MILANO – Era inevitabile che ci fosse la firma di un italiano nella preparazione del primo micro caffè; ottenuto facendo unire una goccia d’acqua con un grano di caffè istantaneo.
Micro caffè: un primato della scienza italiana
Lo scienziato che c’è riuscito si chiama Daniele Foresti e lavora allo Swiss Federal Institute of Technology (Eth) di Zurigo. Proprio qui Foresti e i suoi colleghi sono riusciti a regolare i movimenti di gocce e particelle sospese in aria; controllate da onde sonore ad alta frequenza.
Sempre in questa sede, per la prima volta, i ricercatori sono riusciti a regolare con precisione i movimenti di gocce di acqua, idrocarburi e solventi.
Ma anche a comandare reazioni chimiche e a far volteggiare nell’aria uno stuzzicadenti. E, spiegano i ricercatori su Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas), non si tratta di un trucco da maghi.
Per quale motivo farlo?
Perché muovere gocce nell’aria permette di studiare processi senza avere il contatto con le superfici. Alcune reazioni chimiche e processi biologici sono condizionati o compromessi dal contatto con i contenitori. Ci sono inoltre sostanze che possono anche disgregarsi quando toccano le superfici.
Il micro caffè è un “caffè sospeso”
Fino a oggi la levitazione era possibile con l’utilizzo di magneti o campi elettrici – dai treni magnetici alle rane fluttuanti nell’aria -; ma non si riusciva a controllare o a muovere gli oggetti in modo accurato.
Per raggiungere una buona precisione sono state utilizzate onde acustiche stazionarie. La forza dell’onda spinge l’oggetto verso l’alto. Attraverso la sua pressione di radiazione acustica- Così ne impedisce la caduta per gravità.
Come un flusso d’aria da un phon che mantiene in aria una pallina da ping pong. La forza esercitata dall’onda sonora deve però mantenersi costante nel tempo. Per questo si usano onde stazionarie.
In questo caso si possono far levitare non solo oggetti con proprietà elettriche o magnetiche; ma anche tutto ciò che ha densità inferiore o uguale all’acqua.
Le dimensioni contano
Rimane solo il vincolo sulla dimensione massima degli oggetti levitabilii che è la metà della lunghezza dell’onda acustica. Per evitare di danneggiare l’udito dei ricercatori, sono state usate onde sonore a 24 kHz. Non percepibili dall’uomo ma da animali come gatti, topi e pipistrelli.
Goccia + grano= micro caffè
I processi e le reazioni da sperimentare in aria sono praticamente infiniti. Daniele Foresti, ricercatore presso l’Eth e autore dell’articolo pubblicato su Pnas, è riuscito a unire una gocciolina d’acqua a un grano di caffè istantaneo.
Creando così una goccia di caffè direttamente in aria. Allo stesso modo, l’unione di due gocce di liquido con diverso pH ha attivato la fluorescenza di un pigmento. Così come mostrato nell’immagine sotto.
Per vedere il video con la goccia d’acqua che ingloba un grano di caffè solubile basta basta cliccare QUI .
Gli esperimenti in condizioni estreme
Tra le applicazioni, oltre ai movimenti controllati per materiali pericolosi o fragili, c’è la possibilità di studiare reazioni chimiche che richiedono condizioni estreme;
oppure per simulare condizioni di micro-gravità a basso costo. Inoltre, si potranno studiare le reazioni dei liquidi anche a temperature inferiori al punto di congelamento.
In un contenitore, i liquidi solidificano non appena in contatto con la superficie; mentre in aria la sostanza può essere mantenuta liquida anche a temperature molto basse.
Ma attenzione, se la forza esercitata dall’onda acustica supera la tensione superficiale della goccia, questa si disgrega con una piccola esplosione.
