martedì 1 marzo 2016

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C’è un duomo nel Golfo di Napoli



Scoperto un rigonfiamento del fondo del mare con emissioni gassose nel Golfo di Napoli durante una campagna oceanografica coordinata da Cnr, Ingv e Università di Firenze. I risultati sono stati pubblicati su Scientific Reports–Nature


Un duomo (rigonfiamento) sul fondo marino con associate emissioni gassose è stato localizzato per la prima volta nel Golfo di Napoli a una distanza di circa 5 km dal porto di Napoli e 2.5 km da Posillipo. A individuarlo un team di ricercatori dell’Istituto per l’ambiente marino costiero e di geoscienze e georisorse del Consiglio nazionale delle ricerche (Iamc e Igg del Cnr), dell’Istituto nazionale di geofisica e vulcanologia (Ingv) e del Dipartimento di scienze della Terra dell’Università di Firenze, durante i rilievi della campagna Safe 2014 (Seafloor Acoustic Detection of Fluid Emissions) a bordo della nave oceanografica Urania del Cnr. I risultati sono stati pubblicati su Scientific Reports–Nature.

“Questa struttura”, spiega Salvatore Passaro dell’Iamc-Cnr, “si trova a metà strada tra i vulcani attivi del Campi Flegrei e del Vesuvio a profondità variabili tra i 100 e i 170 metri. La sua altezza è di circa 15 metri e copre un’area di 25 km2”.

Durante i rilievi sono state scoperte 35 emissioni gassose attive e oltre 650 piccoli crateri riconducibili ad attività di degassamento avvenuto in tempi recenti. Tutta questa area si è formata per la risalita, tuttora attiva e comunque più recente di 12.000 anni, di gas di origine profonda (mantello) e crostale. La risalita dei gas avviene lungo condotti di diametro variabile tra i 50 e i 200 metri che tagliano, piegano e fratturano i sedimenti marini attuali. “I dati raccolti nel Golfo di Napoli”, afferma Guido Ventura, ricercatore dell’Ingv, “ci indicano che siamo in presenza di una attività correlabile a una fenomenologia vulcanica non associata, per ora, ad una risalita diretta di magma; tuttavia, come ormai noto da precedenti esperienze in Giappone, Canarie, Mar Rosso, queste manifestazioni possono, in alcuni casi, precedere la formazione di vulcani sottomarini o esplosioni idrotermali”.

Una fenomenologia analoga a quella riscontrata nel Golfo di Napoli caratterizza anche l’attività dei Campi Flegrei.  “Lo studio di quest’area rappresenta oggi un punto di partenza per la comprensione dei fenomeni vulcanici sottomarini in zone costiere”, conclude Guido Ventura.

Nanoparticelle sui nanogradini




Un gruppo di ricerca dello Iom-Cnr e della Sissa e aumenta l’efficienza dei catalizzatori riducendone lo spreco. La ricerca è stata appena pubblicata su Nature Communications
Le nuove tecnologie hanno 'fame' di catalizzatori efficienti e dai costi contenuti. I materiali migliori sono costituiti da nanoparticelle, che devono le loro proprietà proprio alle dimensioni ridotte. Le singole particelle di catalizzatore però hanno la tendenza ad aggregarsi in particelle più grandi, affievolendo la propria efficacia. Un gruppo di ricercatori dell’Istituto officina dei materiali del Consiglio nazionale delle ricerche (Iom-Cnr), della Scuola internazionale superiore di studi avanzati di Trieste (Sissa) e del centro Democritos, con la collaborazione di altre istituzioni, ha creato un materiale che mantiene stabile il catalizzatore 'disperso', aumentando così l’efficienza del processo e diminuendo costi e sprechi. La ricerca è stata appena pubblicata su Nature Communications.
Il platino è uno dei costosi metalli usati come catalizzatori nelle nuove tecnologie che servono per i processi chimici industriali, le fonti di energia rinnovabile, la riduzione dell’inquinamento e tanto altro ancora. In particolare, viene usato per le celle a combustibile, dispositivi che trasformano l’energia chimica in elettrica, senza passare attraverso la combustione. La ricerca dimostra che l’efficienza maggiore si ottiene quando il catalizzatore è disponibile in forma di nano-particelle (sotto la dimensione di 10-9 m). In parole povere, più il materiale è disperso e piccole sono le particelle, più è disponibile per il processo di catalisi. Purtroppo, le leggi della termodinamica spingono le particelle ad 'attaccarsi' le une alle altre formando aggregati più grandi e questo è il motivo per cui il materiale con il passar del tempo diventa più scadente. Come fare per mantenere la “nanopolvere” massimamente dispersa?
Il gruppo di scienziati Iom-Cnr/Sissa, con la collaborazione dell’Univerzita Karlova di Praga, ha studiato il modo di produrre granuli di platino così piccoli da essere costituiti da un solo atomo e di mantenerli dispersi in maniera stabile, sfruttando le proprietà del substrato sul quale poggiano. “Il lavoro teorico ha dimostrato che le discontinuità del substrato chiamate step (gradini), osservate negli esperimenti effettuati presso Sincrotrone Trieste, tendono ad attirare le nanoparticelle e a disgregarle, facendo sì che vi restino letteralmente attaccate in forma atomica”, spiega Stefano Fabris, ricercatore Iom-Cnr/Sissa. “Le particelle incollate ai gradini non erano più visibili nemmeno con il microscopio a risoluzione atomica”, spiega Nguyen-Dung Tran, uno studente di PhD della Sissa. “Tuttavia, la loro presenza veniva rilevata dalla spettroscopia: quindi erano presenti, ma non libere di muoversi e invisibili”. “Le nostre simulazioni al computer hanno risolto questo dilemma, dimostrando che le particelle sugli step si riducono a singoli atomi”, aggiunge Matteo Farnesi Camellone Iom-Cnr, altro autore del lavoro.
“Se la superficie viene ingegnerizzata creando un gran numero di questi difetti, allora la forza che àncora le particelle al substrato contrasta efficacemente quella di aggregazione”, prosegue Fabris. Il lavoro teorico, coordinato da Fabris, ha permesso di formulare un 'sistema modello' al computer in grado di prevedere il comportamento del materiale. Le previsioni del modello sono state confermate dalle misure sperimentali. Materiali come questo possono essere utilizzati per gli elettrodi delle celle a combustibile, con costi molto inferiori a quelli attuali.
“Ridurre la quantità di platino usata negli elettrodi delle celle a combustibile è prioritario, non solo per ridurre i costi ma anche in una prospettiva di sostenibilità ambientale, come indicano anche le recenti direttive europee”, conclude Fabris. Il progetto europeo ChipCat, che ha finanziato questa ricerca, è mirato proprio a questo scopo.