Il 16 luglio 1945 gli americani fecero detonare la prima bomba atomica della storia nel deserto del Nuovo Messico, ad Alamogordo. Trinity – questo il nome in codice – era una bomba atomica al plutonio, dello stesso tipo di quella che sarebbe stata sganciata dalle forze armate statunitensi sulla città giapponese di Nagasaki il 9 agosto dello stesso anno. La bomba al plutonio era più potente di quella a uranio che sarebbe stata sganciata per prima sull’altra città, Hiroshima.
Proprio nel deserto del New Mexico dove è avvenuta l’esplosione, un gruppo di ricerca coordinato da Luca Bindi, docente di Mineralogia del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Firenze, ha identificato un materiale mai visto prima che si sarebbe generato durante il test di Trinity.
Una struttura cristallina inedita
Il professor Luca Bindi, docente di Mineralogia del Dipartimento di Scienze della Terra, è già noto per la scoperta dei quasicristalli naturali. Il materiale completamente nuovo, mai osservato prima, è stato scoperto proprio all’interno dei resti dell’esplosione nucleare.
Inglobato nella trinitite, il vetro formatosi dopo il Trinity test, i ricercatori hanno identificato una struttura cristallina inedita: un clatrato a base di calcio, rame e silicio, mai osservato prima, né in natura né come composto artificiale prodotto in laboratorio.
I clatrati sono materiali di grande interesse tecnologico: la loro struttura “a gabbia” può intrappolare atomi e molecole, conferendo proprietà uniche. Sono studiati per applicazioni che vanno dalla conversione dell’energia (come materiali termoelettrici in grado di trasformare calore in elettricità) allo sviluppo di nuovi semiconduttori, fino allo stoccaggio di gas e all’idrogeno per le tecnologie energetiche del futuro.
Il fatto che un nuovo clatrato si sia formato durante un’esplosione nucleare indica che condizioni estreme – temperature e pressioni elevatissime – possono generare materiali completamente nuovi, impossibili da ottenere con i metodi tradizionali.
Sviluppo di tecnologie innovative
La scoperta è ancora più interessante perché nello stesso evento si era già formato un altro materiale rarissimo: un quasicristallo ricco di silicio documentato sempre dal team di Bindi pochi anni fa.
«Capire il legame tra queste strutture aiuta gli scienziati a comprendere meglio come si organizzano gli atomi in condizioni estreme e ad ampliare le possibilità di progettazione di nuovi materiali avanzati. commenta Bindi. Eventi come esplosioni nucleari, fulmini o impatti meteoritici funzionano come veri laboratori naturali. Permettono di osservare forme di materia che non riusciamo a riprodurre facilmente in laboratorio» commenta Bindi.
Questa ricerca apre nuove prospettive non solo per la scienza fondamentale, ma anche per lo sviluppo di tecnologie innovative, dimostrando che persino eventi distruttivi possono lasciare in eredità scoperte utili per il futuro.
Lo studio, pubblicato su PNAS, è intitolato “Extreme non-equilibrium synthesis of a Ca–Cu–Si clathrate during the Trinity nuclear test”.
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