Fulmini e sabbia, ecco come nasce un nuovo straordinario materiale finora sconosciuto

Individuato nei laboratori dell’università di Firenze, apre l’ultimo capitolo della storia sui quasicristalli
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«La potenza distruttiva di un fulmine abbatte una linea elettrica sulle dune sabbiose delle Sand Hills del Nebraska e crea un materiale mai identificato prima, in grado di aprire un nuovo capitolo della storia dei quasicristalli». E’ l’origine di un quasicristallo dall’inedita composizione, prodotto involontariamente da fattori antropici, raccontata nel nuovo  studio “Electrical discharge triggers quasicrystal formation in an eolian dune” che è stato pubblicato su PNAS  da un team internazionale di ricercatori guidato da Luca Bindi ordinario di Mineralogia del Dipartimento di Scienze della Terra dell’università di Firenze.

La scoperta, fatta   grazie alla strumentazione dei laboratori Unifi, e stata realizzata in collaborazione con i ricercatori della Princeton University, del Caltech e della University of South Florida e Bindi spiega che «I quasicristalli sono materiali in cui gli atomi sono disposti come in un mosaico, in modelli regolari ma che non si ripetono mai nello stesso modo, diversamente da quello che succede nei cristalli ordinari . Fu Dan Shechtman, poi premiato con un Nobel per le sue scoperte, a studiarne negli anni ’80 la struttura, che li rende preziosi anche per applicazioni in vari settori industriali. Quindici anni fa, fui proprio io a scoprire che tale materiale esisteva anche in natura, grazie all’individuazione del quasicristallo in un campione di meteorite conservato nel Museo di Storia Naturale dell’università di Firenze. Dopo quello, abbiamo scoperto altri quasicristalli di natura extraterrestre e il primo quasicristallo di natura antropica, formatosi nel processo di detonazione del primo test nucleare condotto dagli Usa nel 1945: tutti prodotti in condizioni di pressioni e temperature estreme in nano-secondi».

Dai primi ritrovamenti nasce l’intuizione di Bindi che, insieme ai colleghi americani, avvia lo studio della composizione di altri materiali formatisi in tali eccezionali condizioni. L’attenzione degli studiosi si concentra anche sulle fulguriti, che vengono prodotte quando il calore sviluppato dalla scarica elettrica fonde la sabbia silicea contenente quarzo.  Bindi spiega ancora: «Il campione che abbiamo analizzato si era formato probabilmente dalla fusione di sabbia e materiale di una linea elettrica abbattuta da una potente scarica di un fulmine. La presenza di vetro siliceo suggerisce che abbia raggiunto temperature di almeno 1710° C e le indagini condotte presso il Centro di Cristallografia Strutturale dell’Ateneo hanno confermato che il quasicristallo ha una simmetria dodecagonale proibita dalla cristallografia periodica e una composizione precedentemente non documentata».

Bindi conclude: «Questi dati suggeriscono in che direzioni potrebbero andare le ricerche di altri quasicristalli e danno ulteriori elementi per sviluppare tecnologie in grado di sintetizzarli».