Immagina di essere a cena, in una tranquilla serata di Marzo. Di fronte a te c’è un piatto colmo di verdure croccanti, perfette da intingere nella tua amata salsa ranch. Prendi la bottiglia, la capovolgi e… niente. La salsa non si muove di un millimetro. Sembra quasi un blocco solido, immobile. Allora la scuoti con decisione e, all’improvviso, un’enorme quantità di salsa precipita nel piatto. A quel punto, ti aspetteresti che si espanda come farebbe un liquido qualsiasi, magari come il latte che scorre su un tavolo inclinato. Invece no. Resta lì, compatta, come se fosse un solido gelatinoso. Eppure, quando ci affondi dentro una carota o un bastoncino di sedano, la superficie della salsa cede e si adatta alla pressione. Puoi persino spalmarla su un cracker, e lei si lascia modellare senza problemi. Allora cos’è? Un liquido? Un solido? O forse qualcosa di completamente diverso?
Un professore di fisica e biofisica con un laboratorio specializzato nello studio dei materiali morbidi ci guida in questo viaggio affascinante nel mondo delle sostanze che sfuggono alle definizioni classiche. La sua ricerca si concentra su quei materiali che, come la salsa ranch, non si comportano né da solidi né da liquidi in senso stretto. Parliamo di quella che gli scienziati chiamano materia soffice.
Gli stati fondamentali della materia: solido, liquido, gas e oltre
Per comprendere il comportamento della salsa ranch, bisogna prima ripassare gli stati fondamentali della materia. A scuola, ti avranno spiegato che esistono tre stati principali: il solido, il liquido e il gas. Un cubetto di ghiaccio, una pozzanghera d’acqua e il vapore acqueo sono gli esempi più comuni. Magari hai sentito parlare anche del plasma, uno stato caratterizzato da particelle cariche elettricamente e presente nel Sole o nelle insegne al neon.
Questi stati sono determinati dal modo in cui le molecole interagiscono tra loro. Nei solidi, le particelle sono saldamente connesse, come se fossero ancorate l’una all’altra da legami rigidi, impedendo loro di spostarsi. Nei liquidi, invece, le molecole scivolano liberamente, adattandosi alla forma del contenitore che le ospita. Nei gas, le particelle sono così libere da occupare tutto lo spazio disponibile, cambiando facilmente volume.
Elasticità e viscosità: le due facce della materia
Anche i solidi possono deformarsi se sottoposti a una forza, ma tendono a recuperare la loro forma originale. Questa proprietà si chiama elasticità. Pensa a un materasso che si deforma quando ci salti sopra, per poi tornare subito come prima. Nei liquidi, invece, si manifesta la viscosità, cioè la resistenza al flusso: un bicchiere d’acqua si versa facilmente, ma provare a versare del miele richiede più pazienza, perché le molecole scorrono con più difficoltà.
Il quinto stato della materia: la materia soffice e il comportamento viscoelastico
La salsa ranch appartiene a un affascinante quinto stato della materia, la cosiddetta materia soffice. Questa categoria include materiali che mostrano contemporaneamente caratteristiche elastiche e viscose, motivo per cui si parla di viscoelasticità. La salsa ranch è solo uno dei tanti esempi: anche lo yogurt, il dentifricio, il muco, lo slime e persino la pasta dei biscotti condividono lo stesso comportamento.
Questi materiali sembrano solidi quando stanno fermi, ma si comportano da liquidi quando li si agita o li si manipola. Se scuoti una bottiglia di ketchup o di salsa ranch, la viscosità diminuisce temporaneamente, rendendo il contenuto fluido e facile da versare. Questo fenomeno è noto come assottigliamento da taglio. È lo stesso motivo per cui lo yogurt si liquefa quando lo mescoli velocemente con un cucchiaio.
Esiste anche il fenomeno opposto: l’ispessimento da taglio, dove la sostanza si irrigidisce sotto stress. Un esempio lampante è l’Oobleck, una miscela di amido di mais e acqua che puoi versare come un liquido, ma che si trasforma in un solido se lo colpisci o lo stringi tra le mani.
I polimeri e la magia della gomma xantana nella salsa ranch
Ciò che rende queste sostanze così particolari è la loro composizione molecolare. Sono formate da polimeri, ovvero lunghe catene molecolari simili a fili di spaghetti intrecciati tra loro. Questo intreccio crea una struttura che conferisce alla sostanza una coesione simile a quella dei solidi, pur lasciando spazio al movimento tipico dei liquidi.
Nella salsa ranch confezionata, uno degli ingredienti principali è la gomma xantana, un polimero naturale ampiamente utilizzato per addensare e stabilizzare gli alimenti. La gomma xantana forma una rete intricata che trattiene l’acqua e rende la salsa capace di mantenere la forma, salvo poi fluire quando la bottiglia viene scossa con forza.
Quindi, la prossima volta che cercherai di far scendere la salsa ranch nel tuo piatto di carote e sedano, immagina questo intrico molecolare che si rilassa solo grazie alla tua azione meccanica. Una vera e propria danza di polimeri, invisibile agli occhi, ma fondamentale per ottenere quella consistenza irresistibile che rende ogni boccone ancora più gustoso.
