Potresti lamentarti dell'imprevedibilità del tempo che ha rovinato la tua vacanza, o preoccuparti se il tuo lavoro sarà preso da robot altamente intelligenti nel prossimo futuro, o se l'impianto chimico vicino alla tua residenza è abbastanza sicuro, ma potresti non renderti conto che questi problemi apparentemente non correlati possono condividere una soluzione profondamente radicata in una scienza emergente.

Infatti, gli scienziati di varie aree sono stati a lungo sconcertati da misteriosi anelli mancanti nelle loro catene di conoscenza. Non importa quanto conoscano i dettagli dei sistemi che studiano e quanto abbiano familiarità con il comportamento di questi sistemi, sanno poco delle strutture complesse solitamente presenti alla scala tra l'intero sistema e i suoi elementi. Queste strutture possono includere violenti tornado, strane reti neurali, modelli di reagenti fluttuanti, o molti altri. Sorprendentemente, strutture in aree apparentemente non correlate mostrano complessità intriganti con somiglianze sottostanti.

descrivendo, prevedere e manipolare tale complessità è molto impegnativo in quasi tutte le discipline scientifiche ed è il collo di bottiglia nell'industria. C'è un modo per rompere una noce così dura?

Gli scienziati cinesi sono alla ricerca di risposte e potrebbero aver trovato uno strumento potente. Loro hanno, per la prima volta, sviluppò il concetto di "mesoscienza", una metodologia per scoprire principi comuni che governano tutta questa complessità.

I modelli e i paradigmi computazionali derivati ​​dalla mesoscienza si sono dimostrati efficaci nell'ingegneria chimica e sono stati rapidamente adottati dalle imprese di tutto il mondo, compreso TOTALE, BASF, Guscio, BP, Sinopec, PetroCina, Baosteel e Unilever, per dirne alcuni.

Però, la mesoscienza offre un ampio potenziale al di là del campo dell'ingegneria chimica. "La mesocienza è considerata un approccio generale per affrontare vari sistemi complessi nel mondo reale e ha un futuro senza precedenti, " disse LI Jinghai, membro dell'Accademia cinese delle scienze, che ha proposto il concetto.

La mesoscienza sta attirando una crescente attenzione da parte della comunità scientifica mondiale. Oltre 30 migliori scienziati dagli Stati Uniti, UK, Australia, Cina, Germania, Francia, Svizzera, Italia, e l'Ungheria stanno collaborando a Pechino per un incontro di tre giorni dal 27 al 29 maggio per concentrarsi sullo sviluppo futuro e sull'applicazione di questo nuovo concetto. I partecipanti provengono da molte discipline diverse, compresa la chimica, matematica, psicologia, e ingegneria chimica, ecc. Molti di loro sono membri o borsisti di prestigiose organizzazioni scientifiche nazionali, così come i ricercatori industriali.

Nuovo, stanno emergendo materiali impegnativi con funzionalità superiori e spesso multiple, come i materiali delle batterie, inchiostri da stampa, catalizzatori, cosmetici o formulazioni farmaceutiche. "Questi tipi di materiali devono essere formulati su diversi livelli che vanno dalla scala molecolare alle particelle nel regime delle microdimensioni, " disse Bernd Sachweh, vicepresidente di Chemical &Process Engineering Asia di BASF. "Al fine di ottenere le proprietà mirate, i parametri chiave del processo e della reazione spesso devono essere controllati, soprattutto nella mesoscala."

Qualsiasi oggetto, grande o piccolo, da una particella elementare a una galassia, può fungere da elemento per formare un sistema con molti di questi elementi. La complessità della mesoscala esiste ampiamente e la mesoscienza può essere ampiamente applicata, anche. Ecco perché può aiutare a risolvere problemi non risolti con metodi tradizionali.

Vediamo il mondo dalla microscala alla macroscala. Le teorie tradizionali sono state utilizzate per affrontare problemi su macro o microscala, dividendo così gli scienziati nei due campi dell'olismo e del riduzionismo. Però, ci sono lacune sconosciute tra i singoli elementi e il comportamento del sistema, come si riflette nel detto:"Il tutto è maggiore della somma delle sue parti". Il punto chiave sta nella mesoscala, o interazioni tra elementi del sistema.

"[Mesoscience] fornisce principi comuni da considerare in S&T per rispondere alle grandi sfide con soluzioni di ricerca avanzate di alto livello, " ha affermato la professoressa Augusta Maria Paci del Consiglio Nazionale delle Ricerche.

La National Natural Science Foundation of China ha avviato un importante programma di ricerca nel 2002 chiamato "Meccanismo e manipolazione delle meso-scale nei processi di reazione multifase". Il programma è durato cinque anni e il finanziamento totale ha raggiunto i 200 milioni di RMB.

"La mesoscienza non ha solo implicazioni scientifiche di vasta portata, ma anche un ampio significato industriale, " ha detto GE Wei, direttore della Mesoscience Research Division dell'Institute of Process Engineering, Accademia cinese delle scienze. "Si è scoperto che è una chiave per affrontare i problemi di scalabilità di lunga durata che si trovano tra gli apparati di laboratorio e le strutture commerciali".

"Questo approccio dovrebbe essere adottato non solo nella ricerca scientifica, ma anche nella formazione della prossima generazione, " ha detto la professoressa Raffaella Ocone, Membro della Royal Academy of Engineering. Eppure "è necessario più lavoro in questo settore per influenzare la più ampia comunità scientifica, " ha detto Robin Batterham, ex presidente dell'Accademia Austriaca di Scienze Tecnologiche e Ingegneria.