Chimica in casa | Atomi e molecole tra le mura domestiche

Chimica in casa

Chimica in casa di Yann Verchier e Nicolas Gerber Edizioni Dedalo, 15,00 euro (176pp, 2013). 

Chiediamo ad un gruppo di bambini cos'è la chimica. Qualcuno dirà che è saper fare le pozioni magiche, qualcun altro parlerà di esperimenti difficili da capire, molti strabuzzeranno gli occhi oppure rimarranno in silenzio.

Ma se domandiamo loro cos'è il Lego non ci sarà nessuna perplessità. Insomma, chi non ha giocato con i mattoncini più famosi del mondo? Allora immaginiamo che gli elementi chimici siano proprio come dei Lego in miniatura da assemblare per creare fantastiche costruzioni. Volete ottenere l'alcol? Niente di più semplice! Basta associare atomi di carbonio, idrogeno e ossigeno. Ecco un modo semplice per spiegare la chimica ai più piccoli. È l'obiettivo di questo libro che invita il lettore a osservare il mondo che ci circonda, svelando in modo semplice e accessibile tutti i principi fondamentali di questa materia affascinante: dal sistema periodico alle reazioni chimiche, dalle proprietà dei metalli alle soluzioni. Il tutto partendo dalla nostra vita quotidiana e dalla casa.

Capitolo dopo capitolo e stanza dopo stanza, scopriremo, per esempio, come funziona il televisore, come fanno le saponette a lavarci, come mai i profumi profumano e quali sono i segreti per preparare una buona maionese. Per rendere ancora più accattivante la descrizione degli argomenti, vengono proposti numerosi esperimenti, tutti facilmente realizzabili con oggetti di uso quotidiano. Attraverso una serie di curiosi aneddoti vengono, inoltre, ripercorse le tappe e le principali scoperte di questa scienza che ha contribuito così tanto a formare il nostro attuale stile di vita.(science)

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Sole | Ma quanto sei caldo? | Spazio, c'è ne ossigeno?

Quanto è caldo il Sole?

Come facciamo a sapere quanto è caldo il Sole? Il sole ha la rovente temperatura di 5500° C. 
Ci sono arsi modi per stimarla: in primo luogo possiamo misurare la quantità li radiazioni che colpiscono la Terra e utilizzare la distanza dal Sole e le sue dimensioni per calcolare quanto caldo deve essere perché possa produrre le radiazioni che ci raggiungono.

Inoltre, la luce del Sole ha un suo particolare spettro, la cui forma, così come la lunghezza d'onda alla quale concentra la maggior parte dell'energia emessa, ce ne rivela la temperatura. Il metodo più accurato si basa però sul fatto che gli elementi presenti nell'atmosfera solare assorbono le radiazioni: quali e quante ne sono assorbite dipende anche dalla temperatura n calore al centro del Sole, invece, può essere calcolato utilizzando le nostre conoscenze della fisica nucleare: lì la soffocante temperatura è di 15,7 milioni di gradi Celsius.

E' VERO CHE NON C'E' OSSIGENO NELLO SPAZIO?
C'è, eccome ossigeno nello Spazio. In prossimità del Sole, per esempio, ci sono circa 50 atomi di ossigeno in ogni metro cubo di Spazio. Anche se questa è una densità circa 100 miliardi di trilioni di volte inferiore a quella dell'ossigeno nell'atmosfera terrestre, è comunque un'abbondanza non trascurabile su scala cosmica. L'ossigeno è il terzo elemento più comune nell'Universo, ma rende conto di appena 1'1 per cento di tutta la materia. Al contrario, la Terra stessa è costituita per circa il 30 per cento di ossigeno, l'atmosfera per circa il 21 per cento e noi esseri umani per circa il 65 per cento. Allora, perché l'ossigeno è così tanto più abbondante sulla Terra che nello Spazio?

Perché quando il Sole si è formato, la sua radiazione ha spazzato via la maggior parte degli elementi più leggeri, come l'elio, arricchendo la Terra primitiva. La presenza della vita sul nostro Pianeta assicura inoltre un'abbondanza di ossigeno libero nell'atmosfera. Il 70 per cento dell'ossigeno nell'atmosfera terrestre è prodotto dalle alghe marine!(science)

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Da dove viene l'acqua della Terra?

L'acqua potrebbe essere precipitata
sulle Terra insieme alle comete

L'origine dei 1450 milioni di miliardi di tonnellate di acqua presenti negli oceani del mondo è un mistero. 

Le spiegazioni si dividono in due gruppi: le cosiddette teorie "endogene", che sostengono che l'acqua avrebbe avuto origine dalla Terra stessa, e quelle "esogene", secondo le quali, invece, sarebbe stata trasportata qui da altrove.

Una possibile spiegazione endogena, per esempio, è che le molecole di acqua si siano formate a partire da molecole di idrogeno e di ossigeno combinatesi all'interno della Terra primordiale, e che siano poi emerse come vapore durante le eruzioni vulcaniche. In alternativa, molecole d'acqua già pronte potrebbero essere state trasportate sul nostro Pianeta dalle comete che si sa, contengono acqua ghiacciata e hanno bombardato la Terra primordiale. Fino a poco tempo fa, gli astronomi erano scettici nei confronti della teoria delle comete, la quale non potrebbe spiegare che circa uno 0,3 per cento dell'acqua oceanica contiene una forma insolita di idrogeno chiamata deuterio.

Nel 2011, però, gli studiosi hanno trovato acqua a base di deuterio sulla cometa Hartley 2: benché non sia una prova vera e propria che beviamo detriti di cometa, tale scoperta mantiene viva questa intrigante possibilità.(science)

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La scienza delle piante

La scienza delle piante

Il mondo vegetale si è evoluto in una grande varietà di forme e colori ma è anche riuscito a sviluppare comportamenti, strategie e metodi talmente efficaci ed eleganti da incuriosire e ispirare la ricerca scientifica.

Può capitare di pensare alle piante e considerarle solamente come quella parte biologica, un pò nebulosa e astratta, che ci regala l'ossigeno o come una bella e colorata cornice verde. Ma il regno vegetale non è solo, si fa per dire, il polmone della Terra o l'aiuola curata del giardino. E' un mondo sensibile fatto di migliaia di specie che interagiscono tra loro e comunicano con gli animali, con l'ambiente che le circonda e con noi.
Tanti "intelligenti" da adottare strategie da fare impallidire un esperto in tattiche belliche, cosi perfette da venire copiate dagli ingegneri che creano nuovi materiali e a tal punto perspicaci da riconoscere i propri parenti più stretti. E di segreti, che si sono evoluti in milioni di anni, se ne devano ancora scoprire molti.(science)

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Idrogeno o metano? L'odore fa la differenza

QUANDO LA PANCIA SI GONFIA: Gli alimenti, le piante e le regole di vita per affrontare un disturbo, causa anche di disagi nelle relaazione con gli altri. I gas responsabili del meteorismo sono il risultato dell'azione putrefattiva di alcuni batteri

Una certa quantità di gas è sempre presente nell'apparato digerente: negli oltre otto metri di tubo, se ne raccolgono circa 150 centimetri cubi, di cui 50 nello stomaco e 100 nell'intestino.
L'ARIA PROVIENE IN LINEA DI MASSIMA DA TRE FONTI:
*Ingestione attraverso la bocca .
*Produzione di gas vari (quali anidride carbonica, idrogeno e metano) da parte della flora batterica intestinale.
*Scambi gassosi fra il sangue e l'intestino.

METEORE: La situazione più frequente, di cui si lamentano spesso le persone, è sicuramente il meteorismo. Con questo termine si intende la presenza diffusa o localizzata di gas nell'intestino, con conseguente rigonfiamento dell'addome, senso di tensione dolorosa, malessere generale e produzione di aria.

METEORISMO 

RIDURRE LA FORMAZIONE DI GAS INTESTINALI GAS E BATTERI 

I gas normalmente contenuti nel colon sono azoto (90 per cento) ossigeno, anidride carbonica, idrogeno e metano. L'idrogeno e il metano derivano soprattutto da reazioni chimiche che avvengono nell'intestino, a opera di batteri normalmente presenti nel colon (la cosiddetta «flora batterica intestinale »).
Questi tipi di batteri sono essenzialmente due:
Ad azione Fermentativa: attaccano soprattutto gli zuccheri favorendo così le funzioni intestinali; sono in pratica dei batteri "buoni"; l'idrogeno deriva dai processi fermentativi;
Ad azione Putrefattiva: attaccano e digeriscono le proteine e i loro prodotti di degradazione; sono batteri per così dire «cattivi», in quanto essi stessi responsabili del meteorismo; il metano deriva dai processi putrefattivi.
LE CAUSE: In piccole quantità il metano viene assorbito dal sangue, ma la quota maggiore rimane nell'intestino e tende a gonfiarlo. In un soggetto sano vengono eliminati per via anale circa 500- 600 millilitri di gas e ne rimangono circa 200; quando ne vengono eliminate quantità maggiori, si parla di meteorismo. Le ragioni sono riconducibili a tre meccanismi principali:
AUMENTATA PRODUZIONE DI GAS (legata soprattutto ad abitudini dietetiche errate). Eccessiva assunzione di grassi (che favorisce le putrefazioni). Alto consumo di proteine vegetali - soprattutto dei legumi - che stimola da un lato la funzione intestinale, ma dall'altro aumenta la produzione di gas. Uso smodato di alcuni antibiotici, che distruggono oltre ai batteri causa di malattia (per i quali sono prescritti) anche quelli della normale flora batterica intestinale.
ALTERATA FUNZIONE INTESTINALE: le onde che percorrono normalmente l'intestino (dette «onde peristaltiche ») possono essere rallentate o bloccate, con conseguente formazione di sacche d'aria all'interno di questo canale.
ALCUNE MALATTIE COME SINDROMI DA CATTIVO ASSORBIMENTO O OCCLUSIONI INTESTINALI. Una situazione particolare è rappresentata dalla stipsi (o stitichezza): il ristagno delle feci nell'intestino favorisce lo sviluppo dei batteri della putrefazione e il gas prodotto non viene eliminato con regolarità, ma a tratti, producendo un po' alla volta un gonfiore della pancia. I gas emessi provocano regolarmente problemi e imbarazzo. Non tutti però vanno messi sul banco degli imputati. I gas di fermentazione (idrogeno e anidride carbonica) sono del tutto inodori, dunque anche se emessi non danno segno di sé. I gas di putrefazione, invece, sono particolarmente nauseabondi; fra questi il metano lo è solo in parte, lo scatòlo e soprattutto l'indòlo sono veri e propri concentrati di sostanze tossiche e altamente maleodoranti.

CONSIGLI .
*Rinunciate alla pennichella dopo pranzo.
*Preferite un po' di attività fisica.
*Smettete di fumare (per lo meno provate a ridurre il numero di sigarette fumate).
*Masticate piano e correttamente.
*Evitate gli stress.
* Non leggete durante i pasti.
*Chi soffre di meteorismo deve ridurre il consumo di latte, legumi, cibi grassi, bevande gassate, creme, masticare
COME RISOLVERLO A TAVOLA
*Evitate tutti i cibi che producono aria (flatogeni), come latte, legumi, cibi ricchi di grassi, bevande gassate, panna montata, creme, cipolle, carote, cavoli, cavolfiori, verze, rape, frutta tranne mele, pere e agrumi.
*Usate saltuariamente e in quantità limitata cibi moderatamente flatogeni (mele, pere, agrumi, patate, pane, noci, melanzane, cereali integrali).
*Usate un po' più spesso cibi normalmente flatogeni (se si desidera rinunciare alla carne, preferite frutta in genere, verdure - a eccezione di cavoli e altri ortaggi della famiglia delle crucifere -, uova, noci e nocciole; i legumi sono poco flatogeni in circa la metà delle persone, che geneticamente sono fornite di un enzima che evita la formazione dei gas: il consiglio, in questi casi, sarà valutato secondo le «reazioni» personali).
Più in dettaglio, è necessario: *Diminuire la quota di zuccheri nella dieta (dunque pane, pasta, patate, riso, dolciumi); questo è utile soprattutto nel meteorismo di tipo fermentativo.
*Ridurre il consumo di proteine soprattutto animali, come latte, uova, formaggio, carni. .
*Eliminare cibi irritanti o di difficile digestione, come salumi, cacciagione, frattaglie, cibi in scatola o conservati, frutta non matura, alcol, condimenti piccanti.
*Limitare la verdura cruda.
*Aumentare il consumo di cibi ricchi di fibre (frutta matura, verdure cotte, crusca) per favorire la funzione intestinale.
*Quanto ai legumi, si possono consumare se si elimina la cuticola esterna, che contiene più del resto sostanze che producono gas.
*Non bere durante i pasti.

LA CURA FARMACOLOGICA I farmaci impiegati nella cura del meteorismo sono essenzialmente di due tipi:
*Farmaci che aiutano l'eliminazione dei gas (tensioattivi): ricordiamo il simeticone (o dimeticone), che riduce la cosiddetta tensione superficiale, per cui le bolle di gas diventano tante piccole bollicine più facilmente eliminabili.
*Farmaci che tendono ad adsorbirli (adsorbenti): il più noto è il carbone vegetale, cui spesso vengono associate altre sostanze. Non è rara anche la combinazione con un tensioattivo.

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Ossigeno | Respiriamo soltanto questo di gas: perchè?

Struttura molecolare dell'emoglobina

(immagine dal web)

Durante il processo di respirazione, il nostro organismo inspira solo un gas: l'ossigeno! Perchè?
L'aria che introduciamo nei polmoni è formata all'incirca dal 78% di azoto e dal 21% di ossigeno, con piccole quantità di argon, anidride carbonica, vapore acqueo e qualche altro elemento.

Il rivestimento dei polmoni è formato da una sottile pellicola umida, nella quale le molecole dei gas si dissolvono, propagandosi nel plasma sanguigno tramite le esili pareti dei capillari. Anche se, a differenza dell'ossigeno, inspiriamo più del doppio di azoto, quest'ultimo è circa due volte e mezzo meno solubile. Conseguentemente nel plasma si trova all'incirca la stessa quantità dei due gas. Anche la concentrazione di azoto e argon nel sangue è in equilibrio, in quanto lo stesso numero di atomi si dissolve nel plasma e ne è rilasciato, e in genere nessuno dei due gas sovrasta l'altro.

La concentrazione di ossigeno nel sangue non raggiunge l'equilibrio nel sangue non raggiunge l'equilibrio allo stesso modo, poichè esso viene continuamente combinato con le molecole di emoglobina nei globuli rossi per formare l'ossiemoglobina, che a sua volta vine poi trasportata nel corpo per generare energia in tutte le cellule. Quindi la concentrazione di ossigeno nei pressi dei polmoni è semprepiù minore di quella che si trova nell'aria che respiriamo. Questo fa si che a ogni respiro nuovo ossigeno si diffonda nel nostro corpo. (science)

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Il cerchio si stringe | La vita su Marte ha le…ore contate!

Il cerchio si stringe: la vita su Marte ha le...ore contate! Alla fatidica domanda, al dubbio ormai incessante e costante nelle menti degli scienziati se Marte abbia mai ospitato la vita, pare che si stia arrivando ad una risposta certa e definitiva!

Pur nonostante la risposta a tale domanda pare "dribblare", rendendo quasi del tutto inutili i tentativi continui degli scienziati, nel giungere ad una conclusione definitiva, pare che il cerchio si sta stringendo! Sono ben 5 gli articoli pubblicati sulla rivista scientifica Science che in maniera dettagliata, grazie alle ultime analisi fatte da Curiosity all’interno del cratere di Gale, alla ricerca di ambienti che nel remoto passato del pianeta potessero risultare abitabili, ne danno prova di quanto sudetto. A capo di queste scoperte è un editoriale firmato da Ohn P. Grotzinger, del California Institute of Technology di Pasadena: stando ai dati chimici e fisici raccolti, Marte in passato avrebbe potuto ospitare la vita!
 
I nuovi risultati, racconta Grotzinger, sono solamente l’ultima tappa di una ricerca che prosegue ormai da un decennio. La storia inizia infatti nel 2004, con lo sbarco sul pianeta di Spirit e Opportunity, i dei due rover della Nasa che dovevano verificare i risultati degli esami orbitali, dimostrare cioè che nel lontano passato su Marte, esistevano ambienti ricchi di acqua. La missione fu un successo, gettando così le basi per l’impresa successiva, nome in codice: Mars Science Laboratory (Msl).

Suolo Marziano

Il rover sviluppato dalla nuova missione della Nasa, Curiosity, è sbarcato infatti nel cratere di Gale nel 2012, equipaggiato con un set di strumenti pensati espressamente per verificare se gli ambienti acquatici presenti su Marte fossero in grado di sostenere la vita. Oltre all’acqua infatti, sono necessari anche alcuni elementi specifici, ovvero Ossigeno, Azoto, Idrogeno, Zolfo e Fosforo, e ambienti che permettano il sostentamento e lo sviluppo di batteri. I risultati delle analisi, pubblicati oggi su Science, segnano un nuovo passo avanti.

I 5 studi dimostrano infatti che nell’antichità il cratere di Gale era percorso da lunghi corsi d’acqua, che dalle pendici della depressione scorrevano a valle, formando un lago al centro dell’area. Ph e salinità dell’acqua erano moderati, ed erano presenti anidride carbonica e monossido di azoto, composti chimici che rendono molto probabile la presenza di carbonati e materiali organici. Cosa vuol dire? Per gli scienziati, significa che la zona era abitabile.

Dimostrare che fosse realmente abitata però è un’altra storia. Gli strumenti di Curiosity infatti non sono pensati per rilevare la presenza di forme di vita, e il compito cadrà quindi sulle spalle delle prossime missioni, che dovranno esplorare le rocce della zona alla ricerca di fossili. Questo non vuol dire che la missione del rover sia giunta a termine. “Curiosity ora potrà aiutare a comprendere in che modo i composti organici potrebbero essere conservati negli strati rocciosi”, scrive infatti Grotzinger. “In questo modo, fornirà indicazioni preziose per restringere la ricerca delle aree in cui potrebbero essere presenti materiali in grado di preservare dei fossili”.

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Nella nube di Magellano scoperta una fabbrica di polveri

Come hanno avuto origine le galassie? Sono le polveri delle supernove. Pare che le supernove siano anche alla base dell'origine dell'Universo primordiale. Ma fino ad ora questa era solo una teoria, adesso non più.  Già questa affascinante scoperta è stata fatta dal telescopio Alma al quale l’Italia partecipa attraverso l’Osservatorio Europeo Meridionale (Eso) e con la Thales Alenia Space, che ha realizzato parti delle antenne. I risultati della ricerca e’ in via di pubblicazione sulla rivista Astrophysical Journal Letters. Il telescopio dell’Eso ha catturato per la prima volta i resti di una recente supernova, chiamata Sn1987A, ricca di polvere, situata nella Grande Nube di Magellano, a circa 160.000 anni luce dalla Terra.

Se una quantita’ sufficiente di questa polvere, riesce a completare il rischioso passaggio verso lo spazio interstellare, potrebbe spiegare come molte galassie abbiano acquisito il loro aspetto scuro e ‘polveroso’. Le galassie infatti possono essere luoghi decisamente polverosi e si pensa che le supernove siano una delle principali fonti di questa polvere, soprattutto nell’Universo primordiale. Ma finora le dimostrazioni dirette della possibilita’ di produrre polvere da parte delle supernove sono state poche e non erano in grado di giustificare le abbondanti quantita’ di polvere viste nelle galassie giovani e distanti. ”Abbiamo trovato una massa di polvere incredibilmente grande concentrata nella zona centrale del materiale espulso da una supernova relativamente giovane e vicina”, ha detto uno degli autori, Remy Indebetouw, astronomo all’Osservatorio Nazionale di Radio Astronomia degli Stati Uniti e universita’ della Virgina, entrambi con sede a Charlottesville. ”E’ la prima volta – ha aggiunto – che siamo in grado di produrre un’immagine della zona in cui si forma la polvere, un passo importante per comprendere l’evoluzione delle galassie”. Gli astronomi hanno previsto che quando il gas si raffredda dopo l’esplosione si formano grandi quantità di polvere poichè gli atomi di ossigeno, carbonio e silicio si legano tra loro nelle regioni interne e fredde del resto di supernova.

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Australia: trovate le tracce più antiche di vita sulla terra

La vita sulla terra è fra gli interrogativi più pressanti che l'uomo si pone. Tanto si è scoperto e tanto ancora si deve scoprire. Gli archeologi, gli antropologi non si arrendono, e continuano a studiare, a scavare ed analizzare. La loro costanza è stata premiata ancora una volta, infatti proprio in Australia sono state ritrovate le tracce più antiche di vita del nostro pianeta.
Si tratta di un complesso ecosistema microbico scoperto in rocce sedimentarie ben preservate di quasi 3,45 miliardi di anni fa, nella regione desertica di Pilbara in Australia occidentale.
Il ritrovamento, da parte di ricercatori australiani e statunitensi, guidati dal biogeochimico David Wacey dell'Universita' del Western Australia, potra' aiutare a meglio comprendere l'evoluzione del sistema solare.

Pilbara, Australia

Le Strutture Sedimentarie Indotte Microbicamente, o MISS, sono state trovate in un insieme di rocce chiamato Dresser Formation, a ovest della cittadina di Marble Bar.
Schegge di roccia sono state analizzate dai ricercatori, che hanno trovato evidenze di gruppi di microbi nei sedimenti.
"Riteniamo che sia la piu' antica evidenza di vita sulla Terra, che precede di alcuni milioni di anni i microfossili scoperti finora - scrive Wacey sulla rivista Astrobiology - La regione di Pilbara contiene alcune delle migliori, piu' antiche e meno deformate rocce sedimentarie sulla Terra".
"Microbi e batteri amano vivere in comunità - spiega ancora Wacey - Questi microbi vivevano in strati che richiedevano differenti gradienti chimici per sopravvivere. Quindi i batteri che amavano la luce si trovano verso la cima, e gli altri verso il fondo".
La Terra era un luogo molto differente tre miliardi e mezzo di anni fa, con temperature e livelli del mare molto piu' alti. Le comunità batteriche, come quella scoperta nel Pilbara, sono state la forma di vita piu' avanzata per diversi miliardi di anni, prima che cominciassero a svilupparsi forme piu' complesse. All'epoca non vi era ossigeno, ma abbondanza di CO2 e di metano, e gli oceani erano molto piu' caldi. La maggior parte del mondo era ricoperto di acqua, con piccole aree di terraferma emergenti. Vi era molta attivita' vulcanica e l'aria era densa di zolfo".
"Fino a circa 2,5 miliardi di anni fa - aggiunge lo studioso - vi era solo l'inizio dell'evoluzione che avrebbe portato a cellule con nucleoli, che si sarebbero poi evolute in organismi multicellulari come gli animali".
La scoperta può essere significativa per la ricerca spaziale, secondo Wacey: ''Ecosistemi di questo tipo potrebbero essere scoperti dal veicolo Curiosity che si trova gia' all'opera su Marte. Se riuscisse a raccogliere dei campioni per confrontarli con quelli scoperti sulla Terra, si potrebbe concludere che un tempo vi era vita su quel pianeta".

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Giro del mondo programmato nel 2015 per Solar Impulse!

Giro del mondo programmato nel 2015 per Solar Impulse! Proprio cosi, Solar Impulse, l'aereo che utilizzerà come combustibile l'energia solare ha effetuato il suo decollo da Washington per concludere la sua traversata a New York, l'ultima tappa di un viaggio coast to coast iniziato a maggio dal Moffet Air Field della Nasa, vicino San Francisco, per poi proseguirlo con tappe a Phoenix, Dallas, St. Louis, Washington.
Il piccolo velivolo che ha dato vita alla promozione della tecnologia solare è capace di volare anche nelle ore notturne.
A condurlo si sono dilettati l'austriaco Andre Borshberg e l'esploratore di rango Bertrand Piccardla.
L'aereo a tecnologia solare sarà utilizzato per efettuare un giro del mondo programmato nel 2015.
Tale innovazione trova il suo punto focale nella batteria a litio alimentata da 12.000 celle solari grazie alla quale è capace di viaggiare ad una velocità massima di 80 km orari.
Solar Impulse può trasportare soltanto un pilota che tral'altro è obbligato ad indossare una maschera d'ossigeno perché per ridurre il peso è privo di un sistema di pressurizzazione.
Nel 2010 l'aereo ad energia solare attraversando lo Stretto di Gibilterra aveva solcato i cieli da Madrid fino al Marocco.

Aereo solare

Solar Impulse, infatti, è un secondo prototipo realizzato da un'equipe di 70 ingegneri, costruito in fibra di carbonio, con un'apertura alare pari a quella di un Airbus A340 (63,4 metri) ed è ultraleggero con il peso pari ad un auto (1.600 chilogrammi).

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