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Green Chem., 2025, 27,12715-12726
DOI: 10.1039/D5GC03149D, Paper Open Access &nbsp This article is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 Unported Licence.Özge Ata, Lisa Lutz, Michael Baumschabl, Diethard Mattanovich
We show that combining pathway and process engineering enables synthetic autotrophic K. phaffii to produce ∼12 g L−1 itaconic acid from CO2, highlighting the role of interplay between native and heterologous metabolic pathways and process design.
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Green Chem., 2025, 27,12738-12750
DOI: 10.1039/D5GC03673A, PaperZi-Kai Zhou, Zhi Zheng, Shu-Qi Li, Yu-Zheng Wang, Jian-Ping Liang, Zhao-Lun Cui, Xiao-Qiong Wen, De-Zheng Yang
Nitrate synthesis pathways were explored using needle-water coupled bubble hybrid discharges, clarifying the synthetic contributions of the two discharge forms and providing insight into optimizing sustainable nitrogen fixation by plasma.
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Green Chem., 2025, 27,12694-12714
DOI: 10.1039/D5GC03414K, PaperSobhan Neyrizi, Keimpe Nevenzeel, Dirk J. Groenendijk, Ben in ‘t Veen, Jack Ledingham, Paul J. Corbett
Dimensional tuning of cell pair thickness, width/length ratio, and spacer size enables optimization of electrochemical lithium recovery, based on membrane cost and lithium composition.
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Green Chem., 2025, 27,12679-12693
DOI: 10.1039/D5GC03310A, PaperJunting Gao, Feng Gao, Ke Liu, Wenxing Chen, Wangyang Lu
Long-chain ammonia end capping and rare earth coordination effectively inhibits the formation of cyclic oligomers during the polymerization of PA6, and combines with deep devolatilization to achieve more energy-efficient production of PA6.
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Green Chem., 2025, 27,12613-12620
DOI: 10.1039/D5GC02628H, PaperAbdussalam K. Qaroush, Feda'a M. Al-Qaisi, Ala'a F. Eftaiha, Rana T. Abu-Saileek, Khaleel I. Assaf, Alex MacDonald, Philip G. Jessop
The Mukaiyama-carbonic acid (MCA) adduct enables CO2 transfer to sodium pyruvate under mild conditions, offering a promising in vitro route for biotin carboxylation.
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Green Chem., 2025, 27,12642-12658
DOI: 10.1039/D5GC02799C, Paper Open Access &nbsp This article is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 Unported Licence.Darien K. Nguyen, Zoé O. G. Schyns, LaShanda T. J. Korley, Dionisios G. Vlachos
Catalyst-free, bulk oxidation of low-density polyethylene (LDPE) can be achieved with non-thermal atmospheric plasma via a viscosity modifier approach, enabling compatibilization in mixed polymer blends.
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Green Chem., 2025, 27,12499-12537
DOI: 10.1039/D5GC02998H, Critical Review Open Access &nbsp This article is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 Unported Licence.Juan Paez, Pedram Fatehi
This review discusses the recent advancements and challenges associated with the use of lignin in adhesive fabrication.
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Green Chem., 2025, 27,12621-12641
DOI: 10.1039/D5GC04176G, Paper Open Access &nbsp This article is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 Unported Licence.Yiming Ma, Shang Gao, Neel Mehta, Qinqing Fu, Wei Li, Brahim Benyahia
SolECOs combines machine learning and sustainability metrics to enable data-driven solvent selection. Validated with four APIs, it delivers robust solubility prediction, sustainability ranking, and crystallization design support.
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Green Chem., 2025, 27,12830-12843
DOI: 10.1039/D5GC02696B, Paper Open Access &nbsp This article is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 Unported Licence.Rosario Carmenini, Alberto Sanz de León, Tiziana Benelli, Loris Giorgini, Mauro Comes Franchini, Sergio I. Molina, Mirko Maturi
Solvent-free one-pot PET upcycling yields photocurable copolyesters with record mechanical performance and 83% sustainable content for vat photopolymerization.
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Green Chem., 2025, 27,12672-12678
DOI: 10.1039/D5GC03348A, PaperYajuan Wang, Zijun Zhang, Chunjun Chen, Yingxuan Liu, Yichi Zhang, Mingjie Cheng, Xia Bai, Shuaiqiang Jia, Mingyuan He, Haihong Wu, Buxing Han
The FE of HCOOH was enhanced over commercial Cu by the modification with a dual site polymer under acidic conditions. The quaternary ammonium cation promoted CO2 reduction at low potentials, the tertiary amine stabilized the key intermediate *OCHO.
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Green Chem., 2025, 27,12751-12764
DOI: 10.1039/D5GC01415H, PaperXin-Liang Chen, Lei Wang, Ying-Ying Wu, Laijiayun Jin, Xin Feng, Yu-Yue Ma, Hao Liu, Qiang Hua, Ze-Jian Wang, Liu-Jing Wei
Zeaxanthin and its derivatives have an increasing market demand owing to their strong antioxidant, anti-cancer, and anti-inflammatory properties.
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Green Chem., 2025, 27,12765-12777
DOI: 10.1039/D5GC03826J, PaperChang-Lian Xu, Xinlei Ji, Honghao Zhang, Xiaoxun Xu, Lilin Wang, Guiyin Wang, Guochun Lv, Xin Qi, Junzhuo Cai, Shirong Zhang, Zhanbiao Yang, Zhang Cheng, Lin Kong, Yaoyuan Zhang
A sustainable closed-loop process is proposed for efficient and selective metal recovery under mild conditions; utilizing the natural amino acid cysteine as a leaching agent, and using the natural oxalic acid as a selective recovery reagent of Co.
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Green Chem., 2025, 27,12586-12601
DOI: 10.1039/D5GC02259B, PaperGilvana P. Siqueira, Agata Rodak, Raquel G. Rocha, Tomasz Swebocki, Mateusz Cieślik, Eduardo M. Richter, Krzysztof Formela, Jacek Ryl, Rodrigo A. A. Muñoz
Reclaimed ground tire rubber enables the additive manufacturing of sensors for carbendazim sensing in water.
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Claudio Della Volpe

La parola greca climatèrio s. m. [dal gr. κλιμακτήρ, propr. «gradino», der. di κλῖμαξ «scala»; per il sign., cfr. climaterico] (dalla Treccani), si riferisce in genere alla vita sessuale di uomini e donne, e in particolare al momento della vita in cui si ha riduzione o scomparsa della fertilità nei due generi con tutta una serie di eventi annessi.

Tenete presente che la seconda k della parola greca si conserva nell’inglese, in cui si scrive il sostantivo climacter o l’aggettivo climacteric, NON climateric, mentre in italiano la seconda k è scomparsa.

Ma quello di cui vi parlerei oggi non è il climaterio umano ma quello vegetale; infatti nella maturazione dei frutti sulla pianta o dopo la raccolta si verificano dei fenomeni molto interessanti cui fa riferimento questo termine.

I frutti climaterici sono quelli che anche dopo essere stati raccolti producono una significativa quantità di etilene, un gas ben conosciuto ai chimici per il suo ruolo nell’industria dei polimeri, ma anche ai biochimici per il suo ruolo di ormone vegetale.

Un secondo avviso lo metterei per la confusione che a volte si fa nei giornali o nel parlar comune fra etilene ed ossido di etilene, due sostanze affatto diverse e riportate qui sotto!

Etilene

Ossido di etilene

L’ossido di etilene è una sostanza estremamente reattiva (basta considerare la tensione dell’anello a tre termini!) e considerata cancerogena almeno in Europa, tanto da non essere più usata in determinati contesti; tuttavia dato che continua ad essere usata in altri paesi, per esempio come antibatterico e fumigante, i suoi residui possono rimanere nei prodotti anche alimentari poi importati; dunque attenzione a questa distinzione. Un contenitore metallico di un TIR reso sterile tramite ossido di etilene potrebbe diventare una sorgente di inquinamento dei prodotti poi trasportati a meno di non ripulirne le superfici con altri gas.

Torniamo all’etilene, che pure è esplosivo o asfissiante ma non tossico o cancerogeno, tanto da potere essere usato come gas anestetico.

È un intermedio chiave nell’industria polimerica, ma anche come dicevo un ormone, dunque una sostanza di controllo delle piante, di origine del tutto naturale in quel caso.

Bella questa centralità della piccola molecola di etilene sia nell’attività umana che in quella naturale, questa duplice natura di una molecola che è poi un fenomeno comune ed importante in Chimica. Ne abbiamo parlato parecchie volte e avrebbe fatto contento Guido Barone ed anche Hegel o Marx.

L’etilene non agisce direttamente su un singolo enzima, ma stimola la sintesi di diversi enzimi, tra cui cellulasi e poligalatturonasi, che degradano le pareti cellulari durante i processi come la maturazione dei frutti e l’abscissione (ossia la caduta di foglie e frutti). L’etilene regola anche la propria stessa produzione, essendo prodotto dall’enzima ACC-ossidasi che converte l’ACC (acido aminociclopropancarbossilico, che è un amminoacido NON proteico, cioè che non si trova nelle proteine) in etilene.

 acido ammino-ciclo-propan-carbossilico

Quali sono i frutti che producono più etilene e quali sono quelli più sensibili al suo effetto? C’è stato molto lavoro su questo tema a cavallo del nuovo millennio e una review particolarmente citata è quella del 2002 di Kader, elencata in fondo, da cui possiamo estrarre le tabelle seguenti e anche lo schema temporale dell’azione dell’etilene. I frutti che risentono dell’azione dell’etilene si chiamano frutti climaterici; ovviamente l’etilene può incrementarne la maturazione ma anche portarla oltre i limiti di uso utile del frutto o del vegetale, dunque è importante regolare con attenzione le condizioni di utilizzo pratico, od eventualmente associare altri ormoni gassosi ad azione antitetica, oppure usare comuni molecole come ossigeno e CO2, già presenti in ambiente la cui concentrazione agisce sul ciclo dell’ormone, come indicato dopo, anche perché la curva di azione è complessa come si vede qui sotto.

Lista di comuni frutti e vegetali climaterici e non-climaterici.

E tenete presente che ci sono frutti che producono poco etilene ma sono molto sensibili alla sua azione e anche frutti non climaterici, ossia che non continuano a maturare una volta raccolti dalla pianta, poiché non hanno la capacità di produrre etilene in modo autonomo. Invece di maturare dopo la raccolta, questi frutti si possono deteriorare se acquistati acerbi. Esempi comuni includono agrumi (arance, limoni), frutti di bosco (fragole, ciliegie, lamponi), l’uva, l’ananas, i melograni, le olive, e anche alcuni ortaggi come cetrioli e peperoni.

Potreste trovare elenchi non completamente coincidenti perché l’azione e la produzione dell’etilene dipendono dal contesto sperimentale usato.

In modo parallelo ma opposto all’etilene il metil-ciclopropene si comporta da ritardante della maturazione e dunque può essere usato per mantenere fiori e frutti maturi prevenendo il loro deterioramento

In conclusione attenzione a come mettete la frutta e i vegetali insieme in frigo o nella dispensa, perché potreste avere effetti inattesi e non necessariamente vantaggiosi.

Dopo tutto sono ancora vivi quando li conserviamo.

Consultati:

Kader, A.A. (2002) Postharvest Technology of Horticultural Crops. 3rd Edition, University of California, Agriculture and Natural Resources, Oakland, Publication 3311, 535 p., Kader, AA.

Etilene: l’ormone gassoso

Fai clic per accedere a ethylene_101.pdf

Green Chem., 2025, 27,12602-12612
DOI: 10.1039/D5GC03435C, PaperMei Li, Canyu Zhang, Hui Liang, Boyang Wu, Wenxi Yu, Guangjian Li, Yufei Cao, Wen-Yong Lou
Machine learning-guided engineering of chalcone synthase effectively overcomes substrate promiscuity, enabling highly selective biosynthesis of phloretin in yeast, and provides a framework for the microbial production of high-value natural products.
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Green Chem., 2025, Accepted Manuscript
DOI: 10.1039/D5GC03349G, Tutorial ReviewZeeshan Mustafa, Naeem Auroona, Arslan Sarwar, Eun Yeol Lee
Global warming driven by rising CO2 emissions has spurred intense interest in biological carbon fixation as a sustainable alternative to physicochemical approaches. This review explores natural, engineering, and synthetic CO2...
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Green Chem., 2025, Advance Article
DOI: 10.1039/D5GC03507D, Critical Review Open Access &nbsp This article is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 Unported Licence.Anamarija Briš, Davor Margetić, Vjekoslav Štrukil
A comprehensive review of mechanochemical recycling and upcycling of waste polymers by ball milling is critically assessed, highlighting its efficiency and potential for the depolymerization or degradation of waste plastics.
To cite this article before page numbers are assigned, use the DOI form of citation above.
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 Ivan Di Terlizzi*

Il lavoro illustrato in questo post da uno degli autori ha vinto il premio IGNobel per la fisica 2025

Pochi piatti rappresentano l’essenza della cucina italiana quanto la Cacio e Pepe. Tre ingredienti, pasta, pecorino e pepe, per una ricetta semplice solo in apparenza. Chiunque abbia provato a prepararla sa che bastano pochi secondi di distrazione e la crema può trasformarsi in un disastro culinario. Da fisici italiani in Germania, io e i miei colleghi abbiamo spesso l’abitudine di cenare insieme durante i freddi weekend invernali, e le chiacchierate a tema scientifico di fronte a un piatto di pasta fumante non mancano mai. Nei nostri menu mancava però sempre un piatto: la Cacio e Pepe. Cucinarla per tante persone era infatti un problema. La gestione del calore diventa infatti progressivamente più difficile man mano che le quantità di pasta aumentano, e sprecare una gran quantità di prezioso pecorino portato dall’italia facendo magari una figuraccia davanti ad amici di varie nazionalità era un rischio che non volevamo correre. È proprio discutendo di queste difficoltà che abbiamo realizzato come la facilità con cui una salsa inizialmente liscia e omogenea si aggruma al variare delle condizioni esterne potesse indicare la presenza di una transizione di fase. Spinti dalla curiosità, abbiamo deciso di costruire un apparato sperimentale che ci permettesse di studiare lo stato della salsa in diverse condizioni fisiche.

Per condurre gli esperimenti abbiamo riprodotto la preparazione della salsa con strumenti da cucina comuni (bilancia, frullatore a immersione, pentolino e termometro digitale), ma con un controllo di temperatura più preciso. Il riscaldamento è stato realizzato con un sistema sous-vide modificato, in cui il pentolino contenente la salsa veniva immerso in acqua a temperatura controllata, sostenuto da una piattaforma di legno su misura che ne impediva il galleggiamento e assicurava un trasferimento di calore uniforme. Per l’analisi visiva della salsa, i campioni venivano disposti in una piastra di Petri su un supporto trasparente realizzato con semplice pellicola da cucina, illuminati dal basso da una lampada da tavolo e fotografati con uno smartphone montato su treppiede. Questo allestimento casalingo ma preciso ci ha permesso di osservare la formazione dei grumi e di costruire un diagramma di fase della Cacio e Pepe.

Da buoni fisici teorici, non potevamo accontentarci di uno studio puramente sperimentale. Durante le nostre discussioni ci siamo resi conto che un modo possibile di interpretare i risultati era quello offerto dalla fisica della separazione di fase, che qui a Dresda è particolarmente popolare. Gli argomenti di ricerca sono ovviamente più “seri”: dalla formazione degli organelli senza membrana nelle cellule alla comparsa delle placche beta-amiloidi nella malattia di Alzheimer. Nel nostro caso, invece, abbiamo a che fare con una miscela a base di pecorino romano che contiene proteine, grassi e sali minerali sospesi in una matrice solida. Quando viene grattugiato e mescolato con acqua, solitamente con l’acqua di cottura della pasta, queste componenti devono riorganizzarsi per formare un’emulsione stabile, cioè un sistema in cui minuscole goccioline di grasso sono disperse in acqua grazie all’azione stabilizzante delle proteine, in particolare le caseine. Tuttavia, se l’acqua è troppo calda, oltre i 65°C, le proteine denaturano e perdono la capacità di stabilizzare la salsa che inevitabilmente si rompe. Poichè il pecorino inizia a fondere intorno ai 55°C, la Cacio e Pepe riesce quindi solo entro una stretta finestra di temperatura compresa tra la fusione del formaggio e la denaturazione delle proteine. In questo equilibrio delicato l’amido gelatinizzato dell’acqua di cottura svolge un ruolo chiave, mantenendo la salsa omogenea e rendendola stabile anche a temperature più alte.

Il sugo cacio e pepe è composto da pecorino, pepe e acqua arricchita di amido. (a) Pasta con emulsione di pecorino e acqua arricchita di amido, condita con pepe nero macinato fresco. (b) Istantanee della miscela che costituisce la base del sugo, ovvero formaggio e acqua con diverse quantità di amido, a diverse temperature. In particolare, confrontiamo l’effetto dell’acqua da sola; dell’acqua di cottura della pasta che trattiene parte dell’amido (ottenuta cuocendo 100 g di pasta in 1 litro d’acqua); e dell’acqua di cottura della pasta “risottata”, ovvero l’acqua di cottura della pasta riscaldata in una padella per far evaporare l’acqua (fino a ridurne il peso totale di tre volte) e concentrare l’amido. All’aumentare della concentrazione di amido, gli aggregati di formaggio diminuiscono di dimensioni e si formano a temperature più elevate. La regione qui denominata “Fase Mozzarella” è caratterizzata da enormi grumi di formaggio simili alla mozzarella sospesi nell’acqua, risultanti da un’estrema aggregazione delle proteine durante il riscaldamento

Per studiare l’effetto dell’amido, nei nostri esperimenti abbiamo utilizzato amido in polvere, gelatinizzato in un pentolino per controllarne al meglio la quantità. In questo modo siamo riusciti a caratterizzare il diagramma di fase temperatura–amido della salsa Cacio e Pepe. Da questo si evince che esiste una quantità critica di amido, circa l’1% in massa rispetto al formaggio, al di sotto della quale, a temperature superiori ai 65 °C, l’aggregazione delle proteine avviene in modo drammatico, formando un unico grande grumo. Abbiamo deciso di chiamare questa condizione la “Mozzarella Phase”, e ci piace scherzare dicendo che questa è l’unica circostanza conosciuta in natura in cui la mozzarella rappresenti un risultato negativo. Al di sopra di questa soglia, i grumi sono molto più piccoli, persistendo fino temperature vicino ai 100 °C. Oltre il 4% di amido la rende la salsa un po’ troppo densa una volta raffreddata. Abbiamo quindi individuato una quantità ottimale tra il 2% e il 3%, che garantisce la minima dimensione dei grumi senza compromettere la consistenza della salsa.

Anche se non era nelle nostre intenzioni iniziali, la tentazione di tradurre queste osservazioni in una ricetta è stata troppo forte. Per due porzioni abbondanti, con circa trecento grammi di pasta e duecento grammi di pecorino, la quantità giusta di amido è di circa cinque grammi. Poiché l’acqua di cottura, anche se concentrata, raramente ne contiene a sufficienza, usiamo amido in polvere gelatinizzato, sciogliendo l’amido di patata o di mais in 50 grammi d’acqua e scaldandolo dolcemente fino a quando la miscela diventa traslucida e viscosa. Una volta ottenuto il gel, lo si può diluire con 100 grammi d’acqua a temperatura ambiente e frullare con il pecorino grattugiato fino a ottenere una crema omogenea, liscia e stabile. Questa stabilizzazione a basse temperature rende la salsa resistente all’aumento di calore.

Non può ovviamente mancare il pepe, possibilmente tostato in padella a partire dai grani e poi pestato al mortaio. Nel frattempo la pasta, cotta in poca acqua salata, va scolata al dente e lasciata riposare per un minuto, così da evitare che il calore eccessivo destabilizzi la salsa. Ricordiamo infatti che i nostri esperimenti sono stati condotti cercando di essere il più adiabatici possibile, per studiare il diagramma di fase in condizioni di equilibrio. Aumentare la temperatura della salsa troppo rapidamente può provocare effetti cinetici che ne destabilizzano la struttura nonostante la presenza dell’amido. La mantecatura deve avvenire a fuoco spento, con la padella non troppo calda, unendo la crema di formaggio e, se serve, poca acqua di cottura per regolare la consistenza. Sebbene non indispensabile per un cuoco esperto, questa ricetta rende senz’altro più semplice l’esecuzione di questo grande classico.

Possiamo però dire con certezza che, grazie ad essa, la Cacio e Pepe è tornata a essere una protagonista dei nostri menu serali tra gruppi numerosi di ricercatori.

In alternativa all’amido, si può usare una piccola quantità di citrato trisodico, un sale alimentare che stabilizza efficacemente le emulsioni a base di formaggio chelando il calcio contenuto nella caseina e impedendo la sua aggregazione. Il diagramma di fase con il citrato mostra nuovamente una regione in cui la “Mozzarella Phase” appare, ma a partire dal 2% in massa di citrato rispetto al formaggio (nel nostro caso circa 4 grammi), ogni traccia di grumi scompare. Questo mostra come l’effetto “chimico” del citrato sia diverso da quello più “fisico” del network di amido, che stabilizza la miscela in modo meccanico, formando una rete che intrappola le goccioline di grasso e proteine limitandone l’aggregazione. Il citrato permette quindi di ottenere una crema perfetta senza traccia di grumi, ma modifica leggermente il sapore del formaggio, probabilmente a cause delle proprietà basiche dello ione citrato, motivo per cui rimane a nostro parere una curiosità più che un ingrediente autentico.

Concludo dicendo che la ricerca scientifica non dovrebbe essere vista come contrapposta alla tradizione e alla spontaneità che rendono cucinare un’attività così ispirante, ma come un modo per capire meglio ciò che mangiamo. Le nonne romane che preparano la Cacio e Pepe perfetta non parlano di separazione di fase o di denaturazione delle proteine, ma hanno imparato empiricamente a controllare temperatura e acqua amidosa. La differenza è che oggi possiamo descrivere quantitativamente quei gesti, e magari usarli per insegnare chimica e fisica in modo più gustoso.

* Ivan Di Terlizzi è ricercatore al Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems di Dresda. Si occupa di fisica statistica di non equilibrio e termodinamica stocastica; in biofisica lavora all’intersezione tra fisica dei sistemi complessi e genomica.

https://pubs.aip.org/aip/pof/article/37/4/044122/3345324/Phase-behavior-of-Cacio-e-Pepe-sauce

Gli autori del paper sono tutti fisici che hanno lavorato presso il Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems di Dresda, dove si sono conosciuti. Attualmente Ivan Di Terlizzi, Matteo Ciarchi e Vincenzo Maria Schimmenti, tutti biofisici, lavorano ancora a Dresda. Giacomo Bartolucci, biofisico, è all’Università di Barcellona. Daniel Maria Busiello e Davide Revingas, entrambi fisici statistici, sono ricercatori all’Università di Padova. Fabrizio Olmeda, il romano del gruppo, è biofisico all’Istituto di tecnologia austriaco (ISTA) a Vienna. Infine, Alberto Corticelli, fisico della materia condensata, sta intraprendendo un percorso di ricerca all’intersezione tra neuroscienze e meditazione.

Green Chem., 2025, 27,12483-12486
DOI: 10.1039/D5GC90176F, Correction Open Access &nbsp This article is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 Unported Licence.Farid Alizad Oghyanous, Cigdem Eskicioglu
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Green Chem., 2025, 27,12421-12437
DOI: 10.1039/D5GC03298A, Paper Open Access &nbsp This article is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 Unported Licence.O. Norvilaite, C. Lindsay, M. J. Rymaruk, P. Taylor, S. P. Armes
Sustainable micron-sized silica microcapsules for potential agrochemical applications are prepared under mild conditions at relatively high solids using a wholly aqueous formulation involving cheap, commercially available reagents.
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