Lo studio esamina come la microgravità potrebbe cambiare i modelli di crescita di questi giardini. Crediti: Nasa
Tra le tante indagini che si conducono quotidianamente sulla Stazione spaziale internazionale, ce n’è una che riguarda uno strano tipo di giardinaggio, il giardinaggio chimico, il cui obiettivo è quello di studiare l’impatto della gravità sulla crescita dei nanotubi. Sulla Terra, i colorati giardini chimici nei quali i cristalli crescono liberamente in ogni forma e colore, vengono spesso usati per far capire agli studenti fenomeni come le sorgenti idrotermali e le reazioni chimiche. Anche se completamente inorganici, questi giardini assomigliano alle piante e sono influenzati nel loro sviluppo dalla forza di gravità.
I giardini chimici si formano quando sali metallici solubili vengono posti in una soluzione acquosa contenente anioni come silicato, borato, fosfato o carbonato. La soluzione più comunemente utilizzata è il silicato di sodio, e quando i due vengono combinati, in pochi minuti si formano precipitati con varie strutture che ricordano una “vigna” di gemme, arti e piccoli tubicini. I giardini variano a seconda delle sostanze chimiche utilizzate.
I campioni che verranno esaminati sono stati consegnati alla stazione spaziale da SpaceX Crs-15, e sono ora pronti per essere studiati nell’indagine chiamata Understanding Growth Morphologies in Chemical Gardens. Gli astronauti li faranno crescere durante la Expedition 56 e poi li restituiranno alla Terra per completare lo studio.
«Ci aspettiamo cambiamenti morfologici macroscopici e microscopici», riferisce Alexander Blanchard, ricercatore del progetto. «Mentre la crescita sulla Terra tende ad essere rivolta verso l’alto, ci aspettiamo una crescita in direzioni casuali e, a livello macroscopico, una struttura risultante di forma sferica».
Anche se completamente inorganici, questi giardini assomigliano alle piante e sono influenzati nel loro sviluppo dalla forza di gravità. Questa indagine mira ad aumentare la nostra comprensione dell’impatto della gravità sulla loro formazione strutturale. Crediti: Nasa
Una volta completata l’indagine in orbita, i campioni saranno restituiti al Marshall Space Flight Center, sede del team di ricerca di Chemical Gardens. Qui, i campioni saranno fotografati sia a livello macroscopico che microscopico. «Useremo un microscopio elettronico a scansione per osservarne la morfologia», puntualizza Ellen Rabenberg, ricercatrice di Chemical Gardens. «Questo ci permetterà di vedere ingrandimenti fino a 5.000x o 10.000x rispetto ai 50x o 100x che si vedrebbero usando microscopi ottici». Tali ingrandimenti consentiranno di studiare molto dettagliatamente i giardini chimici. Sebbene questa non sia la prima serie di giardini chimici coltivati nello spazio, gli esperimenti proposti potrebbero ampliare la conoscenza di questo fenomeno.
«Riuscire a isolare la pressione in assenza di spinta potrebbe consentirci di capire meglio la loro crescita, adattarli ad applicazioni specifiche e fornirci ulteriori informazioni sui sistemi chimici di reazione-diffusione, nonché sull’auto-organizzazione delle strutture stesse», ha affermato Blanchard.
Le applicazioni di questa indagine potrebbero includere una migliore comprensione della scienza che sta alla base del cemento e della corrosione, portare a potenziali miglioramenti per le pareti dei tubi per applicazioni catalitiche, a miglioramenti dei dispositivi basati su biomateriali utilizzati per impalcature e la compatibilità con cellule e tessuti viventi. Nello spazio, i giardini chimici potrebbero essere coltivati per creare simili strutture e lo studio approfondito dell’effetto della microgravità consentirà un migliore controllo della crescita dei giardini.
Questo giardino si è sviluppato aggiungendo sali di cobalto, rame, ferro, nichel e zinco a una soluzione di silicato di sodio. Crediti: Nasa