Cap2 Produzione e Dissipazione di energia all'interno di un materiale biologico

Legami chimici: energia di legame.
In natura si hanno vari tipi di legami chimici, è interessante vedere quanti eV sono necessari per romperli (vedi Tab. 2) :
 
 
Tabella 2 -Energia di legame
Tipo di legame
Kcal/mol
eV/molecola
Covalente
50-100
2.2-4.8
Van der Waals
1-2
0.04-0.08
Legame idrogeno
3-7
0.13-0.30
Ionico*
5
0.2
Energia termica media a 310 K
0.62
0.027
* Per gruppi ionici di molecole organiche come COO-, NH3+ in soluzione acquosa
 

Per rompere un legame covalente occorrono 2.2 ¸ 4.8 eV; per Van der Waals è necessario un valore 100 volte inferiore ma l’energia in gioco per ciascuna molecola è di almeno un fattore 103 maggiore di quello che proviene dai segnali e.m.  di interesse ( Tabella 1, cap 1 ); confortati da questi valori molti studiosi negano che ci siano degli effetti delle radiazioni e.m. dato che il singolo quanto non ha neanche un’energia comparabile con l’agitazione termica, come si deduce dalle due tabelle. In realtà avviene qualcosa di più complesso:

E’ stato dimostrato sperimentalmente che, se si ha un segnale a microonde di sufficiente energia, si può produrre un effetto termico sul materiale.

Indice del Capitolo 2


Leggi fisiche alla base della produzione e dissipazione di energia all'interno di un materiale biologico e corrispondenti equazioni.
Questa produzione e dissipazione di energia all’interno del materiale biologico segue le leggi fisiche fondamentali:

  1.      Cessione di energia dall’esterno tramite movimento di cariche libere  quali possono essere elettroni o  ioni (presenti in grandi quantità nell’uomo);
  2.      Fenomeni di rotazione e di riorientazione delle molecole dipolari. Molte molecole di tessuti biologici sono di tipo dipolare: basta allora applicare un campo elettrico e un atomo o anche una molecola neutra possono diventare dipolari (la nube elettronica si sposta rispetto al nucleo);
  3.      Oscillazione delle cariche legate (elettroni negli atomi e atomi nelle molecole).
A queste leggi fondamentali corrispondono delle equazioni; si distinguono vari tipi di interazione:
 
  • a) Interazione con monopoli (ioni) in cui intervengono forze elettriche e forze magnetiche
  • b)  Interazioni con dipoli (molecole dotate di momenti elettrici e momenti magnetici)
  • c) Interazione di risonanza (si instaurano in presenza di tutte le forze viste in precedenza e ne amplificano, quindi, gli effetti)
  • Queste sono quindi le regole fondamentali che regolano la produzione e la dissipazione di energia all’interno del materiale biologico.

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