giovedì 29 novembre 2018

La Chimica dei Supereroi #1: Spiderman

Con questo post prende finalmente il via una nuova rubrica: l'argomento sono i supereroi, in particolare quelli della cinematografia di casa Marvel, e la loro plausibilità scientifica. 
Quando si ha a che fare con personaggi del genere è bene avere presente il principio di "sospensione dell'incredulità" o altrimenti si rischia di rovinarsi il divertimento: se infatti alcune cose sono incredibili, ma comunque accettabili, altre sono invece poco plausibili, mentre altre ancora sono del tutto improbabili, se non impossibili. Quindi questi articoli non devono essere letti come un voler bacchettare gli autori di film fantastici coi supereroi (anche perché li ho visti e apprezzati quasi tutti), bensì come un modo per parlare di scienza in maniera un po' diversa (e direi più divertente) dal solito.
Un'ultima considerazione: molti dei personaggi di cui parleremo in questo rubrica, tolta la maschera, sono dei chimici... Qualcosa vorrà pur dire, no?

Spiderman
Durante una dimostrazione scientifica lo studente Peter Parker viene morso da un ragno esposto a radiazioni: il veleno gli penetra nel corpo causandogli una mutazione genetica, grazie a cui acquisisce alcune delle caratteristiche dei ragni. Dopo un percorso travagliato e drammatico, Peter diventa il supereroe noto come Uomo Ragno, alternando la sua identità segreta al lavoro di fotoreporter e alle lezioni all'università. Dopo essersi laureato in Biochimica, Peter per un certo periodo lavorerà come insegnante di scienze nel suo vecchio liceo.

Superforza
Un luogo comune piuttosto radicato è quello secondo cui se un uomo avesse la forza proporzionale di un ragno avrebbe una forza sovrumana. Alcune specie di ragno possono saltare fino a 30 volte la lunghezza del proprio corpo, ma ci riescono perché il ragno è un animale piccolo e che pesa poco, il che significa che deve sollevare una piccola massa: la forza necessaria per compiere tale operazione non è poi così grande. Le formiche possono sollevare oggetti che sono anche tre volte il loro peso, ma ci riescono perché quegli oggetti pesano pochi milligrammi. Invece un uomo può saltare solo un metro o poco più perché deve sollevare una massa estremamente maggiore; allo stesso modo la quantità di forza che deve applicare per sollevare pesi che si avvicinano alla sua massa è molto maggiore. Non bisogna quindi fare un discorso di proporzionalità tra forza e dimensioni, bensì tra forza e massa corporea: per poter fare gli agili salti e avere la superforza di Spiderman, un uomo dovrebbe avere una massa muscolare esageratamente sviluppata (dovrebbe essere un vero e proprio colosso). Ma una massa muscolare maggiore comporta un peso maggiore da sollevare, il che vorrebbe dire aver bisogno di una maggior forza muscolare… e così via.

Scopulae
Nel primo film diretto da Raimi viene mostrato che sulle dita di Peter ci sono le scopulae. Sono delle setole presenti sulle zampe dei ragni, che questi animali utilizzano per modulare istintivamente la sommatoria delle forze di van der Waals, le interazioni deboli che tengono elettrostaticamente aggregate tra loro le molecole: la sommatoria di tanti legami deboli diventa un'interazione forte, e in questo modo i ragni riescono ad aderire alle pareti. Ma nel ragno la cosa funziona perché è un animale piccolo e leggero, mentre un essere umano non potrebbe fare altrettanto, in quanto la sua maggiore massa giocherebbe inevitabilmente contro di lui. Per riuscire a replicare una cosa del genere, un uomo dovrebbe avere un quantitativo di scopulae spropositato, tale da coprirgli fittamente l'intera mano.

Ragnatela
Pur avendo molto apprezzato lo Spiderman dei film di Raimi, c’era stata una cosa che aveva fatto pizzicare il mio senso di ragno: a Peter Parker le ragnatele escono dai polsi. Questo non ha alcun senso biologico: nei ragni la seta di cui sono costituite le ragnatele viene prodotta nei seritteri (o ghiandole serigene) e poi estrusa dalle filiere, degli organi di forma conica che si trovano nella parte terminale del loro addome. Meglio lo Spiderman interpretato da Tom Holland, che produce una ragnatela sintetica e usa i lanciaragnatele esattamente come avviene nel fumetto. 
Ciò che invece fa Spiderman con le sue ragnatele è assolutamente realistico: il filo della ragnatela ha un carico di rottura paragonabile a quello dell'acciaio di alta qualità, ma essendo un materiale proteico ha una densità molto inferiore (ovvero a parità di volume è molto più leggero). Un quantitativo dello spessore di una matita sarebbe in grado di fermare un caccia che si alza in volo, potrebbe sostenere un peso di 8 tonnellate senza rompersi; la combinazione di forza ed elasticità che possiede la ragnatela la rende 5 volte più resistente del Kevlar, la fibra con cui sono realizzati i giubbotti antiproiettile. Questo tipo di filamento, di carattere strutturale, è chiamato dragline, ma il ragno ne produce anche un secondo, rivestito da un liquido vischioso, per intrappolare gli insetti. Inoltre la ragnatela è elettroconduttiva: al passaggio di un insetto, i filamenti spuntano subito per intrappolarlo, perché nel volo gli insetti tendono ad acquisire una carica elettrostatica e ne vengono attirati.

Quando a lezione parlo delle forze di van der Waals, cito sempre le scopulae del ragno come esempio. E se vi piace sentir raccontare della Chimica in maniera non convenzionale, potete leggere il mio libro Sistema Periodico - Autobiografia Elementare di un Chimico, che trovate cliccando quiQuesto post è dedicato alla memoria del creatore di tanti mitici personaggi, ovvero il sorridente Stan Lee, da poco scomparso.

17 commenti:

  1. Ero totalmente all'oscuro dell' elettroconduttività delle ragnatele o.O
    Comunque bel post! Anche se, ovviamente, essendo personaggi inventati dobbiamo ammettere che certi "errori scientifici" si possono benissimo perdonare :D
    P.s. cacchio, è vero! Gran parte dei supereroi sono scienziati (chi ingegnere, chi biochimico...) ma anche alcuni cattivi, come Lizard in Spiderman!

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    1. Eh, il dottor Connors è un biologo! Ma in effetti ci sono molti supercriminali che sono dei chimici... In casa nostra poi c'è Satanik! Come diceva Sheldon di BBT: "E' incredibile quanti supercriminali abbiano un'istruzione universitaria!" 😁
      Nei prossimi episodi ne vedremo di peggio di "errori"... Io comunque continuo a guardarmeli i film della Marvel: stasera su Rai2 c'è Civil War, per esempio... 😉

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  2. Interessantissimo post :) E' incredibile la perfezione della natura

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    1. Grazie! Tant'è che si sta cercando di replicare una seta di ragno sintetica, perché sarebbe un materiale dalle caratteristiche tecnologiche spettacolari!

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  3. Bellissimo post!
    Vedi tu, ho sempre creduto che la questione fosse proporzionale: se una formica può sollevare tre volte il suo peso, un uomo-formica può triplicare la sua forza... mi sembrava logico XD
    Concordo sullo spara-ragnatele, pietosa la scelta di Raimi.
    Figo il potere (vero) della ragnatela *__*

    Moz-

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    1. L'energia va prodotta, non nasce dal nulla! E l'energia da utilizzare è proporzionale alla massa da spostare, non alla massa di chi la sposta!
      Visto? Questo post era scienza & pop! 😁

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  4. Sai che io il massimo di sospensione dell'incredulità ho sempre dovuto esercitarla soprattutto a proposito di come tutti questi personaggi, da Spiderman a Satanik, sono bravi (o fortunati) al punto da riuscire sempre a ottenere in quattro e quattr'otto quel particolare composto chimico che serve loro e che nessun altro che loro al mondo è in grado di sintetizzare? 😁

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    1. Puoi spingerti ancora oltre: c'è chi addirittura CREA elementi che non ci sono sulla tavola periodica!

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  5. Sono contento di questa nuova rubrica!
    A presto.

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    1. Anch'io! In fondo ha molti punti di raccordo con Ore d'Orrore!

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  6. Certo che dispiace un po' sentire "scientificamente" negata la possibilità dei poteri di Spiderman... Comunque, temo che già il morso del ragno sia abbastanza improbabile.

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    1. morso radioattivo, beninteso.

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    2. In effetti avrei potuto partire già da lì, ma non volevo rimarcare l'ovvio... Anche perché per far avvenire una mutazione genetica dovrebbero essere colpiti i gameti, le cellule della riproduzione, e comunque difficilmente si avrebbero importanti manifestazioni fenotipiche di quel tipo: non si può "riprogrammare" il patrimonio genetico di ogni singola cellula dell'individuo in questo modo. E' più probabile lo sviluppo un tumore, anche se la dose di radiazioni in effetti è molto bassa.
      Peggio ancora nel film di Raimi: lì è addirittura un ragno geneticamente modificato. Se col radioattivo era ampiamente improbabile, in questo caso è del tutto impossibile. Come dire che mangiando soia transgenica ti si modifica il patrimonio genetico. Cosa succederebbe a un organismo non si sa bene, ma di sicuro non una mutazione genetica.

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  7. Beh vabbe, ma è questa però la cosa bella dei supereroi, la poca plausibilità ;)

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    1. Perché? Batman è il supereroe più realistico e plausibile.

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  8. Rubrica bellissima anche perché sono molto affezionato al tessiragnatele.
    Anche se io ero rimasto al suo lavoro come freelance fotografico.

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    1. Beh, non poteva fare il fotografo a vita. E' già da parecchi anni che le storie lo vedono insegnante di liceo, dove tra l'altro deve scontrarsi spesso con la segreteria didattica. Una situazione che purtroppo conosco molto bene.

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