul diabete) nel laboratorio biochimico di Cambridge. Qui trascorse i successivi trent’anni, fino alla sua morte, nel dicembre del 1948. Il Dipartimento di Biochimica dell’Università di Cambridge, sotto la guida di Sir Frederick Gowland Hopkins[3] è stato il luogo in cui trovò l’ambiente favorevole alla sua successiva straordinaria carriera scientifica. La sua stima per il valore dell’ispirazione e degli stimoli ricevuti da Sir Frederick Hopkins emergono chiaramente nella prefazione del suo libro Bacterial Metabolism. In questa prefazione dice infatti che il libro era stato scritto su suggerimento di Hopkins e che era solo a quest’ultimo cui doveva l’incentivo a intraprendere ricerche in biochimica.

Fra il 1920 e il 1930 intraprese intense ricerche sui batteri e il loro metabolismo che si concretizzarono in numerosi articoli scritti in collaborazione. Particolarmente interessante un lavoro del 1926 (insieme a Juda Quastel) sul comportamento del B. sporogens in presenza di ossigeno [4] e quello del 1928 dove isolò per la prima volta un enzima, deidrogenasi lattica, dalle cellule batteriche di Escherichia coli [5].

Negli ultimi anni ’20 Stephenson fu impegnata anche nella stesura del libro fondamentale Bacteria metabolism, che vide tre edizioni fra il 1930 e il 1949 [6]. Ripubblicato nel 1966, è stato il testo base sull’argomento per generazioni di microbiologi e biochimici.

Nel 1929 ottenne infine la nomina a ricercatore permanente dal Medical Research Council.

Marjory Stephenson nel 1930

Uno degli importanti contributi che Marjory Stephenson ha apportato alla microbiologia in questo periodo è stato l’uso e l’ulteriore sviluppo della tecnica del lavaggio delle cellule batteriche che consiste nel toglierle dal mezzo nutriente di coltura, lavarle e sospenderle in un liquido non nutriente prima di effettuare gli esperimenti. La tecnica della sospensione lavata presenta una serie di vantaggi: (a) limitazione delle reazioni anaboliche, inevitabili in mezzo misto; (b) presenza dei soli substrati oggetto di studio; (c) controllo rigoroso del pH e del contenuto salino dell’ambiente esterno. L’enzima deidrogenasi fu isolata proprio usando questa tecnica [5].

Successivi studi con sospensioni lavate di organismi indicarono che la cellula batterica possiede sistemi enzimatici simili a quelli che venivano poi incontrati in altri tessuti.

Nel 1930 iniziò, con L. H. Stickland , una serie di indagini sul trasferimento dell’idrogeno. Questo studio era lo sviluppo logico del suo precedente interesse per il metabolismo batterico di aerobi e anaerobi facoltativi[4] donatori di idrogeno. L’enzima che attiva l’idrogeno molecolare in una coltura batterica mista fu identificato da Stephenson e Stickland, che lo chiamarono idrogenasi. Mostrarono che esso era ampiamente distribuito nei coliformi e in altri organismi. In presenza di questo enzima, il formiato viene ridotto a metano e il solfato a solfuro per via batterica [7,9].

Negli anni successivi approfondirono lo studio sulle idrogenasi, in particolare sulle condizioni di crescita dei batteri che danno luogo alla formazione di idrogenasi formica all’interno delle loro cellule. Trovarono che l’enzima si formava solo quando la crescita cellulare avveniva su un terreno contenente il substrato ma che questa formazione poteva anche verificarsi senza una significativa crescita cellulare. L’enzima quindi si “adattava”all’ambiente (enzima “adattivo” o “inducibile”) [10,11].

Marjory con la cagnetta Judith

Stephenson si interessò quindi sempre più ai fattori che controllano la formazione di enzimi nei batteri. Nel 1936, Marjory Stephenson e J. Yudkin pubblicarono un lavoro sulla galattozimasi, enzima prodotto dal lievito S. cerevisiae, sostenendo che anche questo enzima è adattivo, e che l’adattamento poteva avvenire come risposta diretta all’ambiente senza moltiplicazione cellulare [12]. Questo risultato venne accettato solo anni più tardi in seguito al lavoro di Sol Spigelmann[5].

Per i successivi tre anni, dal 1936 al 1939, Stephenson lavorò in collaborazione con Ernest. F. Gale sui fattori che controllano la formazione di enzimi coinvolti nella deamminazione degli amminoacidi. L’ultimo lavoro pubblicato prima dello scoppio della II Guerra mondiale riguardò la deidrogenasi malica e la codeidrogenasi di B. coli. Le cellule lavate mostrarono una notevole capacità di deidrogenare l’acido malico; Stephenson e Gale furono anche in grado di isolare l’enzima deidrogenasi da cellule frantumate del batterio [13-15].

Durante la guerra, in collaborazione con R. Davies, Marjory Stephenson effettuò uno studio sulla fermentazione dell’acetone-butil alcol, in presenza di Cl. acetobutylicum, Il lavoro sulla fermentazione dell’acetone-butanolo è stata una ricerca importante. Cl. acetobutylicum è infatti un organismo estremamente difficile con cui lavorare e la sua fermentazione non era mai stata studiata se non nei liquidi in fermentazione fino a quando Davies e Stephenson elaborarono, con grande perseveranza, un metodo per attivare le sospensioni cellulari. Fu quindi possibile semplificare il problema e ottenere risultati altamente significativi per la chimica degli intermedi della fermentazione [16].

Ma le attività scientifiche di Marjory Stephenson durante la seconda guerra superarono di gran lunga questo risultato. Per esempio, nel 1941 convocò un certo numero di ricercatori con esperienza nei molteplici aspetti delle spore di patogeni anaerobi (in particolare il Cl. welchii) a una conferenza informale. A questo incontro M. Macfarlane e BCJG Knight[6] presentarono il loro lavoro sulla tossina alfa di Cl. welchii, identificata come una lecitinasi, il che segnò un progresso fondamentale nella comprensione dell’azione tossica di alcuni dei prodotti di questo pericoloso organismo anaerobio. Il risultato finale della conferenza informale fu quello di formare un gruppo di persone che collaborarono alla risoluzione del difficile problema dei patogeni anaerobi.

Dopo la guerra, Marjory Stephenson si interessò alla presenza di acetilcolina nei crauti fermentati. Nella ricerca degli enzimi coinvolti nella produzione di questa sostanza, riuscì a isolare e identificare i ceppi di organismi responsabili su preparazioni da lei personalmente eseguite. procedette a studiare il substrato da cui veniva prodotta l’acetilcolina. Allo scopo effettuò un’acetilazione della colina presente nei succhi vegetali riuscendo a dimostrare che la presenza di acido pantotenico nel mezzo di coltura è necessaria per la formazione dell’enzima colina acetilasi negli organismi responsabili della fermentazione.

Nonostante il Sex Disqualification Act del 1919 e le successive norme del 1929 che stabilirono formalmente la parità fra i generi, fu solo nel 1943 che la Royal Society decise di ammettere donne, nel 1945 Marjory Sthephenson, insieme a Kathleen Lonsdale, fu eletta membro della Royal Society.

Gli ultimi suoi due anni di vita furono spesi in un’indagine sugli acidi nucleici dei batteri e sulla loro rottura causata da enzimi intracellulari. Gli studi progredirono fino alla preparazione di questi enzimi in assenza di cellule e all’effettuazione di indagini preliminari sulla loro cinetica. Fu infatti costretta a rinunciare al lavoro di laboratorio causa il cancro da cui era affetta.

Marjory Stephenson muore il 12 dicembre 1948.

Un anno prima i suoi meriti erano stati finalmente riconosciuti dall’Università di Cambridge che l’aveva nominata Primo Lettore di Microbiologia Chimica[7].

La sua eredità scientifica sta nel riconoscimento che le cellule batteriche sono sedi di una grande attività chimica, e poiché sono libere dalla complicazione della differenziazione morfologica degli organismi più complessi, tale attività è in relazione stretta e diretta relazione con un ambiente che può essere controllato dallo sperimentatore “. (dalla biografia di M. Robertson)

Fonti biografiche

Una dettagliata biografia con bibliografia completa si trova in:

  1. Robertson, Marjory Stephenson 1885-1948, Obituary Notices of Fellows of the Royal Society, 1949, 6(18), 562-577; pdf scaricabile al:

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/content/royobits/6/18/562

Ottima anche la biografia di J. Cope:

https://www.bioc.cam.ac.uk/about/history/members-of-the-department/marjory-stephenson-scd-frs-1885-1948

Molto istruttivo l’articolo di M. Creese: British women of the nineteenth and early twentieth centuries who contributed to research in the chemical sciences, British Journal for the History of Science, 1991, 24, 275-305.

Bibliografia

[1] M. Stephenson, On the Nature of Animal Lactase, Biochemical J., 19126, 250-254.

[2] M. Stephenson, Some Esters of Palmitic Acid, Biochemical J., 19137, 429-435.

[3] V. H. K. Moorhouse, S. W. Patterson, M. Stephenson, A Study of Metabolism in Experimental Diabetes., Biochemical J., 19159, 171-214.

[4] J. H. Quastel, M. Stephenson, Experiments on “Strick” Anaerobes., Biochemical J., 192620, 1125-1137.

[5] M. Stephenson, On lactic dehydrogenase. A cell-free enzyme preparation obtained from bacteria., Biochemical J., 1928, 22, 605-614.

[6] M. Stephenson, Bacterial Metabolism. Monographs on biochemistry. London: Longmans, Green & Co., 1930, 2nd edition 1938 ; 3rd edition 1949.

[7] M. Stephenson, L. H. Stickland, Hydrogenase. A Bacterial Enzyme Activted Molecular Hydrogen., Biochemical J., 1931, 25, 205-214.

[8] M. Stephenson, L. H. Stickland, Hydrogenase. II. The reduction of sulphate to sulphide by molecular hydrogen., Biochemical J., 1931, 25, 215-220.

[9] M. Stephenson, L. H. Stickland, Hydrogenylase. Bacterial enzymes liberating molecular hydrogen. Biochem. J. 26, 712., Biochemical J., 1932, 27, 712-724.

[10] M. Stephenson, L. H. Stickland, Hydrogenase. III. The bacterial formation of methane by the reduction of one-carbon compounds by molecular hydrogen. Biochemical J., 1933, 27, 1517-1527.

[11] M. Stephenson, L. H. Stickland, Hydrogenlyases. II. Further experiments on the formation of formic hydrogenlyase by B. coli., Biochemical. J., 1933, 27, 1528-1532.

[12] M. Stephenson, J. Yudkin, Galactozymase considered a san adaptive enzyme., Biochemical. J., 1936, 30, 506-514.

[13] M. Stephenson, E. F. Gale, Factors influencing bacterial deamination. I. The deamination of glycine, d-alanine and Z-glutamic acid by B. coli., Biochemical. J., 1937, 31, 1316-1322.

[14] E. F. Gale, M. Stephenson, Factors influencing bacterial deamination. II. Factors influencing the activity of d-serine deaminase in B. coli., Biochemical. J., 1938, 32, 392-404.

[15] E. F. Gale, M. Stephenson, l-malic dehydrogenase and codehydrogenase of B. coli. Biochemical. J., 1939, 33, 1245-1256

[16] R. Davies, M. Stephenson, Studies on the acetone-butyl alcohol fermentation. I. Nutritional and other factors., Biochemical. J., 1942, 33, 1320-12.                                                                        .

[1] In precedenza Gloucestershire School of Cookery and Domestic Economy, Scuola di formazione per insegnanti di Cucina e Economia domestica destinata anche alla professione di governante per famiglie facoltose. http://www.british-history.ac.uk/vch/glos/vol4/pp335-350

[2] Robert Henry Aders Plimmer (1877-1955) chimico e biochimico britannico co-fondatore della Biochemical Society fu un’indiscussa autorità sulla chimica delle proteine e della nutrizione.

[3] Sir Frederick Gowland Hopkins (1861-1947) biochimico britannico, scopritore dell’amminoacido triptofano, Premio Nobel per la Medicina (insieme a C. Eijkman) 1929 per la scoperta delle vitamine.

[4] I batteri anaerobi facoltativi sono in grado di moltiplicarsi sia in presenza di O2 utilizzando la respirazione aerobica, sia in assenza di ossigeno attraverso la fermentazione.

[5] Sol Spigelmann (1914-1983), biologo molecolare statunitense, noto sopratutto per le sue ricerche sugli acidi nucleici e lo sviluppo della tecnica del DNA ricombinante.

[6] Marjorie Giffen Macfarlane e Bert Cyril J.G. Knight (1904-1981) biologi e chimici della nutrizione britannici, autori di: The biochemistry of bacterial toxins. I. Lecithinase activity of Cl. welchii toxins., Biochem. J., 1941, 35, 884–902. M. Macfarlane è stata anche co-autrice del libro War on Disease, Andre Deutsch Ltd, London, 1971, storia del Lister Institute of Preventive Medicine, dove aveva lavorato dal 1927 al 1964.

[7] Solo nel 1947 fu concesso alle donne di poter diventare membri a pieno titolo dell’Università di Cambridge.

Lo spirito di osservazione.

In evidenza

Mauro Icardi

“…bel mestiere, anche il vostro: ci va occhio e pazienza.

Chi non ne ha, meglio che se ne cerchi un altro

Il brano, tratto da “Arsenico” de “Il sistema periodico”, mi si è riaffacciato alla mente negli ultimi tempi.

Perché ne ho avuto ancora conferma. La chimica, aiuta in primo luogo a separare, pesare e discriminare.

Ma non solo nell’ambito del laboratorio, del reparto di produzione, dell’insegnamento.

Riflettevo in questi giorni, ascoltando pur senza volerlo alcune conversazioni durante un viaggio in treno, o parlando con i colleghi durante le soste in pausa caffè. In tutte queste conversazioni e soprattutto se si parla di temi importanti quali il cambiamento climatico, la politica o il lavoro, colgo delle superficialità a volte disarmanti. Argomentazioni che sempre hanno la capacità di lasciarmi sbalordito.

Una riflessione su come alcuni elementari concetti di base si stiano perdendo in un mare di stupidità e di gossip. E su come sia necessario anzi indispensabile porvi rimedio. Tornando allo spirito di osservazione, dote che un chimico a mio modo di vedere sviluppa toccando le cose con mano, e quindi anche praticando la chimica di un tempo altri due episodi me ne hanno dato conferma.

Episodi che sono successi nell’ambito del lavoro di laboratorio, ma anche in quello di gestione dell’impianto.

Il primo è abbastanza banale ed ordinario. Non accorgersi del non corretto allineamento di un autocampionatore di un gascromatografo significa avere perso la dote di osservare. L’occhio del chimico si allenava un tempo a seguire diverse operazioni distillare, purificare. Nelle sintesi si dovevano misurare parametri, ma anche osservare la massa in reazione, la sua viscosità apparente. E l’occhio si allenava.

Se si utilizzano i moderni strumenti senza utilizzare questa dote, si finisce irrimediabilmente per atrofizzarla. Le macchine moderne di laboratorio pur essendo ormai totalmente automatizzate non vanno perse di vista.

Il problema è poi stato risolto da me e mi ha lasciato in dote la nomea di pignolo. E non è nemmeno la prima volta, visto che mi ero accorto anche di un’altra anomalia su uno strumento diverso. Anomalia non chimica, ma squisitamente elettronica. Durante l’esecuzione di analisi del cromo, sembrava che l’assorbimento atomico fosse dotato di volontà propria. Perché il settaggio della lampada del cromo (monoelemento) slittava come per magia sulla lampada multielemento. Problema poi identificato, ma risolto dal tecnico esterno. Una dimostrazione di cosa sia l’obsolescenza programmata. Le nuove lampade non sono compatibili con i vecchi cavi di alimentazione nel pannello portalampade. Lo strumento non è nuovissimo, ma nemmeno arcaico. Volendo lavorare con una lampada dedicata al solo cromo ci siamo trovati alle prese con questo episodio. In questo caso sono passato quasi da folle…

Il secondo episodio invece mi ha messo a confronto con gli addetti alla manutenzione. Anche in questo caso un malfunzionamento di un cavo che alimentava il relè del quadro di controllo di una serie di pompe che vengono gestite tramite impostazione a computer. Dopo molte discussioni, visto che si trattava di regolare la pompa di spurgo del fango di supero, dopo osservazioni, misurazioni e pesate del fango, controllo di un vecchio conta ore meccanico il problema è stato identificato, ed è in attesa di risoluzione.

Piccola nota per chi leggerà. Non sto scrivendo queste cose per lodarmi da solo. Ma rifletto semplicemente su alcune cose: moltissime persone, anche valide, si affidano alla tecnologia in maniera acritica. E questo non è un bene. La marcata diminuzione della concentrazione di fango in vasca di ossidazione era un segnale di disfunzione che avveniva perché la pompa funzionava più ore del previsto, non intervenendo il relè di blocco. Qui però mi prendo la mia rivincita. Il problema è stato risolto dallo spirito di osservazione di un chimico. Un po’ pignolo e rompiscatole. Ma con ancora spirito di osservazione (a parte la classica presbiopia da età che avanza).

La tecnologia usata senza spirito di osservazione può farci perdere il contatto con quanto una volta potevamo effettivamente vedere e toccare. I mattoncini per costruire, il meccano e la buona vecchia analisi semimicroqualitativa, le titolazioni e la gravimetria in questo sono state a mio parere formative. Mi chiedo se i bambini e ragazzi di oggi potranno sviluppare questa qualità.

E il resto è chimica. Che si sa è un mestiere in cui ci vuole “occhio e pazienza…” Ma lo spirito di osservazione è una dote che serve ad ogni persona che si occupi di scienza e ricerca, e una dote che, insieme allo spirito critico andrebbe coltivata e riscoperta da molte più persone.

Carta riscrivibile in technicolor

In evidenza

Rinaldo Cervellati.

Nella Chemistry & Engineering Newsletter on line del 9 gennaio scorso Mark Peplow ha riportato, sotto il titolo Rewritable paper goes technicolor, i risultati di una ricerca effettuata da un gruppo di ricercatori cinesi su particolari complessi metallici che possono essere utilizzati per disegnare a colori che poi si possono cancellare consentendo il riutilizzo della carta.

L’industria della carta ha un impatto ambientale significativo, dall’abbattimento degli alberi alla materia prima al consumo di grandi quantità di energia e acqua per ottenere il prodotto finito. Per ridurre tale impatto, i chimici hanno sviluppato tecnologie che consentono la stampa a colori su un foglio di carta con inchiostri speciali cancellabili per poter poi riutilizzare la carta.

Queste tecnologie comportano l’impiego di sostanze il cui colore viene attivato dall’acqua proveniente da una stampante a getto di inchiostro, oppure usano coloranti che si evidenziano solo se esposti a luce ultravioletta. Tuttavia questi sistemi non riescono a creare immagini multicolori di qualità e il testo stampato raramente dura più di qualche giorno.

Il gruppo di ricerca della Nanjing University of Posts & Telecommunications coordinato da Qiang Zhao e Wei Huang, ha utilizzato inchiostri a base di complessi metallici in grado di formare immagini e testo multicolori stabili per almeno 6 mesi, prima di essere cancellati e la carta riutilizzata (Yun Ma et al., Dynamic metal-ligand coordination for multicolour and water-jet rewritable paper, Nature Communications, 2018, DOI: 201.1038 / s41467-017-02452-w). I legandi sono molecole di terpiridina, contenenti tre atomi di azoto che si coordinano con ioni metallici come ferro, zinco e cobalto e altri.

In una dimostrazione, i ricercatori hanno ricoperto la carta con un film sottile del copolimero poli etilen glicole miscelato con terpiridina. Aggiungendo alla carta soluzioni acquose di ioni metallici diversi, sia con un disegno a mano libera che con quello proveniente da una stampa a getto d’inchiostro, si sono formati complessi colorati di lunga durata con tonalità di marrone, blu, giallo e verde.

Disegno di fiore in vaso colorato come descritto da Yun Ma et al., Nat. Commun, 2018

È emozionante vedere che semplicemente variando gli ioni metallici, è possibile ottenere una serie di colori distinti e l’intensità del colore rimane stabile per mesi“, dice Yadong Yin dell’Università della California a Riverside, che lavora anch’egli su carta riscrivibile, ma non è coinvolto in questa ricerca.

Usando inchiostri a base di zinco e una terpiridina diversa, il gruppo di ricerca ha ottenuto un modello di codice a barre visibile solo ai raggi UV e che è durato per più di un anno. La risoluzione di questi modelli è paragonabile a quella della stampa a getto d’inchiostro convenzionale, i ricercatori cinesi suggeriscono quindi che il metodo potrebbe essere utilizzato per i cartellini di sicurezza.

La carta riscrivibile può essere cancellata e riutilizzata cinque volte senza alcuna significativa perdita di intensità del colore. Tuttavia, il processo di cancellazione comporta il lavaggio con una soluzione di ioni fluoruro per distruggere i complessi metallo-ligando, uno svantaggio significativo per le applicazioni commerciali. Qiang Zhao, afferma tuttavia che il gruppo sta già lavorando su metodi meno invasivi per cancellare gli inchiostri.

In un approccio alternativo al lavaggio con la soluzione fluoridrica, il gruppo ha ricoperto la carta con un complesso incolore di zinco-legando che diventa arancione quando esposto a luce UV. Poi ha stampato dei disegni con un inchiostro acquoso che ha interrotto i legami di coordinazione zinco-legando e la luminescenza da arancione è cambiata in verdastro (ciano). Anche dopo che la carta si è asciugata, questa immagine UV-visibile è durata per più di 6 mesi ma potrebbe essere cancellata semplicemente riscaldandola a 65 ° C per 30 minuti.

I caratteri cinesi della Nanjing University si illuminano di ciano su uno sfondo arancione se sottoposti a luce UV (da Yun Ma et al, Nat. Commun., 2018)

Zhao aggiunge che i materiali utilizzati non impediscono che la carta venga riciclata una volta completati i cicli di cancellazione della scrittura e che gli esperimenti con colture cellulari hanno dimostrato che tutti i materiali usati presentano una bassa tossicità.

Infine, i ricercatori stimano che la stampa di una pagina di testo sulla loro carta riscrivibile potrebbe costare meno di un quinto di una stampa a getto d’inchiostro convenzionale su carta vergine. “Siamo ottimisti riguardo alla commercializzazione della nostra carta riscrivibile“, afferma Zhao.

La notizia riportata da Peplow ha suscitato una serie di commenti, in generale negativi che è doveroso riportare:

Warwick Raverty: Non si fa menzione dei prodotti chimici di scarto (inclusi i solventi) nella sintesi di questi ligandi. La produzione di molecole altrettanto complesse che migliorano e salvano vite dall’industria farmaceutica, comportano in genere 200 grammi di rifiuti per ogni grammo di prodotto (Clark, J. H. et al., 2017). La LCA di questi ligandi dovrebbe essere confrontata con la LCA di un tipico foglio di carta da stampa prima di essere troppo entusiasti sui benefici ambientali di questa “svolta”. Sembra a questo commentatore (che ha lavorato nell’industria della cellulosa e della carta come chimico organico per 30 anni) che lo sviluppo descritto sia un po’ come l’equivalente chimico di scalare l’Everest semplicemente “perché è lì”. Senza dubbio un risultato per gli scalatori e gli sherpa di supporto, ma di beneficio ambientale negativo.

Stan J: Un grande commento (riferito a quello sopra). Un altro aspetto è che le persone vogliono usare sempre un foglio di carta pulito. Quindi, l’inchiostro cancellabile è irrilevante. Una volta che scrivi qualcosa, la carta non sarà attraente e finirà nella spazzatura proprio come la carta normale, aumentando di fatto l’impatto ambientale.

Gil Garnier: Interessante, ma qual è il punto? 1) Oltre il 95% degli inchiostri per carta da lettere e disegno è a base di acqua o di olio; pochissimi sono inchiostri UV rivelabili. 2) Gli attuali processi di riciclaggio della carta sono molto efficienti nella rimozione dell’inchiostro. La carta da giornale e la carta da lettere sono già realizzate con carta riciclata al 100%, con un’ottima qualità. 3) In molti paesi, come l’Australia e il Brasile, gli alberi provengono da piantagioni ad hoc, contribuendo alla conservazione del carbonio senza intaccare le foreste native. 4) Le bioraffinerie trasformano sostanzialmente la CO2 dall’atmosfera in sostanze chimiche verdi, materiali avanzati e carta attraverso la fotosintesi, usando gli alberi come fonte di stoccaggio del carbonio. Questa sembra essere una soluzione scientifica a un problema scientifico.

Sara: Ok, può essere cancellata e riutilizzata. Ma quante volte la carta che hai conservato per un paio di settimane ha finito per diventare così malconcia e accartocciata che non c’è modo che una stampante laser possa usarla senza incepparsi? Ho provato a riutilizzare la carta stampata e la mia stampante si è inceppata molte volte. Meglio cercare di stampare solo ciò di cui si ha bisogno e riciclare il resto. Vedo molte persone troppo pigre per portare un oggetto di carta / cartone in un posto dove possono riciclarlo. Sono d’accordo con i commenti sulle piantagioni di alberi (foreste gestite) che sono riserve di carbonio favorendo il controllo dei combustibili fossili.

Justin S: Non riesco davvero a vederne un uso pratico. Voglio dire, la carta è ancora carta, dopo tutto. Dubito che ti porterai dietro lo stesso pezzo di carta per molto tempo senza che accada qualcosa. Credo che sarà più facile per le persone utilizzare e riciclare carta nel modo usuale.

Voi cosa ne pensate?

*Tradotto e adattato da C&EN on line, 9 gennaio 2018

I chimici non si tirano indietro. Ricordo di Gianfranco Mattei.

In evidenza

Claudio Della Volpe

Lo so che domani 27 gennaio non è il 25 aprile, ma d’altronde la persona di cui parliamo oggi morì a febbraio; 19 febbraio per la precisione: morì impiccandosi. Ma non fu un suicidio inteso come fuga, al contrario un sucidio del fare, qualcosa di simile alla scelta di altri chimici di cui abbiamo parlato in queste pagine. Un suicidio che aiutava altri a fare.

A non essere catturati. A continuare una lotta molto dura.

Stiamo parlando di Gianfranco Mattei.

Nella soffitta in via Giulia c’e’ un viavai:
strane visite notturne a Gianfranco Mattei…
“…metti nella sporta il barattolo, è libero, vai!”
ed un ponte salterà al chilometro sei.
Gianfranco Mattei,
la tua scienza è andata troppo in là:
Gianfranco Mattei,
sulla cattedra non tornerai.
Anche se inganni i tedeschi e la polizia,
per finire in via Tasso ti basta una spia,
e se per di più sei un comunista ed un ebreo,
dalle mani dei nazisti ti salvi il tuo Dio!
Gianfranco Mattei,
la tua scienza è andata troppo in là:
Gianfranco Mattei,
sulla cattedra non tornerai.
Toglie il respiro il nitrile nei corridoi,
mentre marciano in divisa baroni plebei:
vanno in processione col camice, il regolo, i quiz
la superbia, l’ignoranza e la routine.
Gianfranco Mattei,
la tua cattedra è rimasta là:
Gianfranco Mattei,
la lezione non si perderà.

 Gianfranco Mattei, Stormy Six, (1975)

Nato l’11 dicembre 1916 a Firenze da una famiglia di cultura mista ebraico cristiana (il padre si era convertito per sposare la madre di Gianfranco) si laureò con lode in Chimica nel 1938 con una tesi dal titolo “Preparazione di acetato di acile da aldeide acetica e alcolati di alluminio secondo la reazione di Tischenko”, sotto la guida di Adolfo Quilico; fu professore incaricato di Chimica Analitica presso UniMi, collaborò con il gruppo di Natta fino al 1943.

Respirò l’antifascismo da piccolo, dato che il padre era dichiaratamente tale e incontrò vari problemi per questo.

I suoi principali temi di ricerca sui quali pubblicò 17 lavori e un paio di brevetti nei pochissimi anni di attività furono le ammine alifatiche e le reazioni in film monomolecolari.

Persona attiva in vari campi, aveva amici che saranno tutti antifascisti o comunisti; sua sorella fu espulsa dalla scuola per aver dichiarato la propria avversione alle leggi razziali (Teresita Mattei, diverrà deputata costituente dopo la guerra).

Appena dopo il 25 luglio 1943 insieme a pochi altri docenti del Politecnico fu tra i firmatari di un documento nel quale si chiedeva l’abrogazione di “ogni discriminazione religiosa, politica e razziale” e si auspicava la riammissione delle università italiane nel novero delle università dei Paesi civili in quel momento di “alba di libertà e dignità risorgenti

Le speranze del 25 luglio furono bruciate in pochi mesi dalla incapacità della classe dirigente italiana e dalla pochezza della casa regnante.

Dopo l’8 settembre Gianfranco abbandonò la carriera universitaria e partì col padre e Teresa in ottobre alla volta di Roma, dove fece una scelta estrema. Pur essendo un giovane intellettuale, non si accontentò di contribuire alla stampa clandestina ma preferì dedicarsi ad un’attività più pericolosa, entrando come artificiere nei GAP centrali, collegati a Giorgio Amendola, rappresentante del Partito comunista nella giunta militare del CLN. Con Giorgio Labò, studente di architettura del Politecnico di Milano, giunto a Roma per il servizio militare come geniere dell’esercito, si dedicò alla preparazione di esplosivi e micce

Fino ai mesi di dicembre e di gennaio lo sbarco di Anzio suscitò speranze destinate ad essere deluse; l’attività dei GAP romani si intensificò con vari attacchi tutti riusciti contro i tedeschi; ma a febbraio Mattei e Labò furono denunciati da una spia ed arrestati.

Entrambi morirono; il primo fu ucciso, Gianfranco fu torturato e temendo di non riuscire a resistere (gli strapparono le unghie) pur di non rivelare i nomi dei compagni si impiccò.

Lasciò un biglietto scritto sul retro di un assegno.

Per più di un anno i Mattei cercarono di avere notizie della salma che, come ulteriore crudele atto, era risultata con gran cura nascosta, finché nell’agosto del 1945 si rintracciò all’obitorio di Prima Porta la seguente indicazione “sconosciuto, età apparente di anni 32, provenienza via Tasso. Entrato il 4.2.1944, uscito per essere inumato il 19.2.1944. Causa della morte: asfissia da impiccagione” … Per non rischiare di parlare e mettere in difficoltà l’organizzazione e gli stessi compagni Gianfranco si era tolto la vita. Era sepolto nel cimitero dei poveri, quello dalle piccole croci di legno ma la salma venne riconosciuta dal fratello Camillo, da Lucio Lombardo Radice e dalla padrona di casa che ospitava Gianfranco in clandestinità. Venne riconosciuta dai capelli, dai denti e da un piccolo lembo di vestito. Aveva le unghie strappate …..

Il ricordo di Gianfranco è tangibile in molte università, ci sono lapidi che forse non avete guardato finora e articoli elencati qui sotto che non avete letto; fatelo adesso (le citazioni in corsivo sono tratte dall’articolo del 2009 uscito su C&I).

E beato il popolo che non ha bisogno di eroi.

Riferimenti

https://www.antiwarsongs.org/canzone.php?id=751&lang=it

https://it.wikipedia.org/wiki/Gianfranco_Mattei

http://www.scienze-ricerche.it/?p=3288

https://ilblogdellasci.wordpress.com/2016/05/01/il-25-aprile-e-la-chimica-2a-parte/

http://www.anpi.it/donne-e-uomini/236/gianfranco-mattei

https://www.google.it/search?q=55-59_Isernia&ie=utf-8&oe=utf-8&gws_rd=cr&dcr=0&ei=VEBmWp7rIc-RkwXRg5WwBQ

https://www.soc.chim.it/sites/default/files/chimind/pdf/2009_2_110_ca.pdf

Scienziate che avrebbero dovuto vincere il Premio Nobel: Kathleen Londsdale (1903-1971)

In evidenza

Rinaldo Cervellati

Nella sessione “Ladies in Waiting for Nobel Prizes” tenutasi al già citato meeting nazionale dell’American Chemical Society in agosto dell’anno scorso, Magdolna Hargittai[1] e altre scienziate hanno steso un elenco ragionato delle donne che a loro avviso avrebbero dovuto ricevere il Premio Nobel per la chimica. Di alcune di esse abbiamo già parlato in precedenza, in questo post ci soffermeremo su una scienziata delle cui fondamentali scoperte si ricordano forse solo i cristallografi: (Dame) Kathleen Londsdale.

Lonsdale (nata Yardley) nacque a Newbridge (Irlanda), il 28 gennaio 1903, la minore dei dieci figli di Harry Frederick Yardley, direttore del locale ufficio postale, e da Jessie Cameron. Nel 1908 la madre di Kathleen, cresciuta a nord di Londra, decise di lasciare l’Irlanda con la famiglia a causa della crescente incertezza politica e della separazione dal marito, uomo intelligente ma forte bevitore. Si trasferirono in Inghilterra, a Seven Kings nell’Essex. Kathleen frequentò la scuola elementare Downshall dal 1908 al 1914, e poi vinse una borsa di studio all’Ilford County High School for Girls che frequentò dal 1914 al 1919 (però negli ultimi due anni seguì corsi di fisica, chimica e matematica superiore alla County High School for Boys, unica ragazza a farlo a quei tempi). All’età di sedici anni vinse un posto al Redford College FOR Women a Londra. Al College cambiò argomento, dalla matematica alla fisica, perché gli aspetti sperimentali della fisica la interessavano di più e intendeva dedicarsi al lavoro sperimentale piuttosto che all’insegnamento. Ottenne il B.Sc. nel 1922 risultando al primo posto in graduatoria. Pertanto le fu offerta una borsa di ricerca all’University College di Londra, da W. H. Bragg[2] che era stato uno degli esaminatori per il suo diploma.

Nel 1923, insieme a W.T. Astbury, e altri, seguì Bragg e il suo gruppo di ricerca cristallografica quando si trasferì alla Royal Institution di Londra.

La sua prima pubblicazione, sulla struttura cristallina dell’anidride, dell’acido succinico e della succinimmide è del 1924 [1]. Questo lavoro le valse il M.Sc. in Fisica dall’University College. Nello stesso anno pubblicò, insieme a Astbury, un’importante tabella di dati cristallografici per 230 gruppi spaziali [2].

Nel 1927 Kathleen sposò Thomas Jackson Lonsdale, che aveva incontrato durante i suoi studi post-diploma all’University College. Si trasferirono a Leeds, dove il marito aveva un posto nella Silk Research Association con sede nel dipartimento tessile della Leeds University. A Leeds Kathleen lavorò sulla struttura dei cristalli di esametilbenzene, dimostrando che gli atomi di carbonio nell’anello benzenico sono complanari e disposti in modo esagonale [3]. Questa è stata la prima evidenza sperimentale sulla struttura esagonale dell’anello del benzene e derivati e anche la prima struttura di un composto aromatico la cui configurazione tridimensionale è stata determinata mediante diffrattometria a raggi X[3]. La scoperta fu fatta indipendentemente dal lavoro dei suoi colleghi a Londra, e fu sostenuta da Bragg, anche se contraddiceva la sua teoria che il composto avesse una forma “piegata”.

Tornati a Londra nel 1929, dopo la nascita della loro prima figlia, Kathleen Lonsdale si dedicò per qualche anno alla famiglia[4], lavorando da casa allo sviluppo di formule per le tabelle dei fattori strutturali. Tuttavia nel 1931 pubblicò un articolo sulla struttura a raggi X dell’esaclorobenzene usando l’analisi di Fourier [4].

Nel 1934 Lonsdale tornò alla Royal Institution, dove rimase con Bragg fino alla morte di questi[5], nel 1942. All’inizio, dopo la deludente notizia che non erano disponibili apparecchiature a raggi X, utilizzò un elettromagnete vecchio e ingombrante riuscendo comunque a fornire un altro importante contributo scientifico. Poiché le suscettibilità diamagnetiche dei composti aromatici sono maggiori perpendicolarmente all’anello benzenico che nello stesso piano, fu in grado di dimostrare che i legami σ hanno dimensioni atomiche mentre quelli π hanno dimensioni molecolari, in accordo con la teoria degli orbitali molecolari [5].

Un anno prima Lonsdale aveva terminato e pubblicato una nuova versione ampliata delle Tabelle dei fattori strutturali e delle densità elettroniche per i 230 gruppi spaziali [6]. Per i suoi studi sui derivati dell’etano [7], riproposti nelle Tabelle, le fu conferito il prestigioso titolo di D.Sc.[6]

Essa rivolse quindi le sue attenzioni al campo delle vibrazioni termiche, trovando che fasci di raggi X divergenti potevano essere usati per misurare la distanza tra gli atomi di carbonio. Anche i diamanti hanno riflessi diffusi, che la condussero a intraprendere uno studio diffrattometrico sui diamanti naturali e artificiali [8].

Nel 1946 tornò all’University College di Londra, costituendo un proprio gruppo di ricerca. Nel 1945 fu eletta membro della Royal Society (F.R.S); nel 1949 fu nominata full professor of chemistry e direttore del dipartimento di cristallografia del College. Questo fu il suo primo incarico accademico stipendiato dopo anni trascorsi fra borse di ricerca e contratti a termine.

Insime a Judith Crenville-Wells Milledge, una studentessa proveniente dal Sud Africa continuò le ricerche sui diamanti come pure su minerali ad alte pressioni e temperature e sul meccanismo delle reazioni in fase solida. Uno fra i più importanti risultati di queste ricerche è stato il rilevamento dei patterns di diffrazione dei raggi X dei prodotti intermedi nella conversione del foto-ossido di antracene in cristalli misti di antracene e antrachinone [9].

Dopo aver osservato una raccolta di “calcoli” di fegato, rene, vescica, ecc., Kathleen Lonsdale decise di intraprendere una vasta indagine chimica e demografica sulla formazione di queste “pietre”. June Sutor, una post doc proveniente dall’università di Cambridge, lavorò con lei a questo progetto e infine lo continuò [10].

Nella dettagliata biografia in memoria per la Royal Society, Dorothy Hodgkin[7] [11] annota:

“[Kathleen] sembrava possedere tutta la cristallografia dei suoi tempi. Amava molto il lavoro di laboratorio quotidiano, conducendo personalmente esperimenti e calcoli quando gli impegni lo consentivano, riconoscendo i contributi dei tecnici condividendo con loro la paternità di molti lavori pubblicati”

Molto interessata anche alla didattica della cristallografia a livello di college, pubblicò un lungo articolo sui contenuti e i metodi utilizzati al London University College [12].

Kathleen Lonsdale è stata capo redattore dei tre volumi delle International X-Rays Tables (1952, 1959, 1962).

Nel 1956 è stata nominata DBE (Dame of the British Empire, titolo onorifico che viene concesso alle donne britanniche che si sono distinte in vari campi culturali)

Kathleen era stata educata come battista fondamentalista, ciò le è sempre sembrato in contrasto con il suo atteggiamento mentale scettico e interrogativo. I Lonsdales divennero quaccheri per convincimento nel 1935 e Kathleen ha considerato la sua vita di scienziata, quacchera e madre come inestricabilmente legate. Nella Conferenza Eddington nel 1964 affermò che la pratica della scienza, della religione e dell’educazione dei figli dovrebbe essere fondata sullo scetticismo e la conoscenza acquisita personalmente. Era d’accordo con Eddington[8] sul fatto che il quaccherismo aiuta lo scienziato perché non asserisce dogmi specifici, suggerendo piuttosto di fare affidamento su proprie esperienze. Kathleen sentiva che fede e scienza avevano molto in comune: per lei, la fede proveniva da esperienze personali non da testi religiosi, e la conoscenza scientifica trova il suo fondamento negli esperimenti. Affermò di ritenere che le attuali conoscenze scientifiche fossero probabilmente “vere”, ma teneva la mente aperta riguardo a nuove e migliori teorie. Come quacchero, Kathleen credeva nel pacifismo assoluto e che tutte le guerre fossero moralmente sbagliate. Riteneva che nessuna nazione armata in modo permanente potesse essere libera e che il completo disarmo mondiale fosse l’unica soluzione ai problemi internazionali. Credeva fermamente nella resistenza nonviolenta di Gandhi e nella disobbedienza civile. Durante la seconda guerra mondiale rifiutò di registrarsi alla difesa civile e a causa del successivo rifiuto di pagare la conseguente multa, scontò un mese di prigione. Le sembrava importante dimostrare la profondità della sua obiezione di coscienza. Dopo la guerra divenne vicepresidente dell’Atomic Scientists Association e fu anche presidente della sezione britannica della Women’s International League for Peace and Freedom, originariamente formata a L’Aia durante la prima guerra mondiale. Partecipò alle riunioni del movimento Pugwash, il gruppo antinucleare degli scienziati, ed era anche membro del comitato est-ovest della Society of Friends. Kathleen fu una delle prime due donne a essere eletta membro della Royal Society (l’altra era Marjory Stephenson). Nell’articolo “Le donne nella scienza: reminiscenze e riflessioni” [13] attribuì la scarsità delle donne nei ranghi più alti della scienza alla mancanza di modelli femminili in questo ruolo. Sosteneva con forza che scuola e famiglia dovessero impegnarsi di più a incoraggiare le ragazze a intraprendere studi scientifici e tecnologici.

Dorothy Hodgkin [11] sostiene che quanto Kathleen scrisse riguardo alle donne nella scienza, in realtà stava raccontando la propria vita e la sua “ricetta” per il successo scientifico. Kathleen pensava che le donne abbiano il diritto di avere una vita famigliare felice oltre a una carriera appagante. Per quanto riguarda la carriera, per essere uno scienziato di prima classe, una donna dovrebbe sapere organizzarsi molto bene, lavorare due volte le solite ore e imparare a concentrarsi in qualsiasi momento disponibile.

Kathleen Lonsdale ha lavorato duramente per tutta la sua vita; viaggiò molto (Europa, Stati Uniti, India, Unione Sovietica e Repubblica Popolare Cinese) sia in relazione alla sua attività scientifica sia a quella di pacifista.

Gravemente ammalata, morì all’University Hospital di Londra, l’1 aprile 1971.

Note. Kathleen Lonsdale è stata una ricercatrice prolifica, qui ho citato i lavori più importanti. Una bibliografia praticamente completa si trova nella biografia in memoria scritta da Dorothy Hodgkin [11], scaricabile gratis da internet

http://rsbm.royalsocietypublishing.org/content/roybiogmem/21/447

Tutti i lavori citati nei Proc. R. Soc. Lond. e nelle Phil. Trans. R. Soc. Lond. sono accessibili gratis dai rispettivi siti archive delle due riviste.

Oltre alla dettagliata biografia di Hodgkin, altre notizie biografiche si trovano in:

http://www.encyclopedia.com/people/history/historians-miscellaneous-biographies/kathleen-lonsdale#1-1G2:3404703959-full

http://www.chemistryexplained.com/Kr-Ma/Lonsdale-Kathleen.html

Bibliografia

[1] K. Yardley, The crystalline structure of succinic acid, succinic anhydride and succinimide., Proc. R. Soc. Lond. A, 1924, 105, 451-460.

[2] W.T. Astbury, K. Yardley, Tabulated Data for the Examination o f the 230 Space-Groups by Homogeneous X-Rays., Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, 1924, 224, 221-257.

[3] K. Lonsdale, The structure of the benzene ring in C6(CH3)6., Proc. R. Soc. Lond. A, 1924, 123, 494-515.

[4] K. Lonsdale, An X-ray analysis of the structure of hexachlorobenzene using the Fourier method., Proc. R. Soc. Lond. A, 1931, 133, 536-552.

[5] K. Lonsdale, Magnetic Anisotropy and Electronic Structure of Aromatic Molecules. Proc. R. Soc. Lond. A, 1937, 159, 149-161.

[6] K. Lonsdale, Simplified structure factor and electron density formulae for the 230 space-groups of mathematical crystallography (181 pages). G. Bell & Sons, London, 1936 per conto della Royal Institution.

[7] K. Lonsdale, An X-ray study of some simple derivatives of ethane. Part I. Proc. R. Soc. Lond. A, 1928, 118, 449-484. Part II, Proc. R. Soc. Lond. A, 1928, 118, 485-497.

[8] K. Lonsdale, Extra Reflections from Two Types of Diamonds., Proc. R. Soc. Lond. A, 1942, 179, 315-320.

[9] Dame K. Lonsdale, E. Nave, J. F. Stephens, Phil. Trans. R. Soc. London, 1966, 261, 1-30.

[10] K. Lonsdale, D.J. Suton, S. Wooley, Composition of urinary calculi by X-ray diffraction. Collected data from various localities. British Journal of Urology, 1968, 40, 33-36.

[11] D.M.C. Hodgkin, Kathleen Lonsdale, 28 January 1903 – 1 April 1971, Biogr. Mems Fell. R. Soc., 1975, 21, 447-484.

[12] K. Lonsdale, Crystal Structure Analysis for Undergraduates., J. Chem. Educ., 1928, 41, 240-4.

[13] K. Lonsdale, Women in science: reminiscences and reflections., Impact of science on society, 1970, XX, 45-49.

[1] Magdolna Hargittai (1945- ), ungherese, professore ricercatore del Department of Inorganic and Analytical Chemistry, University of Technology and Economics di Budapest, si interessa di strutturistica sperimentale e computazionale e di storia della chimica, è autrice di più di 200 articoli scientifici. Ha scritto diversi libri, fra i quali: Women Scientists. Reflections, Challenges and Breaking Boundaries, Oxford University Press, 2015.

Un resoconto del Meeting dell’ACS si trova in: https://cen.acs.org/articles/95/i36/female-scientists-should-won-Nobel.html?utm_source=NonMember&utm_medium=Newsletter&utm_campaign=CEN

[2] William Henry Bragg (1862-1942), fisico, chimico e matematico britannico. Vincitore, insieme al figlio William Laurence Bragg del Premio Nobel per la Fisica 1915 per le loro ricerche sull’analisi della struttura cristallina mediante i raggi X.

[3] Lonsdale era consapevole dell’importanza della sua scoperta infatti spedì una nota preliminare alla rivista Nature (K. Lonsdale, The structure of the Benzene Ring, Nature, 1928, 122(3082), 810.

[4] I Lonsdale ebbero, fra il 1930 e il 1934 altri due figli, un’altra femmina e un maschio. Per poter tornare a lavorare Kathleen dovette ricorrere all’aiuto di una bambinaia-casalinga.

[5] Nelle sue memorie K. Lonsdale riguardo a W.H. Bragg ha scritto: “Mi ha ispirato con il suo amore per la scienza pura e con il suo spirito entusiasta di indagine e allo stesso tempo mi ha lasciata completamente libera di seguire la mia linea di ricerca”.

[6] D.Sc (Doctor of Science) è un titolo di ricerca accademico rilasciato in numerosi paesi in tutto il mondo. In alcuni paesi, D.Sc. è il titolo usato per il dottorato nelle scienze; altrove è un “dottorato superiore” conferito in riconoscimento di un contributo sostanziale alle conoscenze scientifiche in aggiunta a quello richiesto per il Ph.D. Può anche essere assegnato come titolo onorario.

[7] Dorothy Crowfoot Hodgkin (1910-1994) chimico inglese ha effettuato fondamentali ricerche sulla struttura di molecole biologiche, proteine, ormoni e vitamine con la diffrattometria a raggi X e analisi di Fourier. Premio Nobel per la chimica 1964 per la sua determinazione, attraverso l’utilizzo di tecniche a raggi X, delle strutture di importanti sostanze biochimiche. Una delle 4 donne Premi Nobel per la Chimica su più di 180 assegnati.

[8] Sir Arthur Stanley Eddington (1882-1944) astrofisico inglese è stato uno dei più importanti astrofisici della prima metà del XX secolo. Giovanissimo divenne direttore dell’Osservatorio Astronomico di Cambridge. E’ soprattutto noto per la conferma della teoria della relatività generale di Einstein. Quacchero e di conseguenza pacifista senza se e senza ma, rifiutò di arruolarsi per la I Guerra Mondiale, grazie all’intervento di amici riuscì a evitare le gravi conseguenze che il suo gesto avrebbe comportato. Interessante il film Einstein and Eddington di P. Martin, 2008 (titolo edizione italiana: Il mio amico Einstein)