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La cristallografia a Parma

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Ho accolto con molto piacere l’invito a fare una breve relazione sulla nascita e sulla successiva crescita a livello nazionale e internazionale della cristallografia a Parma. Mi sembra interessante ricordare come un gruppo di persone esiguo con tanto impegno e buona volontà sia riuscito a far conoscere a livello internazionale un centro di cristallografia di una piccola Università dotata di scarsi mezzi finanziari.
Se questa carrellata storica da una parte mi procura piacevoli ricordi di un momento “glorioso” del gruppo di cristallografia di Parma del quale ho fatto parte dal 1963, entrando in tesi con il PRO. Nardelli, d’altro canto mi rattrista perché purtroppo i maestri e molti colleghi-amici ci hanno lasciato, alcuni anche molto prematuramente.
L’interesse per gli studi cristallografici mediante diffrazione di raggi X ebbe inizio a Parma nel periodo anteguerra per merito del Prof. Adolfo Ferrari, uno dei pionieri italiani della cristallografia. Il Prof. Ferrari proveniva dal Politecnico di Milano, precisamente da quel gruppo di ricercatori da cui ebbe origine la Scuola di Giulio Natta. Egli ebbe fra i primi allievi a Parma Luigi Cavalca e Mario Nardelli. Per il ruolo che Essi svolsero nello sviluppo dei metodi di calcolo cristallografico e delle apparecchiature diffrattometriche mi sembra doveroso sottolineare i punti più salienti della loro brillante carriera.

Il Prof. Luigi Cavalca nacque a Vicenza nel 1911 e prese l’abilitazione magistrale nel 1930 a Parma dove cominciò la sua carriera di maestro elementare continuando a studiare per conseguire la maturità scientifica. Continuando il suo lavoro di maestro si iscrisse al corso di laurea in chimica laureandosi nel 1945. Assistente di ruolo nel 1948 vinse la cattedra di Strutturistica Chimica nel 1957. Per la sua intensa attività didattica e di ricerca gli venne conferita la medaglia d’oro al merito per l’istruzione, la cultura e le arti. Fu tra i promotori e i fondatori dell’Associazione Italiana di Cristallografia di cui fu il primo Vice Presidente (1967) e contribuì a creare una scuola di giovani scienziati a Parma. Riservato, formale ma dotato di grandi doti didattiche e umane, leale e coerente fino a pagarne personalmente le conseguenze, fu estremamente schivo e rinunciò sempre ad assumere incarichi accademici diversi da quello di Professore. Fu Direttore del Centro di Studio per la Strutturistica del CNR di Parma dalla sua istituzione al 1979, anno nel quale, purtroppo per noi e per la cristallografia rassegnò le dimissioni volontarie dal ruolo di Professore Ordinario di cui era sempre stato fiero. Nel 1986 il Ministero per l’Università e la Ricerca Scientifica e Tecnologica gli conferì il titolo di Professore Emerito. Per noi è stato non solo un Maestro di Strutturistica Chimica ma anche un grande Maestro di vita. Morì nel 1991.

Il Prof. Mario Nardelli nacque a Parma nel 1922. Dopo aver conseguito la maturità classica si laureò in chimica nel 1946 e subito iniziò la sua carriera accademica come Assistente sotto la guida del prof. Ferrari che stimolò l’interesse di questo giovane e brillante ricercatore per gli studi cristallografici. Vinse la cattedra di Strutturistica chimica nel 1963 e fino al 1975 fu Direttore dell’istituto omonimo. Nel 1967 succedette al Prof. Ferrari come titolare della cattedra di Chimica Generale ed Inorganica mantenendo questa posizione fino al 1996 quando il Ministero per l’Università e la Ricerca Scientifica e Tecnologica gli conferì il titolo di Professore Emerito. Nel 1967 fu tra i fondatori dell’Associazione Italiana di Cristallografia di cui fu il secondo Presidente. Dal 1979 al 1992 diresse anche in Parma il Centro di Studio per la Strutturistica Diffrattometrica del CNR. Per il suo prestigio a livello nazionale e internazionale ricoprì un grande numero di incarichi raggiungendo il massimo traguardo come Presidente dell’Unione Internazionale di Cristallografia per il triennio1987-1990.

Cavalca e Nardelli, seppur di personalità e carattere molto diversi, strinsero fin da giovani ricercatori un sodalizio umano e scientifico che costituì la loro vera forza e che ha rappresentato un caso abbastanza raro di sinergia accademica. E’ alla loro solidarietà scientifica che si deve la nascita a Parma di una scuola di Cristallografia che ebbe il massimo sviluppo fra la fine degli anni 60 e l’inizio degli anni 80.

Evoluzione delle apparecchiature diffrattometriche
La prima apparecchiatura diffrattometrica, un generatore Andreini, fu acquistato nel 1942 e venne utilizzato inizialmente solo per esperimenti di diffrazione di polveri. Nel dopo-guerra, attraverso un finanziamento del Piano Marshall, fu acquisito un generatore a raggi-X Philips Norelco in seguito completato con camere di Weissenberg per cristallo singolo. Nella prima metà degli anni cinquanta divenne possibile eseguire in modo automatico sintesi di Fourier bidimensionali mediante il sintetizzatore di Hoppe-Pannke. All’inizio degli anni ’60 fu reso disponibile presso l’Istituto di Strutturistica Chimica un diffrattometro per polveri PhilipsPW1050.

I non più giovani ricercatori ricordano bene la complessità, il grande impegno e i lunghi tempi necessari per la raccolta dei dati strutturali mediante diffrazione di raggi X da cristallo singolo. Una volta ottenuti i fotogrammi di Weissenberg, le riflessioni venivano indicizzate e le loro intensità misurate con un microdensitometro e trasformate in fattori di struttura con un regolo o una comune calcolatrice da tavolo. I dati sperimentali, così ottenuti, venivano trasferiti su nastro di carta con una perforatrice Audit-Olivetti ed elaborati sull’Elea 6001/S del Centro di Calcolo dell’Università di Parma istituito per la volontà e la determinazione dei Proff. Cavalca e Levi.

L’ELEA 6001/S (macchina numero 15) iniziò a funzionare il 23 giugno del 1963 e io ne feci conoscenza nell’ottobre come tesista del Prof. Nardelli affidata ad Amos Musatti allora in forza all’Istituto di Strutturistica Chimica come Professore incaricato. Abbiamo passato notti intere a leggere “pizze” di carta di 20 cm di diametro contenenti i fattori di struttura con il fotolettore (strumento di input dell’ELEA) che amava tantissimo strappare i nastri. Per non parlare poi dei nastri magnetici che avevano il vezzo di andare in “porca eva” che in gergo significava che il nastro magnetico si era stracciato e che tutti i calcoli fino ad allora eseguiti (ore e ore) erano andati perduti. Erano anni pionieristici sia per le scarse risorse di attrezzature che di facilitazioni di calcolo. Il nostro Elea ci era stato fornito senza la maggior parte dei programmi cristallografici. Inoltre avendo solo 10.000 posizioni di memoria non poteva utilizzare il compilatore FORTRAN. Fu così che un’intera squadra di giovani (Musatti, Domiano, Andreettti per citare il gruppo storico degli informatici ante-litteram) si dedicarono alla programmazione in linguaggio macchina, alla prova del loro funzionamento e quindi a tutti i calcoli necessari per la determinazione di una struttura a raggi X.

Verso la fine degli anni ’60 nel campo della cristallografia avvenne una vera rivoluzione metodologica. Furono realizzati dei nuovi strumenti, i diffrattometri, che riuscivano a misurare in pochi giorni e con grande precisione ciò che, in precedenza, richiedeva interi mesi di duro lavoro.

Un bel giorno di quegli anni il Prof. Cavalca saltellando per il corridoio annunciò a tutti noi “Abbiamo il Centro, abbiamo il Centro”. Capimmo il giorno dopo che il CNR, cumulando i finanziamenti che facevano capo ai Proff. Ferrari, Cavalca e Nardelli, riconoscendo il loro grande impegno aveva istituito il Centro per lo Studio della Strutturistica Diffrattomertrica con sede presso gli Istituti di Strutturistica Chimica e