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Cervelli in fuga

Acqua secca: la matrice della vita?

I pesci non vedono l'acqua. Ma neanche noi. Roberto Germano ci svela i rivoluzionari risultati delle nuove ricerche sulla natura chimico-fisica dell'acqua.

Redazione
giovedì 15 settembre 2016 01:20




La Redazione di Scienza e Conoscenza intervista Roberto Germano

Conseguita nei prestigiosi laboratori di Fisica Sperimentale del MIT (Massachusetts Institute of Technology) negli USA, e pubblicata sull'ultimo numero di Nature, una scoperta che rivoluziona la conoscenza della sostanza più importante e studiata al mondo, e che va a costituire il nostro stesso corpo per circa il 99% in numero di molecole: l'acqua.
Presso il MIT, lo studioso di origine brasiliana professor Victor Ely, ha isolato grandi quantitativi di strutture di molecole d'acqua aggregate che sono solide a temperatura e pressione ambientale. Questa nuova fase dell'acqua, una frazione della quale resiste addirittura fino ai 700°C, sembra essere la vera base delle strutture biologiche.
Il professor Ely, la dott.ssa Helene Naples, e il dottor Gorten Abermoor della PROMETHEUS Inc., hanno battezzato questo nuovo materiale, mai individuato prima d'ora, XEROSIDRILE, dal greco antico: Xeros (secco) - Idro (acqua) - Yle (materia).
Inoltre, basandosi su queste novità, i ricercatori hanno appena ottenuto l'assegnazione di un brevetto per un sistema che estrae corrente elettrica da acqua distillata e dal calore ambientale; si tratta di rivoluzionarie celle fotovoltaiche che utilizzano soltanto acqua pura e un polimero idrofilico a basso costo e funzionano anche al buio! La PROMETHEUS Inc. ha brevettato questo nuovo fenomeno, battezzandolo Effetto Ossidroelettrico.


Scienza&Conoscenza: Abbiamo voluto cominciare questa intervista con questa sconvolgente notizia di cronaca scientifica, per chiederti cosa ne pensi, cosa c'è di vero?
Roberto Germano: Questa notizia e chiaramente falsa.

S&C: Dobbiamo ammettere che uno dei nostri redattori si è divertito a farti uno scherzo. Ma, se invece dello studioso di origine brasiliana professor Victor Ely, si parla del prof. napoletano Vittorio Elia, invece del MIT, si parla dell'Università "Federico II" di Napoli, invece di Helene Naples diciamo Elena Napoli, invece di Nature, si parla di altre riviste scientifiche internazionali peer reviewed, e invece di Gorten Abermoor della PROMETHEUS Inc., parliamo di Roberto Germano della PROMETE Srl?
RG: Beh, in effetti allora diventa assolutamente vera!!
Abbiamo già pubblicato diversi articoli sperimentali su riviste internazionali che mostrano inequivocabilmente - con numerosissime differenti tecniche di misura - queste incredibili novità! Certo, se fosse vera la finzione elaborata dal vostro fantasioso redattore, ora la notizia sarebbe già rimbalzata su tutti i mezzi di comunicazione di massa e divulgata in ogni salsa, ma tant'è. Anche il brevetto è vero, ed e già stato ottenuto da alcuni mesi.
Abbiamo la possibilità di aprire una nuova epoca del modo con cui ci relazioniamo alla Natura, non più con la violenza (scarsissima efficienza, abbondanti scarti tossici), ma con la sintonia (altissima efficienza, pochi scarti e riciclabili). È vero che siamo nel pieno di una profonda crisi epocale, sia economica che ecologica, ma l'era della pietra non si e conclusa perché erano finite le pietre.

S&C: È evidente anche agli occhi di un non esperto che si tratta di qualcosa di estremamente rivoluzionario, anche perché riguarda l'acqua. Ma allora, dobbiamo citare la cosiddetta bilancia di Sagan: "affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie"...
RG: Certo, si tratta di un lungo percorso, fatto di anni di ricerche coraggiose e controcorrente, ma sempre pubblicate su riviste internazionali, che ha condotto infine a vedere qualcosa che altrimenti sarebbe stato impossibile individuare. Quando non ti aspetti qualcosa e difficile vederla, specie se ci sei "immerso", come è vero per l'acqua, le cui molecole costituiscono il 99% in numero delle molecole di ogni essere vivente. Proprio per motivi analoghi, ad esempio, la pressione atmosferica è stata scoperta e misurata soltanto nel XVII secolo dal famoso allievo di Galilei, Evangelista Torricelli. Infatti, prima di quei tempi - non così remoti, si tratta di soltanto poco più di tre secoli fa - la domanda se l'aria potesse avere un peso, neanche si poneva!

S&C: Infatti, si dice spesso, come regola psicologica, che "i pesci non vedono l'acqua", proprio per sottolineare questo tipo di difficoltà. Proprio per questo vorremmo chiederti se puoi provare a raccontarci un po' questa affascinante storia.
Naturalmente, sappiamo che hai già pubblicato con l'editore Bibliopolis nel 2007 il saggio AQUA. L'acqua elettromagnetica e le sue mirabolanti avventure, per cui non ti chiediamo certo di ripartire da zero e sintetizzare un intero volume, ma solo di dirci ciò che può servire a contestualizzare meglio queste ultimissime eclatanti novità.
RG: Proviamoci! Colgo qui l'occasione per ricordare la lungimiranza, l'intelligenza e l'entusiastico coraggio di Francesco Del Franco - da pochi mesi ci ha prematuramente lasciati - che con le sue edizioni Bibliopolis, decise di pubblicare il mio saggio AQUA, ben otto anni fa, quando questi argomenti erano di ancor più "difficile" accettazione e comprensione di ora.
Cominciamo con una sintesi estrema, in cui faremo almeno 4 affermazioni rivoluzionarie, di cui poi discuteremo meglio:

1. l'acqua pura non è un isolante, ma ha invece caratteristiche semiconduttive (Emilio Del Giudice, Giuseppe Vitiello, Giuliano Preparata), ossia i suoi elettroni possono muoversi non così difficilmente come si credeva; cosa assolutamente non vera per l'acqua allo stato gassoso, cioè la molecola d'acqua al suo livello energetico più basso;
2. l'acqua liquida ha una dinamica interna (struttura bifasica), e quindi alcune perturbazioni puramente fisiche possono mutarne le proprietà chimico-fisiche, creando aggregati stabili di H2O (Vittorio Elia studia e pubblica risultati in questa direzione da 20 anni);

quindi:

3. possiamo creare delle asimmetrie, così da ottenere una sorta di effetto fotovoltaico operante nell'infrarosso ("Effetto Ossidroelettrico", ottenuto e poi brevettato e pubblicato da me, con la PROMETE);

e dulcis in fundo:

4. se faccio evaporare o liofilizzo quest'acqua pura "modificata", rimane un solido stabile a temperatura e pressione ambientale! (Vittorio Elia)

Si tratta di risultati ottenuti in gran parte negli ultimi 25 anni, ma i più recenti sono stati ottenuti soltanto negli ultimi 3-4 anni, e dunque ci vorrà ovviamente ancora un po' prima che raggiungano i testi di didattica universitaria.

Per molti anni si è creduto che la struttura dell'acqua liquida scaturisse dalle proprietà della sua rete di cosiddetti legami-idrogeno, ossia che l'acqua liquida fosse un insieme di molecole quasi totalmente indipendenti, un po' come in un gas denso, tenute insieme da legami elettrostatici deboli; ma questa non è una spiegazione dinamica, ma piuttosto un'osservazione «a posteriori», un modello elettrostatico. Già le osservazioni sperimentali dei biologi delle proprietà dell'acqua vicino alla membrana cellulare suggerivano, da alcuni decenni, che coesistono due forme di organizzazione molecolare dell'acqua in forma di microdomini, da decine a centinaia di Angstrom di dimensione, in tutto il campo di temperatura in cui l'acqua rimane liquida, proprio come poi e stato calcolato usando l'elettrodinamica quantistica (QED) dai fisici teorici italiani Emilio Del Giudice, Giuliano Preparata, Giuseppe Vitiello ed altri.
Molti risultati sperimentali sono profondamente incompatibili con il modello semplicistico di un liquido come un semplice «gas denso». Più di mezzo secolo fa, lo scopritore della Vitamina C, il fisiologo ungherese Albert Szent-Gyorgyi, premio Nobel in fisiologia e medicina, suggerì che l'acqua interfacciale «più organizzata» era in grado di supportare eccitazioni elettroniche più durature, probabilmente avendo un ruolo determinante nel trasferimento di energia vicino alla superficie delle cellule, dove l'acqua mostra un comportamento simile ai cristalli liquidi, come il fondatore della Società Internazionale per i Cristalli Liquidi, Sivaramakrishna Chandrasekhar, ha sottolineato in un suo testo molto noto.

S&C: Prima mi dicevi che recentemente questi risultati sperimentali sono stati confermati da Gerald Pollack e dal suo gruppo di ricerca negli USA. Utilizzando microsfere e coloranti come sonde, hanno mostrato che, sulle superfici idrofiliche (1), appare uno strato ben "distinto" di acqua, che misura fino a mezzo millimetro di spessore, in cui né microsferette, né coloranti, né altri soluti possono penetrare, e che per questo hanno chiamato tale strato "zona di esclusione" (EZ); esatto?
RG: Si, e quest'acqua EZ e risultata essere più viscosa del resto dell'acqua, e rilascia facilmente elettroni; a seguito di ciò l'acqua EZ ha un potenziale redox non trascurabile rispetto alla massa d'acqua (fino a centinaia di millivolt).
In un certo senso, l'acqua EZ è una specie riducente, considerando che l'acqua normale è un ossidante, e si può estrarre una corrente elettrica non trascurabile nell'ordine dei microampere (e con potenza dell'ordine dei microwatt) sfruttando quest'asimmetria netta che viene generata all'interno dell'acqua! In PROMETE abbiamo mostrato che questo accade anche quando si lavora con acqua pura (bidistillata) il che dimostra senza dubbio, come "corollario" non insignificante, che un fenomeno di trasporto elettrico non ionico avviene nell'acqua liquida, come recentemente riportato dal nostro gruppo con la scoperta dell'Effetto Ossidroelettrico (brevettato).

S&C: A questo proposito, prima mi descrivevi un'importante osservazione sperimentale: non ci sono cariche elettriche opposte tra superfici idrofiliche e l'acqua a contatto con esse. Ma allora, ciò significherebbe che l'attrazione solido-acqua che è all'origine del cosiddetto comportamento "idrofilico" della superficie non è prodotto da un fenomeno elettrostatico, come normalmente si crede?
RG: Si, infatti si tratta piuttosto di un'attrazione collettiva dinamica, appunto come quella causata dalla QED coerente, in modo che (a differenza del caso elettrostatico) accade che "like likes like" (il simile e attratto dal simile), per citare la famosa espressione coniata da premio Nobel per la Fisica Richard Feynman.
Ricordiamo che i calcoli di QED coerente di E. Del Giudice, G. Preparata, G. Vitiello e altri, mostrano che, a temperatura ambiente, l'acqua liquida è bifasica, cioè è una vera e propria miscela di acqua coerente (dominio di coerenza, CD) e acqua incoerente. Lo stato coerente è la sovrapposizione di due stati molecolari, lo stato fondamentale e uno stato eccitato, con pesi statistici tali che, in un dato istante, sono presenti 0,13 elettroni quasi-liberi per molecola, cioè 700.000 elettroni quasi-liberi per ogni CD!!

Fig. 1 - Struttura complessa dell'acqua liquida così come risulta dai calcoli della QED coerente.

Questi risultati teorici, cosi come i nostri studi sull'estrazione di energia elettrica da acqua bidistillata da elettrodi identici, che ho ribattezzato "Effetto Ossidroelettrico",
indicano che i domini di coerenza dell'acqua raccolgono energia di "bassa qualità" dall'ambiente (praticamente rumore termico) e la trasformano in energia di "alta qualità in grado di svolgere lavoro esterno (flusso di elettroni).
Questo apre la strada a comprendere la biologia, la fotosintesi, e magari - perché no? - a "imitarla" con nuove tecnologie basate su questa comprensione.



Fig. 2 Schema del meccanismo di estrazione della corrente di elettroni dall'acqua, dall'energia di bassa qualità fornita dall'ambiente, grazie alla asimmetria dell'acqua liquida, nell'Effetto Ossidroelettrico e fenomeni correlati: un "sistema dissipativo" esemplare.

Ma, non soltanto: questo stesso effetto dinamico è probabilmente all'origine della formazione delle
strutture sovramolecolari di acqua osservate dal nostro gruppo di ricerca, e spiegherebbe la caratteristica di tali strutture di permanere a lungo nel tempo. Infatti, l'enorme numero misurato di elettroni estratti richiede ovviamente un corrispondentemente elevato numero di molecole di acqua ionizzate (cioè senza un elettrone e quindi con carica positiva), ed esse a loro volta possono dare origine ad aggregati laddove le condizioni al contorno siano favorevoli.

S&C: Facci capire bene. Si creano quindi aggregati di molecole d'acqua, che rimangono poi solidi e stabili anche a temperatura ambiente?
RG: La scoperta recente più importante del nostro gruppo di ricerca è che le modifiche locali nell'organizzazione di acqua allo stato liquido possono essere raggiunte attraverso molti tipi di stimoli fisici a bassa energia, e che queste alterazioni possono anche diventare "fisse", grazie alla spontanea organizzazione sovramolecolare, a formare strutture dissipative (2) "permanenti" (ma che ovviamente si evolvono nel tempo con il flusso di energia e il contesto ambientale) in acqua liquida.
Inoltre - e ancor più sorprendentemente - queste strutture sono così persistenti da sopravvivere anche all'essiccazione o alla liofilizzazione. Infatti, dopo la rimozione dell'acqua "normale", avviene la condensazione in quantità facilmente misurabili (alcuni mg da soli 200 ml di acqua pura (3), l'equivalente di un bicchiere) di strutture solide (che appaiono evidentemente frattali), con ciascun nucleo di dimensioni di centinaia di nanometri, a pressione atmosferica e temperatura ambiente. E sono abbondanti e molto evidenti, tanto che scherzando fra noi talvolta lo chiamiamo "zucchero filato" (vedi la foto 4).
A questo proposito notiamo che, pochi anni fa, i fondamenti teorici basati sulla QED per le complesse proprietà organizzative dell'acqua liquida sono stati armonizzati con la termodinamica dei processi irreversibili, grazie al lavoro congiunto di Emilio Del Giudice ed Enzo Tiezzi.

S&C: È il momento di raccontarci meglio ciò che si vede dal punto di vista dei fatti sperimentali.
RG: Sicuramente! Bisogna rendersi innanzitutto conto che è stata ormai raccolta una quantità notevolissima di dati sperimentali relativi alle proprietà fisico-chimiche dell'acqua sottoposta a perturbazioni fisiche (non chimiche) di vario genere, e la ricorrente obiezione che tali fenomeni potrebbero essere causati da "impurità chimiche", o che una cosi gran mole di dati possa derivare da errori di misura, deve ora essere definitivamente abbandonata. Negli ultimi 16 anni, il gruppo di ricerca di Vittorio Elia ha usato tecniche fisico-chimiche consolidate (calorimetria a flusso, conduttometria, pHmetria e potenziale all'elettrodo in cella galvanica) dimostrando che i parametri fisico-chimici di questo tipo di acqua perturbata con metodi fisici, evolvono nel tempo in modo imprevisto. Ciò significa che è possibile che il comportamento fisico-chimico di acqua liquida pura sia dipendente dalla "storia" di un particolare campione di acqua (rottura di simmetria temporale), in modo analogo al caso più noto dei materiali magnetici (rottura di simmetria spaziale). Abbiamo a che fare, quindi, con effetti che sono regolati dalla termodinamica dei processi irreversibili.

S&C: E nei vostri esperimenti più recenti avete misurato alterazioni simili tra loro, di diverse proprietà dell'acqua liquida pura, ma dopo averla sottoposta a differenti tipi di perturbazioni.
RG: Tre diverse perturbazioni fisiche a bassa energia: il contatto prolungato con una superficie fortemente idrofilica come il Nafion® (4), Acqua Iterativamente Nafionata (INW); filtrazione iterativa attraverso filtri di vetro sinterizzato, Acqua Iterativamente Filtrata (IFW); e trattamenti omeopatici, Soluzioni Estremamente Diluite (EDS).

S&C: Quindi il fatto che questi esperimenti siano stati condotti per così tanti anni ha contribuito a far capire l'importanza del fattore tempo?
RG: Si, infatti, l'attenta investigazione di tali sistemi in funzione della "freccia del tempo" si è rivelata inaspettatamente di grande importanza, conducendo all'idea che i sistemi osservati (le soluzioni omeopatiche, all'epoca) sono in realtà sistemi aperti (pur essendo meccanica mente "chiusi", possono scambiare energia con l'esterno) che sono lontani dall'equilibrio termodinamico, ed e proprio questa caratteristica a permettere che strutture con ordine locale ("strutture dissipative") emergano dal caos: vedi ad esempio la Figura 1.

S&C: Viene spontaneo chiedersi: si possono ridisciogliere queste strutture in acqua liquida? E che proprietà assume l'acqua pura così arricchita?
RG: Si, abbiamo trovato che, nel caso delle EDS, le variazioni di conducibilità dopo una procedura di tal genere erano molto basse (circa 20%); ma è interessante notare che ci vogliono diversi giorni per il sistema per raggiungere un valore stabile di conducibilità, probabilmente a causa del fatto che il residuo solido si ridiscioglie lentamente.

S&C: Quindi, in pratica, nella struttura solida viene mantenuto qualcosa che è in grado di riprodurre le proprietà fisico-chimiche dopo l'aggiunta di acqua pura?
RG: Esatto! Inoltre e importante notare che il fatto secondo cui la INW possa essere ottenuta in modo molto semplice, attraverso il contatto con le membrane idrofiliche, evidenzia l'importanza dell'acqua "perturbata" in sistemi biologici.

S&C: Ci hai parlato di tre tipologie di "perturbazioni", ma come avete studiato le caratteristiche che rendono "perturbati" i campioni d'acqua, cioè cosa si misura per concludere che sono differenti dall'acqua pura che conosciamo?
RG: Queste tre diverse tipologie di "acqua fisicamente perturbata" sono state studiate effettuando una serie di misure strutturali (analisi FT-IR o spettroscopia nell'infrarosso, dispersione della luce, spettroscopia UV-Visibile, microscopia a fluorescenza, AFM_microscopia a forza atomica). Lavori precedenti avevano già esaminato in profondità la determinazione dei parametri chimico-fisici di questi campioni di "acqua perturbata": conducibilità elettrica; calore di mescolamento con acido o con soluzioni basiche e pH.

S&C: Si tratta di effetti difficilmente misurabili?
RG: Tutt'altro! La conducibilità elettrica può aumentare anche più di 100 volte! Il pH dell'acqua preparato dal protocollo di filtrazione iterativo (IFW) e dell'EDS e alcalino, mentre quello dell'acqua iterativamente nafionata (INW) è molto acido e mostra una buona correlazione lineare con il logaritmo della conducibilità elettrica e può variare anche di 3 punti, e ciò corrisponde a variazioni di mille volte della concentrazione di H+.

S&C: In effetti è davvero molto interessante che tre differenti protocolli di perturbazione inducano alterazioni dell'acqua liquida che sono distinte, ma condividono l'elemento comune di una variazione nella struttura sovramolecolare dell'acqua "bulk" liquida. Come si può spiegare?
RG: Questi fenomeni complessi e difficili da razionalizzare, trovano una solida base teorica nell'ipotesi di lavoro della formazione di strutture dissipative (nanostrutture) di acqua all'interno dell'acqua liquida. Le perturbazioni di bassa energia applicate possono far sì che il sistema evolva verso una nuova condizione che non è in equilibrio. Dopo l'essiccazione o la liofilizzazione, queste strutture, che esistono in uno stato lontano dall'equilibrio in acqua liquida, possono invece evolvere in un'altamente stabile struttura amorfa di tipo frattale che e stabile allo stato solido a pressione e temperatura ambiente.

S&C: Nulla che si possa attribuire a banali fenomeni di inquinamento di tipo chimico o similari?
RG: Tutte le numerosissime indagini fisico-chimiche effettuate su tali sistemi hanno rivelato proprietà inaspettate dei campioni sia in fase liquida sia in fase solida. L'effetto principale dei processi iterativi come la filtrazione o "risciacquo" di pezzi Nafion® è un aumento della conducibilità elettrica (χ), e abbiamo anche trovato che esiste una relazione lineare tra il log (χ) e il pH. I campioni di IFW e di INW hanno mostrato aumenti di conducibilità χ di più di 100 volte. Per entrambi, IFW e INW, abbiamo osservato che la conducibilità χ varia con l'età del campione. Un'altra scoperta interessante e che la variazione del pH e stata anche molto grande. Per la INW il pH e cambiato da circa pH= 6 della pura acqua Milli-Q a circa pH= 3 per i campioni con la più alta conducibilità, cioè un aumento della concentrazione di H+ di mille volte. Questo risultato esclude che tali effetti possano originare da fantomatiche impurezze chimiche.

S&C: Ma allora qual è l'origine di un aumento così grande della conducibilità elettrica e del mutamento così netto del pH?
RG: Le variazioni osservate nella χ e nel pH possono essere spiegate con la presenza di aggregati sovramolecolari di molecole d'acqua.

S&C: Ci racconti che strumenti di indagine vi hanno poi davvero convinto dell'esistenza di tali aggregati in acqua liquida, inizialmente soltanto ipotizzati?
RG: Ne faccio un breve elenco.
Misure spettroscopiche: IR (Infrarosso); UV-Vis (Ultravioletto e Visibile).
Microscopia a fluorescenza: l'acqua, osservata sotto un microscopio a fluorescenza, mostra strutture di grandi dimensioni su cui le sferette fluorescenti appaiono raggruppate, immerse nel fluido che le circonda. La Figura 3 mostra la forma irregolare delle strutture in cui risultano confinate le sferette di polistirene.

Fig. 3  - Forma irregolare delle strutture osservate al microscopio a fluorescenza nell'acqua INW.

S&C: Mentre per ciò che riguarda gli aggregati acquosi che rimangono solidi a temperatura e pressione ambientale, che strumenti di misura avete utilizzato?
RG: L'esatta natura di tali strutture e oggetto di ulteriori analisi sperimentali, ma inizialmente abbiamo usato la Microscopia a forza atomica (AFM), e la Spettroscopia IR (nell'infrarosso).

S&C: Sembra chiaro che il fatto che se trovo un solido residuo può avere un forte impatto sulla comprensione della natura dei granuli omeopatici, in cui l'acqua liquida non c'è più...
RG: Vero, e infatti uno studio dettagliato e stato effettuato anche per ciò che riguarda le EDS (Extremely Diluted Solutions = Soluzioni Estremamente Diluite).
In pratica si tratta di acqua trattata "omeopaticamente", preparata attraverso un processo iterativo centesimale (1:100) di diluizione e succussione (agitazione). Alcuni campioni di EDS sono stati liofilizzati per esaminare le proprietà degli eventuali residui solidi. I campioni di EDS sono stati sistematicamente studiati sia nella fase liquida che nella fase solida.

S&C: Ma si vedono gli aggregati già in fase liquida?
RG: Certo! L'esame dei campioni EDS con la microscopia a fluorescenza ha rivelato strutture di grandi dimensioni su cui le microsfere di polistirene si raggruppano.

S&C: E per ciò che riguarda gli aggregati solidi derivanti da soluzioni EDS?
RG: Sono state liofilizzati dei campioni di EDS (20 ml), producendo grandi quantità di residuo solido: circa 2 mg.

S&C: Quindi si tratta di un fenomeno analogo anche per le EDS? E qual è la principale differenza?
RG: Anche nel caso delle EDS, il protocollo di preparazione induce un'alterazione permanente della struttura sovramolecolare dell'acqua, simile a quella indotta dal contatto con polimeri fortemente idrofilici come il Nafion. Tuttavia, nel caso delle EDS, sembra che l'aumento dei parametri misurati dipenda dall'effetto dell'invecchiamento.
In ogni caso, tutti e tre i protocolli di preparazione hanno una causa simile sottostante che origina gli aggregati d'acqua che agiscono come strutture dissipative, e la cui presenza è responsabile dell'aumento della conducibilità elettrica, della variazione del (esplicitare a parole le grandezze) ΔΗmix (variazione del calore di mescolamento), del pH , ecc.

S&C: E riguardo al solido residuo?
RG: L'altro risultato del nostro lavoro, comune a INW, IFW, e EDS, e la possibilità di ottenere un solido altamente stabile mediante liofilizzazione, o nel caso di EDS anche mediante evaporazione a 90 °C. Questo solido è solubile in acqua, e nel caso di EDS è in grado di riprodurre quasi esattamente i parametri fisico-chimici che l'EDS aveva prima dell'evaporazione. Queste proprietà del solido (elevata stabilita ad alta temperatura, e la capacita di ricreare le proprietà fisico-chimiche della originale EDS quando disciolto in acqua pura) potranno essere importanti per capire in un prossimo futuro il meccanismo di azione dei globuli utilizzati in medicina omeopatica. Dopo l'impregnazione dei globuli con le diluizioni EDS, l'acqua bulk (5) evapora e il residuo solido, una struttura molto stabile, rimane all'interno dei globuli. Le proprietà di questo solido probabilmente "catturano" e preservano le informazioni terapeutiche delle EDS, innescando la formazione degli aggregati in fase liquida la cui forma e dimensione potrebbe in qualche modo essere legata agli effetti terapeutici.


Fig.4 - Aspetto degli abbondanti residui solidi: decine di milligrammi ottenuti da liofilizzazione di soli 250 ml di acqua iterativamente nafionata (IFW).


S&C: C'è qualche altro ricercatore che ha già visto cose analoghe?
RG: Solo un altro gruppo ha finora ottenuto risultati similari ai nostri. Il team guidato da Shui-Yin Lo ha trovato lo stesso tipo di strutture solide, provenienti da strutture dissipative composte da aggregati di molecole precedentemente presenti in "acqua bulk" e le hanno chiamate strutture IE (un nome che deriva dall'espressione: Ghiaccio, Ice, formatosi sotto l'effetto del campo elettrico, E).

S&C: Cosa ci puoi dire di più su queste affascinanti strutture stabili di acqua in. acqua? Che novità possono portare nella nostra visione della biologia e della medicina?
RG: I processi dinamici con cui queste strutture dissipative sono stabilizzate (probabilmente anche sfruttando le impurezze circostanti), e la capacità di queste strutture di ricreare le precedenti proprietà fisico-chimiche quando vengono nuovamente poste in acqua pura, ricorda suggestivamente la capacita di alcuni semplici sistemi viventi, come batteri o protisti, di rimanere in uno stato di quiescenza quando le condizioni ambientali non sono più favorevoli alla vita. Il processo di incistamento aiuta il microbo a sopravvivere fino a che le condizioni diventano più adatte. Quando il batterio incistato trova un ambiente favorevole alla sua crescita e sopravvivenza, la parete cistica si rompe. In particolare, quando l'acqua ridiventa sufficiente, il microbo ritorna al suo caratteristico stato lontano dall'equilibrio; quello di una struttura dissipativa, cioè vivente. Le strutture dissipative in acqua pura sono costituite da aggregati di molecole di acqua che possono formarsi a causa di vari tipi di perturbazione, comprese quelle a bassa energia. Essi hanno la capacita di esistere lontano dall'equilibrio termodinamico per lungo tempo, dell'ordine di diversi anni o più. Quando l'acqua bulk viene rimossa, in modo simile a ciò che accade a molte semplici forme di vita, entrano in una stato "congelato" quiescente in cui cessa la dissipazione di energia fino a che una quantità sufficiente di acqua liquida diventa nuovamente disponibile.
Poi, ancora una volta, proprio come fanno molte semplici forme di vita, sono in grado di tornare a uno stato attivo, cioè diventando nuovamente strutture dissipative, sistemi lontani dall'equilibrio.
Quindi è ora possibile iniziare a studiare la naturale ipotesi che questi sistemi dissipativi spontanei osservati in acqua liquida pura, in grado di "condensare" in certe condizioni e diventando solidi a temperatura e pressione ambientale, possano essere la matrice stessa della vita.

S&C: Immagino che avresti moltissime altre cose da dire, e quindi ci organizzeremo per una futura intervista. Per ora ti ringrazio moltissimo per queste eclatanti novità di cui sentiremo parlare molto nei prossimi tempi, ma che hai voluto raccontare in anteprima a livello divulgativo a «Scienza e Conoscenza»!
RG: Senz'altro! Sono io che ringrazio voi! A cosa serve la scienza se non diventa patrimonio comune in tempi brevi?! Inoltre, desidero ringraziare i miei amici (in ordine alfabetico): Emilio Del Giudice, Antonella De Ninno, Vittorio Elia, Elena Napoli, Alberto Tedeschi, Giuseppe Vitiello, Vladimir Voeikov, e dedicare questi recentissimi straordinari risultati a Emilio Del Giudice che recentemente e improvvisamente ci ha lasciati.

Da sinistra a destra: Emilio Del Giudice, Giuseppe (Peppino) Vitiello, Elena Napoli, Roberto Germano, Vittorio Elia.


Glossario

(1) Idrofilicità= dal greco hydros, "acqua", e philia, "amicizia" si intende la proprietà fisica di materiali a legarsi con l'acqua, nel nostro caso, in cui si parla di polimeri insolubili, ciò è connesso
all'aspetto sperimentale della "bagnabilita", misurata dall'angolo formato da una goccia d'acqua (detto "angolo di contatto"); minore è l'angolo di contatto (cioè più "schiacciata" è la goccia), più elevata e l'idrofilicità del materiale.
(2) Struttura dissipativa= termine coniato dal premio Nobel per la chimica Ilya Prigogine, che sta a indicare un sistema che scambia con l'ambiente energia, materia e/o entropia, e che quindi e in uno stato lontano dall'equilibrio termodinamico. I sistemi dissipativi sono caratterizzati dalla formazione spontanea di strutture ordinate e complesse.
(3) Acqua pura= acqua bidistillata, la cui conducibilità elettrica è bassissima, cioe dell'ordine di 1-2 microSiemens/cm, indicando con ciò la scarsissima presenza, tendente a zero, di molecole estranee.
(4) Nafion= e un fluoropolimero-copolimero costituito da tetrafluoroetilene solfonato, che fu scoperto alla fine degli anni Sessanta del XX secolo dall'azienda chimica DuPont; esso e il primo di una classe di polimeri sintetici aventi proprietà ioniche (come buona conducibilità elettrica e alte temperature di fusione), che sono chiamati ionomeri.
(4) Il Nafion può essere utilizzato come conduttore di protoni nelle celle a combustibile a membrane a scambio protonico (PEM) grazie alla sua eccellente stabilità termica e meccanica.
Il Nafion viene utilizzato nelle celle a combustibile, nell'elettrolisi dell'acqua, in dispositivi elettrolitici, batterie, sensori (fonte: Wikipedia).
(5) Acqua bulk= l'insieme di molecole dell'acqua liquida, in genere, la maggior parte (in inglese, bulk) che non e coinvolta nei fenomeni specifici di cui si tratta.


Bibliografia essenziale
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Consigli di lettura
Roberto Germano
Bibliopolis


Fonte: Scienza e Conoscenza, Ottobre 2015.



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