Fullerene C60
Ricerca in Fisica Chimica
Pubblicato su:
Physical Chemistry and Chemical Physics – Frontiers
11 marzo 2021
Il fullerene C60 idrato (HyFn) è un oggetto supramolecolare in cui la molecola nanometrica di fullerene è racchiusa in un guscio multistrato di molecole d’acqua.
Nonostante il fullerene C60 (HyFn) sia chimicamente piuttosto inerte, le soluzioni acquose di HyFn presentano un ampio spettro di attività biologica, in particolare a concentrazioni basse e bassissime.
Pertanto, le proprietà fisiche e chimiche delle soluzioni acquose di HyFn in un’ampia gamma di diluizioni sono interessanti.
In questa sede abbiamo confrontato alcune proprietà fisiche e chimiche di sistemi acquosi preparati mediante diluizioni successive di 100 volte di HyFn (10-7 M) con acqua deionizzata, con agitazione intensiva in ogni fase fino alla concentrazione calcolata di HyFn di 10-31 M e delle corrispondenti “diluizioni” di acqua deionizzata preparate nello stesso modo (controlli).
Abbiamo studiato il carattere delle variazioni di рН nelle diluizioni quando le titoliamo con HCl e NaOH.
È emerso che le diluizioni di HyFn avevano una capacità tampone contro l’acidificazione con HCl significativamente superiore rispetto alle “diluizioni” di acqua di controllo.
Alla massima acidità raggiunta, il pH di tutte le diluizioni HyFn era superiore di quasi 0,3 unità rispetto ai rispettivi controlli. La capacità tampone media delle diluizioni di HyFn e dell’acqua di controllo quando titolata con NaOH non differiva.
Tuttavia, si sono osservate differenze nella capacità tampone tra diluizioni consecutive di HyFn alla titolazione con NaOH o HCl.
Le differenze più evidenti sono state osservate tra diluizioni consecutive di HyFn nell’intervallo di concentrazioni calcolate 10-17-10-31 M titolate con NaOH, mentre non sono state osservate differenze significative nel pH tra “diluizioni” equivalenti di acqua di controllo.
Sono state notate variazioni simili, anche se meno evidenti, nella capacità tampone tra diluizioni consecutive di HyFn titolate con HCl. Pertanto, la titolazione con un acido e soprattutto con un alcali ha permesso di rivelare differenze tra le singole diluizioni di HyFn, nonché differenze tra le diluizioni di HyFn e le corrispondenti diluizioni di acqua.
Queste caratteristiche possono essere dovute alla complessità delle proprietà strutturali dei sistemi acquosi che, presumibilmente, possono sorgere a causa dell’emergere di regioni acquose eterogenee (“nuvole”) nel corso della loro diluizione con un’intensa miscelazione in ogni fase.
Per scoprire se tale eterogeneità è una caratteristica delle diluizioni di HyFn, abbiamo utilizzato il metodo dell’essiccazione di gocce contenenti microsfere, la cui base acquosa era costituita da diluizioni di HyFn nell’intervallo di concentrazione calcolata di HyFn 10-7-10-31 M o da rispettivi controlli di acqua.
È emerso che una parte significativa delle diluizioni di HyFn è caratterizzata da eterogeneità mesoscopica.
Questa si manifesta con la tendenza delle microsfere a concentrarsi in un modo specifico, simile a un ornamento, una volta che le gocce si sono asciugate. All’aumentare del grado di diluizione di HyFn, è aumentato il numero di gocce essiccate con una distribuzione di microsfere simile a un ornamento. Lo stesso è stato osservato anche nelle gocce di controllo di acqua.
Tuttavia, per le diluizioni di HyFn equivalenti a concentrazioni 10-19-10-31 M, la percentuale di gocce essiccate a struttura complessa ha raggiunto il 60-80%, mentre per le gocce essiccate dei rispettivi controlli in acqua non ha superato il 15-20%. 
Pertanto, le proprietà fisico-chimiche di alte diluizioni di fullerene idrato differiscono non solo tra loro in funzione del livello di diluizione, ma anche da quelle di alte diluizioni di acqua, il che può essere spiegato dalla strutturalità e dall’eterogeneità di questi sistemi acquosi.
Pertanto, inoltre, durante il processo di diluizione le proprietà delle soluzioni cambiano secondo leggi complesse e non lineari, cosicché le diluizioni finali non possono essere identiche nelle loro proprietà e caratteristiche a quelle delle soluzioni iniziali (prima del processo di diluizione) e all’acqua non trattata.
Il processo di diluizione, alla luce di quanto detto, non deve essere sottovalutato quando si analizzano le proprietà delle soluzioni, avendo dimostrato di essere in grado di influenzare drammaticamente le proprietà delle soluzioni.
Comunicazione a cura di:
Centro Ricerche Salute Globale SIMOH
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