La maggior parte dei farmaci comunemente prodotti e commercializzati viene formulata con il principio farmacologicamente attivo in forma solida (cristallina o amorfa). La forma solida viene scelta con attenzione per le sue caratteristiche, per aumentare la stabilità del farmaco, facilitarne la formulazione, ottimizzarne il dosaggio e, non ultimo, semplificare la modalità di utilizzo. La ricerca e lo sviluppo di nuovi farmaci in ambito industriale hanno visto, negli ultimi anni, una rilevante crescita, anche occupazionale, collegata a tecniche analitiche e strutturali di tipo cristallografico, cui si stanno gradualmente adeguando, a livello globale, legislazioni brevettuali ed ulteriori aspetti forensi.

Lo sviluppo di agenti terapeutici (Drug Discovery) per il trattamento e la prevenzione delle malattie svolge uno ruolo fondamentale nella medicina, migliorando così la salute dell’uomo, nonché l’incremento dell’aspettativa di vita. La biocristallografia odierna, come parte integrante del processo scientifico di Drug Discovery, combinata con le altre tecniche di biologia strutturale, in un’ottica multidisciplinare, fornisce una potente piattaforma per combattere vecchie e nuove minacce per la salute dell’uomo attraverso la creazione di nuovi farmaci.

Le fasi polimeriche co-cristalline sono strutture cristalline costituite da una “gabbia” polimerica e da un ospite di bassa massa molecolare. Per rimozione dell’ospite è possibile ottenere fasi nanoporose-cristalline, caratterizzate da vuoti (cavità o canali), atte ad intrappolare in modo ordinato molecole di dimensioni opportune. Materiali polimerici con fasi co-cristalline e cristalline-nanoporose sono stati proposti per molteplici applicazioni.

Rispetto ai tradizionali adsorbenti porosi, l’unicità della struttura cristallina dei metal-organic frameworks (MOF) permette di progettare strutture con dimensioni e proprietà chimico-fisiche della superficie interna dei pori pre-determinate, per applicazioni specifiche. I MOF hanno quindi attratto l’interesse di molti scienziati e ingegneri, spingendo verso la loro ottimizzazione per applicazioni industriali, come lo stoccaggio e la separazione di gas, la sensoristica, la purificazione dell’acqua e del suolo, la biomedicina, ma anche la microelettronica.

Nell’era dell’automazione, dell’analisi dati e della chimica combinatoria, i sincrotroni stanno per svolgere un ruolo chiave, nonostante siano dei laboratori artigianali. La capacità di effettuare in tempi brevi o brevissimi una grande quantità di misure rende queste sorgenti non solo più performanti e più versatili di quelle tradizionali, ma sorprendentemente anche più economiche per raccolte su larga scala.

La cristallografia e la meccanica quantistica sono strettamente collegate sin dagli albori della teoria dei quanti, che ha utilizzato la diffrazione di raggi X da cristalli per provare molte ipotesi, rendendo in cambio importanti funzioni per la determinazione sperimentale di strutture. Molti materiali cristallini sono impiegati per i loro effetti quantistici, aprendo nuovi scenari grazie ai progressi nella spintronica, che è alla base dei computer del futuro. Qual è il ruolo della cristallografia in questa nuova tecnologia?

L’idrossiapatite è un biomateriale di fosfato di calcio molto promettente per il trattamento dell’inquinamento dell’aria, dell’acqua e del suolo. In quest’articolo ne vengono descritte la particolare struttura e le proprietà come l’anfotericità, la capacità di adsorbimento e di scambio ionico che determinano il suo successo come materiale di risanamento ambientale e come catalizzatore per reazioni di tutela della qualità dell’aria e di interesse industriale.

Nel 2020, anno della crisi pandemica Covid 19, durante il lockdown, si è svolta la prima edizione del concorso “CIAK: (re)AZIONE!”. Il concorso è stato proposto dal Gruppo Interdivisionale di Diffusione della Cultura Chimica della Società Chimica Italiana con il Gruppo di Didattica di Chimica e l’associazione Beauty of Science. Gli studenti sono stati invitati a produrre un video di 5 minuti che descrivesse un esperimento di chimica.

Determinare le caratteristiche degli elementi transattinidi, in particolare di quelli superpesanti, è oggi diventato praticabile abbinando esperimenti su singoli atomi a calcoli teorici sempre più sofisticati e precisi. La frontiera più avanzata di questa ricerca è rappresentata dalla verifica della rottura della periodicità (soprattutto di gruppo) per come è stata finora definita e coniugata. La ricerca attuale sembra concorde nel riconoscere che questa rottura è un tratto caratteristico degli elementi p del 7° periodo, in particolare di quelli con Z = 112 (Cn), 114 (Fl), e 118 (Og). Che questo determini un comportamento da gas nobile non è ancora completamente chiaro.

Sono trascorsi duecento anni da uno degli esperimenti più belli della fisica quello, per intenderci, che pose le basi dell’elettromagnetismo. Il protagonista fu Hans Christian Oersted(o Ørsted), nato Rudkøbing nel 1777 e morto a Copenaghen nel 1851.