SCOPERTE/ La sfida delle sfide: fare a meno del petrolio

Il 2011 è stato l’anno che le Nazioni Unite hanno dedicato alla chimica. SERGIO RIVA ci aiuta a ripercorrerlo ricordando anche quali sono le sfide future di questa importante scienza

30.12.2011 - Sergio Riva
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Foto Imagoeconomica

Le Nazioni Unite avevano proclamato il 2011 “Anno internazionale della chimica” e nei mesi passati ilsussidiario.net ha pubblicato alcuni articoli per presentare vari aspetti di questa scienza “centrale”. È stato così approfondito il contributo della chimica nello sviluppo, validazione e conservazione di farmaci e si è aperta una finestra sul mondo degli zuccheri e sulla loro importantissima funzione nei fenomeni di interazione tra le cellule. L’assegnazione del premio Nobel per la Chimica 2011 a Dan Shechtman, ricercatore dell’Istituto Israeliano “Technion”, ha portato ad approfondire la sua scoperta dei cosiddetti “quasi cristalli”. E, sempre in tema di premio Nobel, non si poteva non ricordare Marie Sklodowska Curie, che un secolo fa ricevette la stessa onorificenza per i suoi studi sulla radioattività, dopo essere stata insignita anni prima del Nobel per la fisica.

Un altro centenario, la pubblicazione dei risultati ottenuti da Rutherford sulla struttura dell’atomo, ha dato lo spunto per la mostra “Atomo: indivisibile? Domande e certezze nella scienza”, curata dall’Associazione Euresis ed esposta al Meeting di Rimini. In quella sede è stata riproposto un pensiero di uno dei padri della chimica organica, Friedrich August Kekulé, che a metà dell’Ottocento diceva: «Anche se il progresso scientifico condurrà un giorno a una teoria della costituzione degli atomi chimici, per quanto importante tale conoscenza potrà essere per la generale filosofia della materia, essa porterà piccole differenze alla chimica. Gli atomi chimici saranno sempre i blocchi della costruzione chimica».

Oggi, anche grazie alle conseguenze degli esperimenti di Rutherford, si sono comprese le leggi naturali che tengono insieme gli atomi nelle molecole mediante i cosiddetti “legami chimici”, usando gli elettroni per gettare ponti stabili tra gli atomi. È così diventato possibile riprodurre in laboratorio anche le molecole naturali più complicate e sintetizzarne di nuove, completamente artificiali e mai apparse prima sulla faccia della Terra.

Un anno celebrativo, il 2011, che ha permesso di ripercorre i successi ottenuti in più di due secoli – da quando la chimica si è separata con decisione dagli aspetti magici dell’alchimia e ha assunto il metodo scientifico come pratica del suo agire – e ricordare i contributi che questa scienza ha dato e offre ancora al benessere dell’umanità. Ma si tratta di un percorso scientifico ormai concluso, che lascia solo spazio a nuove applicazioni, o ci sono ancora settori del mondo naturale da esplorare e sfide da raccogliere da parte dei chimici?

Poche settimane fa si è svolto a Strasburgo un Simposio organizzato dal Consorzio europeo EuroChemistry. Scienziati e “portatori di interesse” (i cosiddetti stakeholders) nel settore chimico si sono radunati per discutere sul tema “Grand challenges and the role of chemistry” (Le grandi sfide e il ruolo della chimica). Le grandi sfide sono quelle che attendono le nostre società nei prossimi decenni: la gestione della convivenza nelle megalopoli, un sistema sanitario dai costi sostenibili, la conservazione dell’ambiente, un uso sostenibile delle risorse (energia e acqua su tutte). Sfide importantissime e di grande attualità. Non per niente le Nazione Unite hanno deciso di dedicare il prossimo anno, il 2012, al tema “Energia sostenibile per tutti”.

La chimica su questi argomenti sarà chiamata a giocare il suo doppio ruolo: una scienza che interroga la natura con la curiosità di chi vuole capire di più la realtà; e una disciplina applicata, che sa fare buon uso della conoscenza acquisita per produrre beni manipolando la materia. Così, ad esempio, la comprensione sempre più approfondita dei meccanismi del riconoscimento molecolare in acqua sarà fondamentale per progettare nuovi farmaci; lo studio dei processi chimico-fisici legati alla fotosintesi clorofilliana delle piante suggerirà come costruire sistemi fotovoltaici di nuova generazione in grado di sfruttare con maggiore efficienza l’energia solare; la comprensione dei fenomeni che regolano l’aggregarsi delle molecole per dare strutture supramolecolari ordinate guiderà la progettazione e la sintesi di nuovi materiali funzionali, e così via.

Se è vero che la chimica è la scienza che studia e manipola la materia (inclusa la materia vivente) a un livello atomico, le grandi domande “di curiosità” con cui dovrà confrontarsi saranno “cos’è la vita?” e “come ha avuto origine sulla Terra prebiotica?”. Mentre la sfida delle sfide sarà provare a reinventare la chimica organica non usando più come materiale di partenza il petrolio e i suoi derivati (oggetto della cosiddetta “petrolchimica”), ma la fonte di carbonio più abbondante e meno costosa (anzi, attualmente con un costo negativo perché considerata un “rifiuto” da smaltire pagando): l’anidride carbonica.

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