Il mistero dell'oro fulminante che esplode provocando fumo viola: risolto enigma alchemico di 4 secoli
L'oro fulminante produce fumo viola nel momento in cui esplode, ma per quattro secoli gli scienziati non sono riusciti a comprendere il perché. Ora, uno studio è riuscito a risolvere l'arcano, spiegando qual è la ragione dietro questo curioso fenomeno.
Cos'è l'oro fulminante?
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Spesso occorre pazienza, studio e molto, molto tempo prima di riuscire ad avere risposte a fenomeni che ci sembrano difficili da spiegare. Uno di questi riguarda l'oro cosiddetto "fulminante" e dall'elevato potenziale esplosivo: nel momento in cui questo accade e, dunque, esplode, produce un fumo di colore viola. Il motivo dietro questa reazione chimica è rimasto un interrogativo per ben quattrocento anni in ambito scientifico. In questo lunghissimo periodo di tempo, varie ipotesi si sono susseguite al riguardo, senza però riuscire a trovare la risposta giusta. Molti importanti scienziati del XVII e XVIII secolo si sono impegnati nella risoluzione di questo mistero, fra cui Jöns Jakob Berzelius, che perse provvisoriamente la vista nel momento in cui, nel 1809, fece cadere un martello che conteneva oro fulminante. Le schegge, oltre che negli occhi, finirono sulla sua mano causando cicatrici indelebili di colore viola.
L'oro fulminante è una sostanza composta da oro e azoto, ed è conosciuto per la sua estrema sensibilità agli urti, alla pressione, alle variazioni di temperatura, al calore e ad altre forme di stimolazione. Il chimico britannico Edward Charles Howard nel 1786 contribuì alla comprensione delle proprietà esplosive delle sostanze chimiche contenenti azoto. Inizialmente, Howard chiamò la sostanza "fulminating gold" a causa del suo potere esplosivo, ma in seguito il chimico britannico William Hyde Wollaston ne migliorò il processo di preparazione. L'oro fulminante si presenta sotto forma di polvere gialla o cristalli incolori e proprio per la sua elevata instabilità è stato utilizzato in passato come innesco per munizioni e polvere da sparo. Tuttavia, a causa della sua pericolosità e della sua propensione a esplodere spontaneamente, il suo utilizzo in questo senso è stato gradualmente sostituito da altre sostanze più sicure nel corso del tempo. A oggi, l'uso e la manipolazione dell'oro fulminante sono fortemente regolamentati, e la sua produzione è limitata e controllata da normative rigorose sulla sicurezza. Nonostante si conosca molto su questo materiale, restava un dubbio da risolvere: il motivo del fumo viola rilasciato dalla sua detonazione.
Ecco perché l'esplosione dell'oro fulminante produce fumo viola
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L'oro fulminante non è un fulminato chimico, ma una miscela di composti diversi tra cui composti di oro complessati con ammoniaca, che sono i principali responsabili della sua alta capacità esplosiva. Il nome deriva dal latino fulmen, che significa fulmine, e fu al centro dell'attenzione degli alchimisti sin dal XVI secolo, quando il tedesco Sebald Schwaertzer, intorno al 1585, lo citò spiegando di voler creare "un bellissimo Aurum Fulminans di colore viola" in quattro giorni. Soltanto oggi, tuttavia, gli scienziati sono riusciti a risolvere l'arcano legato proprio a questo fumo viola: il team dell’Università di Bristol, Inghilterra, guidato da Simon Hall, ha risolto il mistero che ammantava l'oro fulminante da secoli.
Il motivo sarebbe da imputare al fatto che il fumo viola contiene nanoparticelle metalliche, le cui dimensioni sono in grado di provocare oscillazioni ondulatorie nelle nuvole di elettroni. Le nanoparticelle, definite plasmoni di superficie, interagiscono con la luce assorbendo alcune delle lunghezze d'onda e riflettendo quelle con la lunghezza d'onda maggiore rispetto alle oscillazioni nelle nuvole di elettroni. Questo, sebbene fosse stato precedentemente teorizzato, non era mai stato dimostrato mediante un esperimento. Gli scienziati hanno quindi, per prima cosa, realizzato l'oro fulminante, per poi far esplodere alcuni campioni da 5 mg su un foglio di alluminio che era stato surriscaldato. In seguito hanno ingabbiato il fumo tramite reti realizzate in rame e analizzato il risultato tramite la microspia elettronica a trasmissione.
L'oro fulminante contiene nanoparticelle d'oro
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"L'oro fulminante, il primo composto altamente esplosivo scoperto, si disintegra in una misteriosa nuvola di fumo viola, la cui natura è stata ipotizzata sin dalla sua scoperta nel 1585. In questo lavoro mostriamo che il colore del fumo è dovuto alla presenza di nanoparticelle d'oro" scrivono i ricercatori nello studio. Le nanoparticelle sferiche d'oro presentavano dimensioni che variano dai 30 nm ai 300 nm, confermando quindi l'idea che fosse proprio l'oro a produrre il fumo viola. Questo spiega, inoltre, il perché le cicatrici di Berzelius fossero proprio di questo colore: la lunghezza d'onda della luce viola è infatti di 400 nm circa.
L'oro fulminante veniva spesso utilizzato dagli alchimisti anche per conferire agli oggetti una patina di colore viola e, secondo il chimico organico Curt Wentrup dell'Università del Queensland, Australia, "il lavoro conferma l'ipotesi di lunga data secondo cui i fumi viola dell'oro fulminante contengono oro elementare sotto forma di nanoparticelle." Non concorda, però, sulla paternità della sua scoperta comunemente condivisa: secondo l'esperto, a scoprire per la prima volta l'oro fulminante fu il produttore di sale tedesco Johann Thölde, il quale pubblicò la ricetta sotto il falso nome Basil Valentine nel 1599.
In ogni caso, il mistero del fumo viola è stato finalmente e definitivamente risolto.
