Giardini chimici nello spazio

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Gli astronauti della Expedition 56 a bordo della Iss stanno coltivando un giardino chimico per comprendere meglio l'impatto della gravità sulla crescita dei nanotubi. Mentre sulla Terra i colorati giardini chimici nei quali i cristalli crescono liberamente in ogni forma e colore, tendono a svilupparsi verso l'alto, ci si aspetta che a bordo della Stazione spaziale, in condizioni di microgravità, la crescita sia completamente diversa

Lo studio esamina come la microgravità potrebbe cambiare i modelli di crescita di questi giardini. Crediti: Nasa

Tra le tante indagini che si conducono quotidianamente sulla Stazione spaziale internazionale, ce n'è una che riguarda uno strano tipo di giardinaggio, il giardinaggio chimico, il cui obiettivo è quello di studiare l'impatto della gravità sulla crescita dei nanotubi. Sulla Terra, i colorati giardini chimici nei quali i cristalli crescono liberamente in ogni forma e colore, vengono spesso usati per far capire agli studenti fenomeni come le sorgenti idrotermali e le reazioni chimiche. Anche se completamente inorganici, questi giardini assomigliano alle piante e sono influenzati nel loro sviluppo dalla forza di gravità.

I giardini chimici si formano quando sali metallici solubili vengono posti in una soluzione acquosa contenente anioni come silicato, borato, fosfato o carbonato. La soluzione più comunemente utilizzata è il silicato di sodio, e quando i due vengono combinati, in pochi minuti si formano precipitati con varie strutture che ricordano una 'vigna' di gemme, arti e piccoli tubicini. I giardini variano a seconda delle sostanze chimiche utilizzate.

I campioni che verranno esaminati sono stati consegnati alla stazione spaziale da SpaceX Crs-15, e sono ora pronti per essere studiati nell'indagine chiamataUnderstanding Growth Morphologies in Chemical Gardens. Gli astronauti li faranno crescere durante la Expedition 56 e poi li restituiranno alla Terra per completare lo studio.

«Ci aspettiamo cambiamenti morfologici macroscopici e microscopici», riferisce Alexander Blanchard, ricercatore del progetto. «Mentre la crescita sulla Terra tende ad essere rivolta verso l'alto, ci aspettiamo una crescita in direzioni casuali e, a livello macroscopico, una struttura risultante di forma sferica».

Anche se completamente inorganici, questi giardini assomigliano alle piante e sono influenzati nel loro sviluppo dalla forza di gravità. Questa indagine mira ad aumentare la nostra comprensione dell'impatto della gravità sulla loro formazione strutturale. Crediti: Nasa

Una volta completata l'indagine in orbita, i campioni saranno restituiti alMarshall Space Flight Center, sede del team di ricerca di Chemical Gardens. Qui, i campioni saranno fotografati sia a livello macroscopico che microscopico. «Useremo un microscopio elettronico a scansione per osservarne la morfologia», puntualizza Ellen Rabenberg, ricercatrice di Chemical Gardens. «Questo ci permetterà di vedere ingrandimenti fino a 5.000x o 10.000x rispetto ai 50x o 100x che si vedrebbero usando microscopi ottici». Tali ingrandimenti consentiranno di studiare molto dettagliatamente i giardini chimici. Sebbene questa non sia la prima serie di giardini chimici coltivati nello spazio, gli esperimenti proposti potrebbero ampliare la conoscenza di questo fenomeno.

«Riuscire a isolare la pressione in assenza di spinta potrebbe consentirci di capire meglio la loro crescita, adattarli ad applicazioni specifiche e fornirci ulteriori informazioni sui sistemi chimici di reazione-diffusione, nonché sull'auto-organizzazione delle strutture stesse», ha affermato Blanchard.

Le applicazioni di questa indagine potrebbero includere una migliore comprensione della scienza che sta alla base del cemento e della corrosione, portare a potenziali miglioramenti per le pareti dei tubi per applicazioni catalitiche, a miglioramenti dei dispositivi basati su biomateriali utilizzati per impalcature e la compatibilità con cellule e tessuti viventi. Nello spazio, i giardini chimici potrebbero essere coltivati per creare simili strutture e lo studio approfondito dell'effetto della microgravità consentirà un migliore controllo della crescita dei giardini.

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