Silvano Fuso PROPRIETÀ INSOLITE DEI MATERIALI E FENOMENI (APPARENTEMENTE) MISTERIOSI
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PROPRIETÀ INSOLITE DEI MATERIALI
E FENOMENI (APPARENTEMENTE)
MISTERIOSI
Silvano Fuso
Istituto d’Istruzione Superiore Statale “Primo Levi”,
Ronco Scrivia (GE)
Un grosso problema didattico Il principale problema che ogni insegnante deve affrontare è quello di “accendere l’attenzione” degli studenti. Una volta catturato il loro interesse, tutta l’attività didattica risulta facilitata. Molto spesso l’approccio didattico tradizionale può annoiare i ragazzi e la loro attenzione svanisce quindi rapidamente.
Una possibile strategia Presentare ai ragazzi “fenomeni strani” che contrastino le loro aspettative e che possano apparire misteriosi suscita immediatamente la curiosità dei ragazzi.
Una possibile strategia Questo può essere utilmente sfruttato dall’insegnante per trasmettere contenuti scientifici e, soprattutto, per far comprendere ai ragazzi come l’approccio scientifico e razionale possa consentire di interpretare fenomeni apparentemente inspiegabili. Lo sviluppo del senso critico e di una mentalità razionale dovrebbe infatti essere parte integrante dell’insegnamento scientifico.
I fluidi non newtoniani I fluidi non newtoniani presentano una viscosità dipendente dalla forza di taglio cui sono sottoposti.
I fluidi non newtoniani Le proprietà reologiche del fluido (ovvero il suo comportamento allo scorrimento in funzione delle sollecitazioni applicate) consentono di classificare i fluidi in diverse categorie. In particolare, viene considerata la dipendenza della velocità di deformazione dalla forza di taglio applicata. • Se tale dipendenza è lineare, il fluido viene detto newtoniamo. Se essa è non lineare, il fluido viene detto non newtoniamo. • Se la viscosità diminuisce nel tempo in funzione della forza applicata, il fluido viene detto tissotropico. Se invece aumenta nel tempo, il fluido si dice reopectico o anti- tissotropico.
La tissotropia e i presunti miracoli ematici La tissotropia (o tixotropia) è una proprietà di alcuni fluidi non newtoniani. I fluidi che presentano questa proprietà, se vengono sottoposti a sollecitazioni meccaniche, aumentano la loro fluidità e, in certi casi, possono passare da uno stato pastoso, quasi solido, allo stato liquido. Essi sono infatti soggetti alle cosiddette trasformazioni sol-gel. I sol e i gel sono entrambi dispersioni di minuscole particelle solide in un liquido. Il sol ha una consistenza fluida, analoga a quella di una vera soluzione. Il gel invece presenta una consistenza gelatinosa.
La tissotropia e i presunti miracoli ematici Il fenomeno della tissotropia, alcuni anni fa, è stato tirato in ballo da alcuni ricercatori per spiegare un fenomeno che molti fedeli ritengono miracoloso: la liquefazione periodica del sangue di S. Gennaro. Secondo la tradizione S. Gennaro, vescovo di Benevento, sarebbe un martire cristiano, ucciso nel 305 d.C. Tre volte l’anno, il primo sabato di maggio, il 19 settembre (anniversario del martirio del santo) e il 19 dicembre (anniversario dell’eruzione del Vesuvio del 1631), l’arcivescovo di Napoli officia una solenne cerimonia durante la quale si verificherebbe l’evento prodigioso. Mostrando la teca ai fedeli, il sangue rappreso lentamente si liquefa all’interno dell’ampolla.
La tissotropia e i presunti miracoli ematici Di fronte all’impossibilità di un’analisi diretta della reliquia, non resta che affidarsi a ipotesi interpretative e cercare, eventualmente, di riprodurre una sostanza che si comporti come il presunto sangue miracoloso. È quanto è stato fatto da tre ricercatori del CICAP che hanno pubblicato i risultati della loro ricerca sull’autorevole rivista scientifica Nature. Gli autori ipotizzano che alla base del presunto miracolo possa esserci proprio il fenomeno della tissotropia. I tre ricercatori sono riusciti a riprodurre, con tecniche molto semplici, una sostanza che come aspetto, colore e comportamento riproduce esattamente il sangue di S. Gennaro. Durante la funzione officiata dall’arcivescovo di Napoli, la teca viene ripetutamente manipolata con diversi capovolgimenti, finalizzati a controllare la liquefazione del sangue. Queste sollecitazioni meccaniche indurrebbero la fluidificazione del contenuto, esattamente come succede per la sostanza prodotta in laboratorio dai tre ricercatori del CICAP.
La tissotropia e i presunti miracoli ematici In un qualunque laboratorio scolastico è piuttosto semplice preparare una sostanza tissotropica, di sicuro effetto, che si comporta come la reliquia di S. Gennaro. Il materiale occorrente è il seguente: cloruro ferrico esaidrato (FeCl3.6H2O), carbonato di calcio (CaCO3), cloruro di sodio (NaCl), acqua distillata e un tubo da dialisi.
La reopessia Il fenomeno opposto alla tissotropia viene chiamato reopessia. In questo caso il fluido tende a diventare più viscoso se sottoposto a forze di taglio. L’esempio più noto è costituito dalle sabbie mobili. Lo sfortunato che finisce dentro alle sabbie mobili, istintivamente si agita. Le forze di taglio che in tal modo esercita rendono più viscosa la miscela acqua e sabbia e questo determina un effetto di risucchio che lo imprigiona, impedendogli di uscire.
La reopessia Un fluido reopectico può essere facilmente realizzato in casa miscelando con acqua l’amido di mais (maizena). Con tale sostanza è addirittura possibile riempire una vasca e realizzare un esperimento piuttosto appariscente. Se si cammina velocemente, si può attraversare la vasca senza affondare. Ma basta fermarsi un attimo per sprofondare nella bianca e molliccia sostanza!
La reopessia
La reopessia In alternativa, utilizzando quantità modeste di miscela reopectica, si possono fare i seguenti esperimenti. Se si dà un pugno sulla superficie della miscela, la mano non riuscirà a penetrare. Penetrerà invece se si preme la mano lentamente. A questo punto si provi a estrarla velocemente: la mano verrà trattenuta.
La reopessia Si riempia un sacchetto dei surgelati per circa ¾ con la miscela e si immerga in essa un uovo crudo. Lasciando cadere il tutto da una certa altezza, l’uovo non si romperà.
Conclusioni La proposta didattica sopra presentata può essere realizzata, con l’impiego di materiali modesti, presso qualsiasi laboratorio scolastico. Essa si propone vari scopi: 1) Attirare la curiosità degli studenti e accendere la loro attenzione. 2) Mostrare alcune insolite proprietà (spesso poco conosciute) che i materiali possono presentare. 3) Far comprendere come l’approccio scientifico possa consentire l’interpretazione di fenomeni apparentemente misteriosi. 4) Sviluppare il senso critico e far capire l’importanza di un approccio razionale.
GRAZIE PER L’ATTENZIONE!
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