Firenze, 5 giugno 2009- In un campione di roccia triassica (vecchia 200-250 milioni di anni) appartenente alle collezioni mineralogiche del Museo di Storia Naturale dell’Università di Firenze si trova il primo quasicristallo naturale esistente al mondo, una lega ternaria di alluminio, rame e ferro che viola per la prima volta in natura le simmetrie della posizione degli atomi possibili nei cristalli ordinari.
I quasicristalli, più duri e assai più difficili da deformare rispetto alle leghe metalliche cristalline fatte dagli stessi elementi chimici, hanno attualmente numerose applicazioni.
Molti sono leghe di alluminio – come quello scoperto dai ricercatori – e sono impiegati in lavorazioni industriali che richiedono materiali più resistenti; alcuni sono molto ‘scivolosi’ (come il Teflon) e vengono quindi utilizzati anche in apparecchiature dove tale qualità è indispensabile, per esempio parti in movimento come i pistoni delle automobili. La scoperta del quasicristallo si deve a Luca Bindi, responsabile della sezione di Mineralogia del Museo di Storia Naturale fiorentino, in collaborazione con i fisici Paul J.
Steinhardt e Nan Yao, dell’Università di Princeton, e Peter J. Lu, dell’Università di Harvard, ed è pubblicata oggi sulla prestigiosa rivista Science (“Natural Quasicrystals”).
A differenza dei minerali finora scoperti, nei quasicristalli lo schema di ripetizione è quasiperiodico. La disposizione locale degli atomi è fissa e regolare, ma non è periodica in tutto il materiale: ogni cella ha una configurazione differente dalle celle che la circondano. Nei cristalli ordinari finora trovati in natura erano possibili solo simmetrie di ordine 1, 2, 3, 4 e 6, ciò per una conseguenza geometrica del riempimento dello spazio con solidi congruenti.
Il nuovo quasicristallo naturale presenta invece una simmetria pentagonale fino a ora ottenuta solo grazie a sintesi riprodotte in laboratorio in tempi relativamente recenti, a partire dal 1985, a condizioni controllate.
Un principio cardine della mineralogia, inalterato nel corso dei duecento anni di storia di questa disciplina, è quindi destinato a essere rivisitato. “La scoperta - afferma Bindi - è importantissima non solo per le discipline mineralogiche/cristallografiche ma anche per la fisica dello stato solido; essa dimostra infatti che i quasicristalli possono formarsi spontaneamente in natura e, soprattutto, rimanere stabili per tempi geologici”.
“Questo risultato – ha commentato Giovanni Pratesi, presidente del Museo di Storia Naturale - è una chiara testimonianza della elevatissima qualità della ricerca condotta nella nostra istituzione scientifica”.
Luca Bindi
