Boro: elemento dalla doppia personalità

Pubblicato il 10 febbraio 2009

Un nuovo studio, firmato Stati Uniti, Italia e Francia, apre uno spiraglio su quello che è sicuramente il più complicato tra gli elementi della Tavola Periodica. Il boro, infatti, ne è il primo elemento solido e non metallico in condizioni normali, con proprietà molto particolari come bassa volatilità, alto punto di fusione (2.450 ^°C), più forte dell’acciaio, più duro del corindone e più leggero dell’alluminio; ed è il solo elemento per cui il cosiddetto ‘diagramma di fase’ sia rimasto sostanzialmente sinora ignoto, a ben duecento anni dalla sua scoperta.

“Il nuovo studio ha trovato una fase del tutto nuova del boro, a dir poco sorprendente per un elemento chimico, facendo luce su una parte fondamentale del suo diagramma di fase, ovvero sulle strutture che questo assume a seconda della temperatura e della pressione, scoprendo che ha caratteristiche ioniche”, spiega Carlo Gatti, ricercatore dell’Istituto di scienze e tecnologie molecolari (Istm) del Consiglio nazionale delle ricerche di Milano e co-autore dell’articolo pubblicato su Nature. La ricerca ha inizio nel 2004 quando nei laboratori americani e francesi viene sintetizzata una nuova forma del boro ad alte temperature e a pressioni sopra le 100.000 atmosfere.

“La struttura non poteva essere risolta con i soli dati sperimentali”, prosegue Gatti. “Abbiamo quindi predisposto un nuovo metodo teorico, basato su algoritmi che simulano l’evoluzione naturale per arrivare a definire le strutture cristalline più stabili: generando centinaia di strutture cristalline di prova, il computer ne valutava il contenuto energetico, scegliendo le più adatte per l’accoppiamento e per le mutazioni più favorevoli, fino ad arrivare alla struttura più stabile”. Ma il gruppo di ricercatori si è accorto ben presto che questa nuova struttura presentava chiari indizi di trasferimento di carica fra i suoi atomi componenti; e a provare in modo inconfutabile la ‘doppia personalità’ del boro è stato proprio Carlo Gatti, noto per i suoi sofisticati e brillanti studi di legame chimico e proprietà in sistemi non convenzionali.

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