La strumentazione scientifica: dall'armadio alla scatola e viceversa

Questo percorso tematico permette di ‘leggere’ l’evoluzione della strumentazione scientifica anche attraverso le variazioni delle dimensioni dei diversi oggetti.L'innovazione nella fabbricazione degli strumenti utilizzati ai fini della ricerca ha permesso applicazioni nuove, con due finalità: da un lato mettere a disposizione di un'utenza più ampia la possibilità di effettuare misurazioni accurate, dall'altra ottenere informazioni sempre più dettagliate e strutturate.
Il presente percorso è pertanto leggibile in due diverse direzioni: DALL'ARMADIO ALLA SCATOLA e DALLA SCATOLA ALL'ARMADIO , offrendo così la possibilità di seguire lo sviluppo di strumenti diversi. È inoltre possibile inquadrare in una visione di insieme IL PATRIMONIO TECNICO-SCIENTIFICO DELLE UNIVERSITÁ ITALIANE a partire dagli oggetti selezionati per costruire gli itinerari presenti in questa sezione, appartenenti a I MUSEI DELLA RETE che conservano collezioni significative per quanto riguarda il patrimonio scientifico e tecnologico.

La strumentazione scientifica dall'età moderna ad oggi

A partire dal Rinascimento e per tutto il XIX secolo gli strumenti scientifici non hanno subito grandi modifiche in ordine alle dimensioni, che spesso sono la risultante di questioni estetiche o di finalità espositiva o di appealing.

È con l’Illuminismo che la dimensione è divenuta il prodotto di un’esigenza scientifica. Lo spazio viene cioè condizionato dalle componenti tecniche dello strumento. Gli ‘armadi’ sono quindi per lungo tempo il prodotto di componenti strumentali a grande occupazione.

È nel XX secolo che la loro evoluzione presenta una forte discontinuità: con la rivoluzione del transistor e poi dei circuiti integrati, dei computer e dei robot si determina una trasformazione che nel secondo Dopoguerra porta all’elettronica miniaturizzata e conseguentemente a una sensibile riduzione delle dimensioni degli strumenti scientifici, fino a giungere alla fase di portatilità degli stessi.

Evidenti i vantaggi derivanti dall’innovazione: le piccole dimensioni degli strumenti consentono l’utilizzo di campioni ultramicro (massa < mg), la loro non distruttività e non invasività. E soprattutto permettono di effettuare misurazioni in situ, evitando così il trasferimento dei campioni, a volte anche molto ingombranti, e la possibilità che gli stessi si alterino con il risultato di rendere inutili tutte le operazioni effettuate e le spese sostenute.

Per contro le nuove dimensioni e le nuove forme non permettono più di comprendere in maniera diretta il funzionamento di un strumento, che diviene una sorta di black box. Questo ha evidenti ripercussioni a livello didattico e soprattutto nel rapporto tra l’utilizzatore e lo strumento che risulta completamente trasformato.

Negli ultimi anni si verifica tuttavia anche una tendenza contraria. La profonda evoluzione tecnologica apre la strada a sempre nuove possibilità nell’ambito della ricerca e dell’utilizzo degli strumenti scientifici. Per questo motivo, in alcuni casi, le dimensioni di tali strumenti hanno iniziato a mostrare una inversione di tendenza, con un percorso che partendo dalla scatola si muove verso l’armadio.

 L'evoluzione degli strumenti nel campo dell'analisi chimica in relazione alla dimensione: un'inversione di tendenza

Analizzando alcuni strumenti campione impiegati nei tre campi dell'analisi chimica (ottica, elettrochimica e separazione tra fasi) è possibile ripercorrere - e rappresentare graficamente - l'evoluzione della strumentaria scientifica in relazione alla dimensione media, secondo un percorso che va "dall'armadio alla scatola". In particolare, nel campo dell'ottica si passa dallo spettrofotometro al fotometro portatile; nel campo dell'elettrochimica si va dal potenziometro da tavolo al potenziometro portatile; infine per quanto riguarda la separazione tra fasi si propone un percorso che va dai primi cromatografi gassosi agli attuali cromatografi portatili HPLC.

Intanto la richiesta di analisi e di risultati sempre più definiti e multistrutturati sta di fatto invertendo tale tendenza, grazie all'impiego di apparecchiature capaci di rispondere a tali nuove esigenze che, di fatto, sembrano invertire il percorso dimensionale/evolutivo fin qui tracciato, proponendo un ritorno 'all'armadio dalla scatola'. Ciò è riscontrabile, ad esempio, ripercorrendo l'evoluzione di strumenti come la Risonanza Magnetica Nucleare (NMR), il quantometro fino agli attuali robot analitici, come quelli impiegati per la tac tridimensionale nel campo medico.

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