Platonic Solid and Chemistry: the Icosahedral Boron Clusters

Boron is the fifth element in the periodic table. It is also the first element of the boron group or the group thirteenth of the periodic table. It is a metalloid element, meaning its properties are between a metal and a nonmetal. The chemical symbol for boron is B, which has an atomic weight of 10.81 grams per mole.

The position of the Boron element in the periodic table. Figure generated using Mendeleev’s Dream program.

In its ground state, a boron atom contains five electrons arranged in two energy levels. The first energy level, or shell, can hold up to two electrons, while the second can hold up to eight. However, boron has three valence electrons, meaning only the first two energy levels are filled, leaving the third energy level partially empty.

Continue reading

The Almighty​ Curcumin

Curcumin is a polyphenol derived from the root of turmeric (Curcuma longa) that it is widely used as a dietary spice and natural food colouring agent throughout the world.

Figure 1: Turmeric plant. source: Franz Eugen Köhler, Köhler’s Medizinal-Pflanzen
Continue reading

Il Guscio di una Chiocciola Ciociara e la sua Digitalizazione 3D con l’algoritmo Structure-from-Motion

Viva la Chiocciola,
viva una bestia
che unisce il merito
alla modestia.
Essa all’astronomo
e all’architetto
forse nell’animo
destò il concetto
del cannocchiale
e delle scale:
viva la Chiocciola
caro animale…

La Chiocciola di Giuseppe Giusti (1847)

Introduzione

La bella poesia del Giusti esprime la piacevole simpatia che infonde questo piccolo abitante dei nostri giardini. Sono sempre stato affascinato da questo gasteropode, tanto che è stato uno degli invertebrati favoriti per le mie giovanili osservazioni naturalistiche amatoriali. Inoltre, ricordo ancora con piacere e nostalgia la raccolta di quelle chiamate in dialetto ciociaro ‘ciammaruchelle‘, ovvero delle chiocciole piccoline. Queste si raccoglievano a manciate nei campi di grano dopo la mietitura. Era una delle varie tradizioni culinarie che coinvolgevano ogni anno tutta la mia famiglia e venivano portate a termine con assidua devozione. La raccolta veniva organizzata con un’accurata scelta di tempi, luoghi e condizioni meteorologiche per aumentare la probabilità di successo. Solitamente si tornava a casa con un ricco e gustoso bottino, ma non senza patimenti, visto che le piccole lumache si arrampicavano sulle piante di cardo (Cynara cardunculus L., 1753) dove si nascondevano tra le spine per proteggersi dai predatori. Per loro sfortuna, il predatore Homo Sapiens Sapiens Frusinenses, dotato di vista acuta e grande tenacia, non mollava facilmente la sua preda!

La specie raccolta era varietà della chiocciola Eobania vermiculata o “rigatella”, molto comune nelle regioni mediterranee. Le ciammaruchelle venirano raccolte in ceste di vimini e una volta tornati a casa, venivano rinchiuse dentro gabbie circolari con pareti di rete a piccole maglie per vari giorni per spurgarne l’intestino del contenuto. Venivano quindi cucinate per qualche ora in un sugetto di pomodoro speziato con mentuccia (Clinopodium nepeta) con una ricetta di origini antiche. Il piatto veniva poi consumato con pane fresco o meglio infornato per renderlo croccante. Una sonora festa di profumi, sapori e colori: il suono dei risucchi nel tentativo di svuotare i gusci del loro succulento contenuto. Una delicata festa di odori e sapori: il profumo del pomodoro aromatizzato dalla carne della chiocciola e dalla mentuccia, combinato con il suo colore rosso variagato dalle striature bianco-marroncino del guscio delle ciammaruchelle.

Continue reading

Modular Assembly of Proteins on Nanoparticles

I have recently contributed to a proof of concept study published in the prestigious Nature Communication (doi:10.1038/s41467-018-03931-4) [1]. The study involved collaborations with experimental groups across the University of Lincoln (UoL), University of Molise (Italy) and the Royal Holloway University of London coordinated by Dr Enrico Ferrari (UoL).

Continue reading

The Protein Engineering of a controllable Nano-Gate: the FhuA D1– 160 channel

The confinement of primeval biochemical compounds by nano compartmentalization made possible the spatial and temporal control and the development possible the most complex chemical process: the life. Continue reading

Il calcolo delle cariche parziali atomiche

Le cariche parziali da usare nel campo di forze si ottengono generalmente da calcoli quantomeccanici. Nel caso di molecole rigide, il calcolo delle cariche è abbastanza semplice. Nel caso di molecole flessibili, occorre valutare quanto le diverse conformazioni influenzano la distribuzione di carica e, quindi, stimare la carica parziale come media pesata tra i vari conformeri. Il calcolo QM fornisce le cosidette cariche di Mulliken. Questo tipo di cariche possono portare ad una elevata inaccuratezza nel riprodurre proprietà chimico-fisiche di piccole molecole. Per evitare questo inconveniente sono state introdotte varie procedure per ottenere delle cariche parziali che tengano conto della diversa capacitá dei singoli atomi di accomodare una diversa distribuzione di carica. Queste procedure vanno sotto il nome di metodi di Electrostatic potential fitting tra cui i più usati solo il RESP e il CHELPG. Vediamo come questi metodi funzionano.

Continue reading

La Dinamica Molecolare: il Campo di Forze

Then from these forces, by other propositions which are also mathematical, I deduce the motions of the planets, the comets, the moon, and the sea. I wish we could derive the rest of the phenomena of Nature by the same kind of reasoning from mechanical principles, for I am induced by many reasons to suspect that they may all depend upon certain forces by which the particles of bodies, by some causes hitherto unknown, are either mutually impelled towards one another, and cohere in regular figures, or are repelled and recede from one another.

Isaac Newton. Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. London, 1686.


Continue reading