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Diego Tesauro

Lo zolfo è uno degli elementi essenziali negli esseri viventi, presente nei minerali sulla crosta terrestre sia come solfuro che come solfato, oltre che allo stato nativo, e le cui proprietà sono state ampiamente trattate in un post alcuni anni fa. Ma come viene prodotto lo zolfo nell’universo e qual è la sua presenza nello spazio?

La nucleosintesi dello zolfo avviene principalmente per fusione di un nucleo alfa (cioè un nucleo di 4He) con carbonio e ossigeno attraverso la formazione di neon, magnesio e silicio. Il processo richiede alte temperature, per superare la barriera di repulsione elettrostatica dovuta all’elevata carica positiva dei nuclei (si ricorda che lo zolfo ha un nucleo con 16 protoni). Queste temperature vengono raggiunte negli strati più interni, vicino ai nuclei di stelle massicce con più di 8 masse solari. Questo processo avviene nelle fasi terminali dell’evoluzione stellare, poco prima che queste stelle massicce diano luogo ad un’esplosione di supernova di tipo II, espellendo molto del materiale processato nello spazio. Si ritiene quindi che l’abbondanza di tutti gli elementi più pesanti, ma prodotti per fusione nucleare nelle stelle massicce, segua all’incirca lo stesso comportamento durante l’evoluzione chimica galattica.

Lo zolfo gioca a questo punto un ruolo importante nella tracciatura dell’evoluzione chimica della Via Lattea e delle galassie esterne, soprattutto quelle con elevato red shift, cioè quelle molto lontane, quindi che sono nelle prime fasi temporali dell’universo. Tuttavia, le variazioni di abbondanza nella Galassia sono ancora poco chiare perché il numero di misurazioni dell’abbondanza di zolfo disponibili è attualmente piuttosto limitato. In particolare le quantità rilevate nelle nubi molecolari fredde, dalle quali ricordiamo si formano le stelle per collasso gravitazionale, fino ad oggi sono circa mille volte inferiori rispetto a quelle previste dai modelli che lo pongono come il decimo elemento più abbondante nell’universo.

Le osservazioni acquisite spettroscopiche recentemente anche con strumenti, come il telescopio spaziale James Webb (JWST), nella nebulosa molecolare TMC1 (Figura 1) mostrano la presenza di elementi quali l’ossigeno, carbonio o azoto. Ma per lo zolfo si rileva una quantità estremamente ridotta.

Figura 1. Nebulosa molecolare TMC1 situata nel braccio di Orione della Via Lattea (al quale appartiene anche il Sistema Solare) e visibile nella costellazione del Toro, distante dal Sistema Solare 460 anni luce. In questa nebulosa sono state ritrovate moltissime molecole, anche organiche, a partire dagli anni ottanta. E’ sede attualmente di formazione stellare, pertanto è possibile osservare varie tipologie di stelle che sono nelle fasi iniziali della loro evoluzione.

Ma in quali forme molecolari ci si aspetta di trovare lo zolfo?

Dal momento della rilevazione della prima molecola contenente zolfo interstellare, il monosofuro di carbonio (CS) nel 1971, sono state identificate circa 40 molecole contenenti zolfo nel mezzo interstellare (ISM). Nella fase gassosa dell’ISM, queste molecole vanno da semplici molecole triatomiche, come il solfuro di idrogeno (H2S), a molecole più complesse come i tioli (RSH), i tioaldeidi (HCSR), i tioceteni (RCCS), i tioacidi (HSOCR) e le tioammidi (RCSNR’), dove R e R’ sono catene organiche. Nelle nubi dense molecolari, recenti osservazioni nella regione dell’infrarosso medio con il JWST hanno fornito importanti informazioni sulla composizione dei grani ghiacciati. In queste particelle solide sono stati rilevati il solfuro di carbonile (OCS) e probabilmente il diossido di zolfo (SO2) (Figura 2).

Figura 2 Molecole contenenti zolfo identificate nello spazio (Copyright Nature)

La molecola più semplice, che dovrebbe essere presente, è il solfuro di idrogeno (H2S), ma non è stata ancora osservata nei ghiacci interstellari tramite osservazioni nel dominio dell’infrarosso. I modelli chimici prevedono che il H2S sia presente in questi ghiacci. Poiché le analisi infrarosse dei ghiacci interstellari hanno rivelato prove di composti più volatili del H2S (come il metano) ancora presenti nei ghiacci, l’assenza di rilevazione del H2S è probabilmente dovuta alle deboli caratteristiche infrarosse. Poiché le particelle di polvere interstellare e le nubi molecolari fredde forniscono essenzialmente la materia prima per i dischi protoplanetari e i rispettivi sistemi solari, gli astronomi hanno dedotto che le particelle interstellari e le molecole contenenti zolfo sono almeno parzialmente incorporate in comete e altri corpi planetari, mentre le nubi molecolari si trasformano in regioni di formazione stellare

Ora, per gli autori di una recente pubblicazione [1], in questi ambienti estremamente freddi lo zolfo può assumere due forme stabili: una molecola analoga alla forma allotropica presente sulla Terra, cioè un ciclo ad otto atomi di zolfo, e dar luogo alla fomazione dei polisolfani, catene di atomi di zolfo legati tra loro con atomi di idrogeno alle estremità. Il ciclo ad otto atomi di zolfo è favorito dalla reazione della specie diradicalica S2, come discusso da Hoffman e discusso in questo post. Queste molecole potrebbero formarsi sulla superficie dei granelli di polvere ricoperti di ghiaccio, intrappolando lo zolfo in forme solide non rilevabili facilmente dai telescopi.

Le simulazioni condotte in laboratorio hanno ricreato le condizioni del mezzo interstellare, dimostrando che queste molecole a base di zolfo possono effettivamente formarsi. Gli esperimenti di simulazione in laboratorio dimostrano che il H2S può essere convertito su grani interstellari ricoperti di ghiaccio nelle nubi molecolari fredde attraverso l’interazione dei raggi cosmici galattici (costituiti da protoni e nuclei di elio) a 5K in sulfani (H2Sn; n = 2-11) ed effettivamente in zolfo ottamolecolare (S8). I modelli teorici portano alla conclusione che fino al 33% del solfuro di idrogeno può essere convertito in questi prodotti nel corso della vita delle nubi molecolari di 107 anni.

Una volta che le regioni di formazione stellare si riscaldano, queste molecole possono sublimare, tornando alla fase gassosa: a quel punto sarebbe possibile individuarle con i radiotelescopi, quindi a lunghezze d’onda più alte.

Un’ulteriore difficoltà è legata alla natura stessa dello zolfo: le sue molecole cambiano facilmente forma, passando da strutture ad anello a catene ad altre configurazioni. Tuttavia, i ricercatori sono riusciti ad individuare alcune configurazioni stabili che potrebbero diventare i nuovi obiettivi per le future osservazioni astronomiche.

1 ) A. Herath et al. “Missing interstellar sulfur in inventories of polysulfanes and molecular octasulfur crowns” Nature Communications 2025, 16, 5571 https://doi.org/10.1038/s41467-025-61259-2

Green Chem., 2025, 27,10010-10018
DOI: 10.1039/D5GC01349F, PaperMengqing Wang, Ziren Chen, Fei Xue, Qianqian Tan, Bin Wang, Yonghong Zhang, Yu Xia, Shaofeng Wu, Weiwei Jin, Xuefeng Jiang, Chenjiang Liu
A practical, environmentally friendly, visible-light-driven and EDA complex-promoted method for the synthesis of α-trifluoromethyl-β-phosphorodithioate tertiary alcohols in the absence of metals, photocatalysts and oxidants has been reported.
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Green Chem., 2025, 27,9937-9946
DOI: 10.1039/D5GC01399B, Paper Open Access &nbsp This article is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 Unported Licence.Liwei Ye, Xiaoyang Liu, Giacomo Forti, Linda J. Broadbelt, Yosi Kratish, Tobin J. Marks
Introducing chemodiversity into chemical plastics recycling could provide a catalyst-efficient means of recovering high-value building blocks from synthetic polymers for many recycling applications via simple tuning of catalytic conditions.
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Green Chem., 2025, 27,10019-10031
DOI: 10.1039/D5GC02082D, PaperYulong Li, Rong Shang, Shipeng Wu, Qinghu Tang, Qiu-E Cao, Wenhao Fang
An Ni/CeO2 catalyst reached a 100% AMF yield from HMF reductive amination under hypobaric H2. Ingenious integration of distinct Ni active sites on a single catalyst can synergistically drive the transformations of organic reactants and H2 molecules.
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Green Chem., 2025, 27,9846-9861
DOI: 10.1039/D5GC02412A, Critical Review Open Access &nbsp This article is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 Unported Licence.Xinluona Su, Tingting Xiao, Qihang Gong, Haiyang Cheng, Fengyu Zhao
This review highlights the utilization of bimetallic catalysts in the catalytic hydrogenation of 5-hydroxymethylfurfural and summarizes metal–support interactions, including the electronic and steric effects, oxygen vacancies, and acidity.
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Green Chem., 2025, 27,9958-9967
DOI: 10.1039/D5GC02911B, PaperRenhua Su, Jiantao Zhang, Yanfu Jiang, Xian Jiang, Peng Zhou, Jingxing Jiang, Weibing Liu
We report a visible-light-driven bisperoxidation of aryl alkenes using TBHP, enabling the regioselective synthesis of α,β-bisperoxides. This represents the first radical reaction using TBHP as source of tert-butylperoxy and hydroperoxy groups.
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Green Chem., 2025, 27,9992-10009
DOI: 10.1039/D5GC01806D, Paper Open Access &nbsp This article is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 Unported Licence.Giorgia Crigna, Davide Moscatelli, Tuomo Sainio
A series of hydroxycarboxylic acids (HAs) with excellent hydrophilic properties are produced from alkali treatment of cellulose-containing materials. These HAs are then used in the production of biobased amide surfactants using mechanochemistry.
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Green Chem., 2025, 27,9927-9936
DOI: 10.1039/D5GC01810B, PaperLucie M. Lindenbeck, Silas Brand, Finn Schatz, Franka Stallmann, Nele Petersen, Björn B. Beele, Jessica Pichler, Marcella Frauscher, Raphaela Süss, Pascal Olschowski, Serhiy Budnyk, Adam Slabon, Bruno V. M. Rodrigues
A biphasic electrocatalytic system using MIBK extracts lignin-derived compounds during the aqueous-phase depolymerization of Kraft lignin, affording a stable, low-molecular-weight bio-oil (>60% yield) with potential as a lubricant base oil. Image partly generated using AI.
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Claudio Della Volpe

Qualcuno mi prenderà per scemo per questo titolo. Mi è venuto in testa dopo aver letto un articolo scritto da Roberto Burioni, il noto virologo, su Repubblica di qualche settimana fa e che vedete riprodotto in piccolo nella immagine qua sotto.

Ho pensato più o meno questo: se Burioni può attribuire ad un batterio ed alla sua scoperta un qualche ruolo decisivo o comunque importante nel processo che ha portato in un secolo alla nascita dello stato israeliano con l’espulsione di milioni di persone di etnia palestinese dalle loro case, allora è come se io attribuissi all’acetone prodotto dal batterio di Burioni un ruolo di solvente “politico” per ottenere la stessa dichiarazione, scritta da Lord Balfour e che segnò l’origine di quel processo.

Cosa scrive Burioni?

Burioni semplifica molto la questione (ed io riassumo ancora più per voi): l’Inghilterra entrata in guerra si accorge di aver bisogno di molto più acetone per produrre i propri proiettili, basati sulla cordite, un esplosivo deflagrante, dunque a basso potere esplosivo (onda d’urto che viaggia a meno della velocità del suono) costituito da una miscela di nitroglicerina, nitrocellulosa ed oli minerali (ce ne ha parlato in un post di parecchi anni fa il compianto Gianfranco Scorrano) estrusa sotto forma di filamenti sottili. Per produrli occorreva usare come solvente l’acetone, che però all’epoca si produceva a partire dalla decomposizione del calcio acetato ottenuto dalla distillazione del legno. La produzione avveniva in Germania ed Austria e dunque l’Inghilterra si trovò a secco durante la guerra. Ma in soccorso dell’Inghilterra arrivò il brevetto di un biochimico di religione ebraica, Chaim Weizmann, che lavorava in Inghilterra e che otteneva l’acetone tramite la fermentazione di sorgenti naturali, come le castagne dell’ippocastano, un prodotto di scarto; la soluzione andò così bene che l’Inghilterra riuscì ad aumentare enormemente la produzione di cordite. Il governo inglese fu grato a Weizman (che era uno dei capi del movimento sionista mondiale) e acconsentì (secondo Burioni) alla sua richiesta di aiutare il popolo ebraico a trovare una patria nel territorio che 2000 anni prima era stato sede di quella religione, (ma che all’epoca era abitato da centinaia di migliaia di palestinesi; la Palestina era una provincia dell’Impero Ottomano, che perse la guerra e fu smembrato).

Ma come stanno le cose? Cosa ne pensano gli storici? Fu veramente così “semplice”? Uno scambio fra acetone per usi bellici e dichiarazione Balfour?

Il 2 novembre 1917 il ministro degli esteri del Regno Unito il conte Arthur Balfour indirizzò una lettera a Lord Rothschild (banchiere famoso ma qui considerato come principale rappresentante della comunità ebraica del Regno Unito e referente del movimento sionista).

In essa, il governo britannico esprimeva il proprio sostegno alla creazione di un “focolare nazionale” per il popolo ebraico in Palestina, pur sottolineando il rispetto dei diritti civili e religiosi delle comunità non ebraiche già presenti nella regione. Tenete presente che la Dichiarazione Balfour è solo questo, una dichiarazione fatta da un ministro inglese ad un rappresentante di un movimento politico, non è un accordo internazionale come siamo abituati a dire oggi dopo un secolo di “legalità internazionale”; una promessa diciamo così fra le tante fatte dagli inglesi a destra e a manca per avere alleati in guerra.

Il termine sionista non è un termine offensivo, ma fa riferimento, come evincete dal testo della lettera, al nome ufficiale dell’omonimo movimento politico europeo; tale movimento era nato soprattutto dopo il caso Dreyfus in Francia per opera di Theodore Herzl; costui aveva scritto un libro in cui proponeva ai governi europei l’idea che si creasse uno stato ebraico (in una qualsiasi colonia delle potenze europee, oppure in Argentina) che sottraesse gli ebrei alle persecuzioni antisemite. Fu poi il fondatore, nel 1897, del movimento politico del sionismo, che si proponeva di far sorgere nei territori coloniali del mandato britannico della Palestina uno Stato ebraico. Agli inizi del 1900 propose infine lo schema Uganda per trovare un nuovo insediamento degli ebrei, anche in Uganda se necessario. Tutto ciò era, almeno in parte, basato sul concetto di autodeterminazione e ritorno degli ebrei alla loro terra “ancestrale”, intesa come la terra affidata loro dal loro dio. Queste posizioni non trovarono favore nella diaspora ebraica nel mondo mentre furono accolte con favore dai movimenti cristiano evangelici, soprattutto negli USA e in UK. Il sionismo è stato ed è in gran parte un movimento cristiano, basato sull’interpretazione letterale della Bibbia e che ha coperto un’assalto colonialistico al territorio palestinese (si veda per esempio qui).

Il testo qua sotto, scritto il 2 novembre, fu reso pubblico esattamente il 9 novembre ossia il giorno che gli italiani si attestarono sul Piave, dopo aver ceduto al nemico 250000 prigionieri e 2300 cannoni

Pochi giorni prima, il 23 ottobre 1917, il Comitato Centrale bolscevico aveva deliberato l’insurrezione armata che fu compiuta la sera del 6 novembre. Il 7 mattina alle 10 Lenin proclamava a Pietrogrado la presa del potere politico.

E’ impossibile non notare la coincidenza di questi tre avvenimenti che trasformeranno la storia futura.

In quei pochi giorni di inizio novembre 1917 vennero al pettine tutta una serie di contraddizioni.

Il movimento rivoluzionario in Russia coinvolgeva operai, contadini e soldati ed era iniziato nel febbraio con il rovesciamento dell’imperatore Nicola II Romanov e la nomina di un governo costituzionale; dopo la fallimentare offensiva di giugno e le giornate di protesta contro la guerra di luglio, il fronte era difficile da mantenere e dunque le forze degli Imperi centrali poterono muovere truppe e risorse dal fronte russo al fronte italiano, che per la sua struttura era il punto debole dello schieramento alleato e scatenare l’offensiva di Caporetto.

Il documento Balfour era in “lavorazione” da tempo, ma fu pubblicato proprio in corrispondenza di questi eventi che facevano temere ai governanti inglesi problemi di tenuta non solo bellica.

Nel suo libro Gerusalemme, il giornalista e storico inglese Simon Sebag Montefiore scrive:

“Nella primavera del 1917, l’America entrò in guerra e la Rivoluzione Russa rovesciò l’imperatore Nicola II. ”È chiaro che il governo di Sua Maestà era principalmente preoccupato di come mantenere la Russia nelle file degli Alleati“, spiegò uno dei principali funzionari britannici, e per quanto riguarda l’America, ”si pensava che l’opinione pubblica americana potesse essere influenzata favorevolmente se il ritorno degli ebrei in Palestina fosse diventato un obiettivo della politica britannica”. Balfour, in procinto di recarsi in America, disse ai suoi colleghi che “la stragrande maggioranza degli ebrei in Russia e in America sembra ora favorevole al sionismo”. Se la Gran Bretagna avesse potuto fare una dichiarazione filosionista, “saremmo stati in grado di portare avanti una propaganda estremamente utile sia in Russia che in America”.

Se la Russia e l’America non erano abbastanza urgenti, gli inglesi vennero a sapere che i tedeschi stavano prendendo in considerazione una loro dichiarazione sionista: dopotutto, il sionismo era un’idea tedesco-austriaca e fino al 1914 i sionisti avevano avuto sede a Berlino. Quando Jemal Pasha, il tiranno di Gerusalemme, visitò Berlino nell’agosto 1917, incontrò i sionisti tedeschi e il gran visir ottomano, Talaat Pasha, accettò con riluttanza di promuovere “una patria nazionale ebraica”. Nel frattempo, ai confini della Palestina, il generale Allenby stava segretamente preparando la sua offensiva.

Questi, e non il fascino di Weizmann, furono i veri motivi per cui la Gran Bretagna abbracciò il sionismo e ora il tempo era essenziale. «Sono un sionista», dichiarò Balfour, e forse il sionismo divenne l’unica vera passione della sua carriera. Anche Lloyd George e Churchill, ora ministro delle munizioni, divennero sionisti e quell’effervescente provocatore, Sir Mark Sykes, ora membro del Gabinetto, si convinse improvvisamente che la Gran Bretagna aveva bisogno dell’“amicizia degli ebrei di tutto il mondo” perché “con la grande comunità ebraica contro di noi, non c’è alcuna possibilità di portare a termine l’impresa”, ovvero la vittoria nella guerra.

Non tutti nel Gabinetto erano d’accordo e si scatenò una battaglia. “Che ne sarà del popolo di questo Paese?”, chiese Lord Curzon, ex viceré dell’India. Lloyd George sostenne che “gli ebrei potrebbero essere in grado di darci più aiuto degli arabi”. Il segretario di Stato per l’India, Edwin Montagu, ebreo tormentato, erede di una dinastia di banchieri e cugino di Herbert Samuel, sostenne con forza che il sionismo avrebbe probabilmente suscitato un aumento dell’antisemitismo. Molti magnati ebrei britannici erano d’accordo: Claude Goldsmith Montefiore, pronipote di Sir Moses, sostenuto da alcuni Rothschild, guidò la campagna contro il sionismo e Weizmann si lamentò che “considerava il nazionalismo al di sotto del livello religioso degli ebrei, tranne che come inglesi”…. “La Gran Bretagna fu in seguito accusata dagli arabi di cinico tradimento, per aver promesso contemporaneamente la Palestina allo sceriffo, ai sionisti e ai francesi, una perfidia che entrò a far parte della mitologia della Grande Rivolta Araba. Si trattò certamente di cinismo, ma le promesse fatte agli arabi e agli ebrei erano entrambe il risultato di una convenienza politica a breve termine, sconsiderata e urgente in tempo di guerra, e nessuna delle due sarebbe stata fatta in altre circostanze. Sykes insistette allegramente: “Ci siamo impegnati a favore del sionismo, della liberazione armena e dell’indipendenza araba”, ma c’erano gravi contraddizioni: la Siria era stata promessa specificamente sia agli arabi che ai francesi. Come abbiamo visto, la Palestina e Gerusalemme non erano state menzionate nelle lettere allo sceriffo, né la città era stata promessa agli ebrei. Sykes-Picot specificò una città internazionale e i sionisti acconsentirono: «Volevamo che i Luoghi Santi fossero internazionalizzati», scrisse Weizmann.

La Dichiarazione era stata concepita per allontanare gli ebrei russi dal bolscevismo, ma la notte prima della sua pubblicazione Lenin prese il potere a San Pietroburgo. Se Lenin avesse agito qualche giorno prima, la Dichiarazione Balfour non sarebbe mai stata emanata. ….“Ironia della sorte, il sionismo, spinto dall’energia degli ebrei russi – da Weizmann a Whitehall a Ben-Gurion a Gerusalemme – e dalla simpatia dei cristiani per la loro difficile situazione, fu ora tagliato fuori dagli ebrei russi fino alla caduta dell’Unione Sovietica nel 1991”

Insomma quello che si tira fuori da una breve disamina della letteratura storica è che la storia è un sistema complesso nel quale il rapporto causa effetto, per di più semplificato, come sembra piacere al collega Burioni non è il meccanismo fondamentale. Attribuire a singoli fatti, apparentemente casuali, le conseguenze di dimensioni mondiali che ne sono seguite appare veramente riduttivo, una favoletta per adulti, ma sostanzialmente inesatta.

La dichiarazione Balfour (che ripeto era solo una dichiarazione di intenti) fu il compimento e nello stesso tempo l’inizio di un processo storico che non era dovuto alla abilità e simpatia di Weizman, ma alle leggi di funzionamento della società umana organizzata nel cosiddetto “capitalismo”, che redistribuì le sue zone di influenza attraverso uno scontro bellico mondiale. L’impero di Sua Maestà britannica prometteva di appoggiare l’obiettivo di un movimento politico agli albori sperando di trarne guadagno (gli interessi inglesi per il controllo del petrolio nascevano allora, quando l’allora Ministro della Marina tale Winston Churchill, nel 1913, decise di spostare il combustibile delle navi da guerra dal carbone di cui l’Inghilterra aveva il controllo, ma che era al suo picco, al petrolio che doveva essere ottenuto dagli stati arabi al momento tramite il porto di Haifa, che fu non a caso luogo di uno dei primi attentati dell’Irgun ).

Nella conclusione di Guerra e Pace Tolstoj ebbe a scrivere:

“Per la storia, il riconoscimento della libertà degli uomini come una forza che può influire sugli avvenimenti storici, cioè come una forza non soggetta a leggi, è la stessa cosa che per l’astronomia il riconoscimento della libera forza di movimento delle forze celesti.

Questo riconoscimento distrugge la possibilità dell’esistenza delle leggi, cioè di qualsiasi conoscenza. Se esiste anche un solo corpo che si muove liberamente, non esistono più le leggi di Keplero e di Newton e non esiste più nessuna rappresentazione del movimento dei corpi celesti. Se esiste una sola azione libera dell’uomo, non esiste alcuna legge storica e alcuna concezione degli eventi storici.

Per la storia esistono linee di movimento delle volontà umane, un’estremità delle quali si nasconde nell’ignoto, mentre all’altra estremità si muove nello spazio, nel tempo e in dipendenza dalle cause la coscienza della libertà che hanno gli uomini nel presente.

Quanto più si apre davanti ai nostri occhi questo spettacolo del movimento, tanto più evidenti sono le leggi di questo movimento. Cogliere e definire queste leggi è il compito della storia.”

Consultati:

Acetone e altre storie.

10.1021/ie50336a020  Cooley su Industrial and Engineering Chemistry, 29,1399 (1937)

Jerusalem, the biography. Simon Sebag Montefiore, Ed. A.A. Knopff, 2011 p.1047 sgg

Rashid Khalidi – Palestina. Cento anni di colonialismo, guerra e resistenza-Laterza (2025)

Jean-Pierre Filiu – Perché la Palestina è perduta ma Israele non ha vinto. Storia di un conflitto (XIX-XXI secolo)-Einaudi (2025)

Ilan Pappé – Brevissima storia del conflitto tra Israele e Palestina. Dal 1882 a oggi-Fazi (2024)

Tolstoj, Guerra e Pace, ed Garzanti, p. 3816

Green Chem., 2025, Accepted Manuscript
DOI: 10.1039/D5GC02561C, PaperChenchen Zhu, Anting Ding, Chuanying Liu, Chengliang Xiao, Ming Li
Palladium (Pd) and platinum (Pt) are widely used precious metals (PMs) in modern industrial catalysis, yet their recovery from spent catalysts remains a challenge. In this work, we demonstrate a...
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Green Chem., 2025, Advance Article
DOI: 10.1039/D5GC02131F, PaperJiankun Li, Shuhe Kang, Huize Zhang, Jincai Yang, Pengfei Wan, Zheng Li, Shang Wu, Yuzhi Sun, Quanlu Yang
FeCo-S/Z8-NC integrates CNTs, ZnS, a CoFe alloy and sp3 defect carbon with CNTs, forming a protective armor while enabling fast electron transport. The FeCo-S/Z8-NC-based zinc–air battery exhibits an open circuit potential of 1.56 V.
To cite this article before page numbers are assigned, use the DOI form of citation above.
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Green Chem., 2025, Accepted Manuscript
DOI: 10.1039/D5GC03083H, Tutorial ReviewJingyu Liu, Shuyan Yi, Jingwen Cheng, Sibao Liu
Polyethylene terephthalate (PET) is the most widely used synthetic polyester; however, a significant portion of its waste accumulates in landfills, oceans, and incinerators, posing severe environmental and health risks. Chemical...
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Green Chem., 2025, Advance Article
DOI: 10.1039/D5GC03294F, PaperKai Yang, Wenrui Zhang, Qinghua Deng, Zhiqian Li, Jiancheng Zhang, Quanli Liu, Hao Mo, Nan Zhu
An exquisite hierarchical heterostructure of MoSe2@CoSe significantly promotes sodium-ion storage kinetics, lowers the ion diffusion barrier, and improves structural stability during long-life cycles.
To cite this article before page numbers are assigned, use the DOI form of citation above.
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Green Chem., 2025, Advance Article
DOI: 10.1039/D5GC02932E, PaperWenkai Lang, Jin Deng, Xin Liu, Zaiyu Yang, Ruxia Zhang, Honghong Liu, Keyuan Sun, Shenfu Yuan
A five-membered ring structure in coke deposits was proposed, and cyclopentanone was identified as the key intermediate in the formation of this structure. The reaction mechanism from real biomass to catalyst coke deposits was sorted out.
To cite this article before page numbers are assigned, use the DOI form of citation above.
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Green Chem., 2025, 27,9820-9845
DOI: 10.1039/D5GC03111G, Critical ReviewLisha Sheng, Hailong Ning, Yi Wang, Chengyi Li, Shengtao Huang, Yuquan Zhang, Bo Xu, Zhenqian Chen
Porous liquids are a novel class of porous materials that integrate the permanent porosity of solids with the fluidity of liquids.
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Green Chem., 2025, 27,9917-9926
DOI: 10.1039/D5GC02354H, PaperShubin Wang, Shuxuan Yan, Zihao Chen, Yudie Ou, Binod Mahara, Xiangping Chen, Ying Yang, Tao Zhou
Mechanochemistry, with low energy and reagent use, minimizes secondary waste and offers a scalable, sustainable route for closed-loop recycling of complex spent LIBs, aligning with the principles of green chemistry and the circular economy.
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Green Chem., 2025, 27,9895-9905
DOI: 10.1039/D4GC06452F, Paper Open Access &nbsp This article is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 Unported Licence.Eleonora Fornoni, Ammar Al-Shameri, Pablo Domínguez de María, Volker Sieber
An aromatic polyamide monomer was synthesized from renewable resources through enzymatic catalysis in a one-pot one-step reaction.
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Green Chem., 2025, 27,9906-9916
DOI: 10.1039/D5GC01788B, PaperShaofeng Pang, Qi Wei, Junxi Liang, Liqun Jiang, Xinyun Guan, Bolin Xia, Rong Shang, Yanbin Wang, Yujing Zhang
A catalyst- and solvent-free system for reductive formylation of N-heteroarenes with formic acid was developed via a radical-mediated hydrogen transfer strategy to obtain N-formyl-heterocycles.
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Claudio Della Volpe

L’anno scorso un nuovo termine è venuto ad incrementare la confusione che già esisteva a proposito del magnetismo; sfido chiunque dei miei pochi lettori a negare che parlare di magnetismo comporti sempre un certo grado di difficoltà.

Il termine cui alludo è altermagnetismo, inventato nel 2024 in un lavoro pubblicato su Nature; un successivo lavoro su un’altra rivista della galassia Nature una review aiuta a farsi un’idea, ma c’è anche qualche articolo divulgativo, che consiglio caldamente.

Ovviamente devo ripartire da un poco prima per raccontarvi la cosa. Dedicatemi qualche minuto casomai sotto l’ombrellone.

Prima cosa da ricordare. Si dice spesso che il magnetismo (B) è un effetto relativistico del campo elettrico (E) (B ed E sono vettori), ossia frutto del fatto che la velocità con cui il campo si espande è finita, non infinita e dunque se ne vedono le variazioni, i gradienti; questa descrizione sia pure utile non è completamente corretta e dunque si dovrebbe parlare di campo elettromagnetico, in cui i due componenti interagiscono reciprocamente a causa della relatività, ma non solo. Dire che tutto il magnetismo è “solo un effetto relativistico dell’elettricità” funziona bene per campi statici generati da cariche in moto (tipo i fili con corrente), ma non per configurazioni in cui E e B sono coesistenti e accoppiati dinamicamente, come avviene nelle onde elettromagnetiche, dove vale invece la classica immagine delle due oscillazioni perpendicolari.

Fig. 1 Un’onda elettromagnetica (sinusoidalepolarizzata linearmente) che si propaga nella direzione +z in un mezzo omogeneo, isotropo e senza perdite (come potrebbe essere il vuoto). Il campo elettrico E → (frecce blu) oscilla nella direzione ±x, mentre il campo magnetico B → (frecce rosse) – ortogonale ad E → – oscilla nella direzione ±y, in fase con il campo elettrico.

Seconda cosa da ricordare. Ci sono tre vettori che esprimono il campo magnetico, indicati dai simboli B, H e M; in sostanza, H è il campo sorgente, M quello indotto all’interno di un materiale ed infine il campo B è il campo finale modificato dall’effetto della magnetizzazione del materiale, e infatti la loro relazione è la seguente

B = μ₀ * (H + M)

Dove: 

• μ₀: è la permeabilità magnetica del vuoto.
• M: è la magnetizzazione del materiale, che rappresenta la risposta del materiale al campo magnetico.

Se la magnetizzazione M è nulla o bassa allora rimane una sostanziale proporzionalità fra B ed H

 B = μ₀ *H

Ed inoltre esiste una relazione fra M ed H         M = χ*H

in cui il termine di proporzionalità adimensionale può essere positivo, nullo e negativo e prende il nome di suscettività magnetica del materiale. Possiamo adesso introdurre tutti quegli aggettivi che rendono complessa la descrizione del magnetismo, guardatevi la figura qui sotto e le sue scale logaritmiche!!

Fig.2 Diversi casi di suscettibilità magnetica nei materiali secondo ChatGPt-5 free in scala symlog. I valori sono indicativi. Si tenga presente che i rapporti di suscettività dipendono anche dalla temperatura.

A questo punto, forti del nostro breve ricordo generale della descrizione del magnetismo possiamo introdurre qualcosa di più. Da dove si origina?

Dai campi magnetici delle particelle costituenti (elettroni soprattutto, i nuclei ce l’hanno ma è molto più debole, noi chimici ci facciamo l’NMR).  Se guardiamo agli elementi della tavola periodica possiamo classificarli in modo schematico come nella figura qui appresso.

Fig. 3 Il magnetismo nella tavola degli elementi.

I materiali, a livello microscopico possono essere formati da atomi o molecole aventi un momento magnetico diverso da zero: questo si può verificare in quanto la materia contiene elettroni, che sono dotati di momento magnetico.

Le categorie riportate nella figura /diamagnetismo, paramagnetismo, etc) sono valide non solo per gli elementi ma più in generale per tutti i composti chimici che vengono classificati come descritto qui di seguito.

I materiali diamagnetici sono per esempio rame, oro, argento, zinco, ossido di alluminio, cloruro di sodio. In questi gli elettroni occupano completamente i livelli energetici e non ci sono elettroni spaiati; quando sono sottoposti ad un campo magnetico esterno il loro moto viene comunque perturbato ma in modo diverso: quelli che si muovono in una direzione vengono accelerati e gli altri rallentati e si crea un campo magnetico che si oppone a quello esterno (legge di Lentz); in complesso la suscettività è piccola e negativa.

Tenete presente che in fisica classica la spiegazione che abbiamo dato non esiste, i materiali diamagnetici sono già oggetti da meccanica quantistica.

Nel caso invece che ci siano elettroni spaiati, ma isolati, non accoppiati, a causa della struttura del materiale e dell’effetto della temperatura ambiente, il materiale non presenta momento magnetico proprio, ma se sottoposto ad un campo esterno si allinea ad esso, sia pur debolmente. In questo caso abbiamo i materiali paramagnetici, come per esempio alluminio, cromo, sodio, titanio, ossigeno o composti come cloruro di cromo, solfato di manganese.

Il paramagnetismo dell’ossigeno, del tutto inatteso, ne rivela la peculiare struttura elettronica (tre coppie di legame ed una di antilegame, i cui due elettroni spaiati rendono l’ossigeno nello stato fondamentale paramagnetico). Ne abbiamo parlato altre volte.

I valori della suscettività sono bassi in entrambi i casi, ma negativi per i diamagnetici e positivi per i paramagnetici.

Ci sono casi di materiali con suscettività elevate e sono questi i materiali ferromagnetici, detti così a causa del fatto che l’esempio più importante è il ferro, da cui dipende così tanta parte della nostra tecnologia. In questo caso non solo ci sono elettroni spaiati ma anche un elemento strutturale: la distanza fra gli elettroni spaiati è opportuna a favorire il loro allineamento; infatti, se ci si fa i conti esatti, in alcuni materiali allineare gli spin di elettroni isolati abbassa l’energia del sistema e dunque ne favorisce l’esistenza. Questo può avvenire se tale abbassamento abbassa l’energia più di quanto l’energia termica tenda a disturbare il fenomeno. Dunque esiste una temperatura detta di Curie, sopra la quale l’allineamento è sfavorito.

Ma sotto quella temperatura esisteranno domini dell’ordine dei micron con gli spin allineati (ma in direzioni diverse per ogni dominio, detto dominio di Weiss) e l’applicazione del campo esterno H è in grado di allinearli tutti al campo stesso. La suscettività acquista dunque un valore elevato dell’ordine anche di migliaia di volte. È il caso di ferro, cobalto e nickel o anche leghe opportune come il permalloy. Cessato il campo esterno l’allineamento rimane e ha una durata anche lunga. In generale questi materiali mostrano di essere sorgenti di campo magnetico proprio per questo motivo (in Natura sono poi immersi nel campo magnetico terrestre e dunque la sorgente che li fa accoppiare esiste sempre).

Esistono anche materiali con elettroni spaiati in cui la struttura cristallina (di solito costituita di specie ioniche diverse) è tale che per quelle distanze e combinazioni l’energia minima si ha quando nei domini gli spin isolati negli atomi e molecole sono anti-allineati; in questo caso il campo magnetico spontaneo è nullo se i singoli atomi o ioni sono in egual numero; ma se sono in numero diverso allora avrò anche qui un campo magnetico residuo come nei ferromagnetici. Tali materiali vengono definiti ferrimagnetici (ossidi di ferro, di titanio e di ferro e titanio (ilmeniti)), con suscettività anche elevate.

Nel caso di egual numero di spin diversi avrò l’antiferromagnetismo, ossia la suscettività sarà nulla o quasi a bassa temperatura perché in ogni condizione i campi dei domini tenderanno ad annullarsi. La temperatura critica si chiama qua di Neel.

Fig.4 Ordinamento degli spin nei domini di una materiale antiferromagnetico.

Nella figura 2 si vede che il cromo ha queste caratteristiche.

Di passaggio noto che nei materiali superconduttori la suscettività è pari a -1 in quanto il campo magnetico è come “espulso” dal materiale mentre è superconduttore; ma mi fermo qua perché l’argomento ci porterebbe troppo lontano.

E arriviamo finalmente all’altermagnetismo.

Qualcuno di recente ha notato uno strano fenomeno; che ci sono materiali come l’ossido di rutenio o il tellururo di manganese (entrambi composti ionici) in cui la suscettività magnetica nulla nasce da una diversa condizione.

Gli atomi con momento magnetico opposto sono accoppiati dalla rotazione dei cristalli o dalla simmetria speculare come nella figura seguente:

Fig. 5 Pattern magnetico e cristallino altermagnetico nel tellururo di manganese altermagnetico (MnTe, a sinistra) e nel biossido di rutenio (RuO 2 , a destra).

Come va la suscettibilità negli altermagneti?

Gli altermagneti, pur essendo antiferromagnetici a livello microscopico, presentano una suscettibilità magnetica che può variare in modo significativo a seconda della temperatura e della struttura del reticolo. A differenza degli antiferromagneti classici, dove la suscettibilità raggiunge un massimo alla temperatura di Néel (temperatura di transizione tra lo stato ordinato e quello disordinato), gli altermagneti possono mostrare comportamenti più complessi. La suscettibilità magnetica degli altermagneti può essere influenzata da diversi fattori, tra cui: temperatura, struttura del reticolo e interazioni magnetiche.

Cogliere la differenza fra antiferromagneti e altermagneti può non essere banale; il tellururo di manganese è stato per anni classificato antiferromagnetico. Poi l’anno scorso una collaborazione internazionale (Accademia ceca delle scienze, EPFL, PSI, Università di Nottingham e altri) si è concentrata sul tellururo di manganese (MnTe). Hanno utilizzato la spettroscopia avanzata di fotoemissione risolta in spin presso strutture a raggi X di sincrotrone (la Swiss Light Source e la svedese MAX IV) per sondare MnTe. Alla fine del 2024, hanno riferito su Nature che le bande elettroniche di MnTe sono effettivamente “spin-split”, il che significa che i livelli di energia per gli elettroni di spin-up divergono da quelli per gli elettroni di spin-down. È importante sottolineare che MnTe non ha magnetizzazione netta (gli spin sugli atomi di Mn vicini si annullano). Questa combinazione di magnetizzazione netta evanescente e degenerazione di spin rotto è esattamente ciò che la teoria prevede per gli altermagneti, ed è qualcosa che un antiferromagnete convenzionale non può fare.

Fig 6 Struttura cristallina del MnTe con due sottoreticoli a spin opposto (MnA e MnB) e possibili trasformazioni di trasposizione dei sottoreticoli contenenti un riflesso nello spazio reale o una rotazione sestupla.

S. Lee et al., “Broken Kramers degeneracy in altermagnetic MnTe,” Phys. Rev. Lett. 132, 036702 (2024).

Ma questa apparentemente sottile differenza può essere importante?

Diciamolo teoricamente: Possiamo dire che un altermagnete è magneticamente “invisibile” esternamente ma internamente polarizzato. Gli esperimenti hanno confermato questo vedendo la divisione della banda in MnTe senza magnetizzazione netta. Quindi, se si invia una corrente attraverso un altermagnete in una particolare direzione, può essere fortemente polarizzata in spin (tutto in uno spin), simile alla corrente di un ferromagnete.

Diciamolo praticamente: una memoria basata sugli altermagneti sarebbe molto più veloce, stabile ed efficiente energeticamente di una attuale perché funzionerebbe nel campo dei THz, dunque 1000 volte più veloce di quella del computer che sto usando adesso, sarebbe maggiormente protetta dai campi vicini e dunque potrebbe essere più piccola e implicherebbe correnti di gran lunga inferiori. In effetti questa sarebbe una applicazione spintronica come si dice oggi, ossia basata sullo spostamento di spin non su correnti elettroniche.

Il prossimo passo è capire quante sostanze altermagnetiche esistono e rifare le figure 2 e 3 per bene. Vedremo.

Consultati.

Fai clic per accedere a superconduttivita-magnetismo-materia.pdf

una presentazione molto brillante di Daniele Di Gioacchino dell’INFN di Frascati

https://www.professormattw.com/post/altermagnetism-the-third-form-of-magnetism-unveiled

un’articolo divulgativo sul tema altermagnetismo

https://en.wikipedia.org/wiki/Altermagnetism

https://www.mdpi.com/2673-8724/5/3/17

https://www.nature.com/articles/s41535-025-00756-5

una review sul tema altermagnetismo

Green Chem., 2025, Advance Article
DOI: 10.1039/D5GC03435C, PaperMei Li, Canyu Zhang, Hui Liang, Boyang Wu, Wenxi Yu, Guangjian Li, Yufei Cao, Wen-Yong Lou
Machine learning-guided engineering of chalcone synthase effectively overcomes substrate promiscuity, enabling highly selective biosynthesis of phloretin in yeast, and provides a framework for the microbial production of high-value natural products.
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