Sunday, September 30, 2012

Nobels Inorgánicos. Parte 1.


La idea de este post surge a partir de una supuesta tarea en donde comparábamos a la química orgánica con la inorgánica, que irremediablemente nos llevo a pensar en como se reflejaría esta batalla en los premios Nobel’s.

Es por eso que todos los premios Nobel’s que a continuación se presentan, son aquellos que solamente se relacionan con la química inorgánica, aunque en algunos casos como podrán leer, muchos de los descubrimientos de estos grandes científicos se aplican en ambos lados de la química.
Debido a la cantidad de Nobel’s que existen, dividiré el post en dos partes, la primera abarcará desde el primer premio Nobel hasta el año 1950, la segunda parte abarcará los Nobel's restantes hasta el 2012.
Una vez más, se presenta una batalla entre la química inorgánica y orgánica pero esta vez en modo Nobel ¿Quién ganará?

 

Jacobus Henricus van 't Hoff
El primer premio Nobel de Química fue concebido a Jacobus Henricus van’t Hoff en el año de 1901, su trabajo acerca de la presión osmótica le valió este reconocimiento.

Svante August Arrhenius
Gracias a sus extraordinarias contribuciones a la química con su teoría electrolítica de disociación, Svante Augus Arrhenius gana el premio Nobel de Química en 1903.

Sir William Ramsay
No sólo descubre a los gases inertes sino intenta ubicarlos en la tabla periódica, por estos esfuerzos en 1904, Sir William Ramsay es galardonado con el premio Nobel de Química.

Henri Moissan
Aislar el flúor no era algo sencillo a finales del siglo 19 y principios del siglo 20, Henri Moissan logra la hazaña y en 1906 se le otorga el premio Nobel de Química, este premio también se debe a sus aportaciones en la creación del horno eléctrico.

Ernest Rutherford
Creo el nombre lo dice todo, de entre todas las aportaciones que realizó este gran científico, sus investigaciones sobre la desintegración radioactiva fue la más reconocida o al menos la que la valió el premio Nobel de Química de 1908, cosa irónica ya que Rutherford nunca consideró a la química como una rama de la ciencia.

Wilhelm Ostwald
Creador del famoso viscosímetro que debo en el laboratorio y del método de Ostwald, gana en 1909 el premio Nobel de Química por sus trabajos sobre catálisis y sus investigaciones sobres los principios fundamentales del equilibrio químico y la velocidad de reacción.

Marie Curie, née Sklodowska
El premio Nobel de Química de 1911 fue otorgado a una de las celebridades más importantes del mundo de la ciencia (anteriormente galardonada con el premio Nobel de Física de 1903), a Marie Curie se le otorga este reconocimiento gracias al descubrimiento, aislamiento y estudio del radio y el descubrimiento del polonio.

Alfred Werner
En 1913, Alfred Werner logra el premio Nobel de Química debido a sus importantes contribuciones al mundo de la química inorgánica por su trabajo sobre el acoplamiento de los átomos en las moléculas. Uno de los culpables de nuestro sufrimiento con la simetría.

Theodore William Richards
El premio Nobel de Química de 1914 lo obtuvo Theodere William Richards, gracias a sus precisas determinaciones del peso atómico de diversos elementos químicos.

Fritz Haber
Retumba en mi cabeza el recuerdo del proceso Haber en las clases del profesor Eugenio, pues gracias a esto Fritz Haber gana el premio Nobel de Química en 1918.

Walther Hermann Nernst
En 1920 se le otorga el premio Nobel de Química a Walther Nernst por sus investigaciones en termoquímica, de las cuales surge la tercera ley de la termodinámica.

Frederick Soddy
Viejo conocido de Rutherford y Sir William, Frederick Soddy  descubrió que algunos elementos radioactivos presentaban diferentes masas atómicas, pero con propiedades químicas idénticas, a estos elementos los llamó isótopos, esto y sus contribuciones para el conocimiento químico de algunos elementos radioactivos, le valió el premio Nobel de Química de 1921.

Francis William Aston
El descubrimiento del espectrómetro de masas, isótopos de elementos no radioactivos y la declaración de la regla del número entero (whole-number rule) le valieron a Francis William Aston el premio Nobel de Quimica de 1922.

The (Theodor) Svedberg
En 1926 Theodor Svedberg es laureado con el premio Nobel de Química de 1926 por sus trabajos sobre sistemas dispersos (coloides).

Carl Bosch
Friedrich Bergius
El premio Nobel de Química de 1931 fue compartido entre los químicos alemanes Carl Bosch y Freidrich Bergius, esto lo lograron gracias a la invención y el desarrollo de métodos químicos a alta presión.

Irving Langmuir
El fenómeno de la adsorción de capas monoatómicas (en tungsteno y platino) fue la línea de investigación de Irving Langmuir, sus contribuciones a la química de superficies le valió el premio Nobel de Química en 1932.

Harold Clayton Urey
El primer hombre que logró obtener deuterio (hidrógeno pesado) y óxido de deuterio (agua pesada) fue Harold Clayton Urey, gracias a este logro y sus investigaciones sobres isótopos, fue galardonado con el premio Nobel de Química de 1934

Frédéric Joliot
Irène Joliot-Curie
Encaminada por la senda ya recorrida por su madre, Irène Curie junto con su esposo Frédéric Joliot logran el premio nobel de Química de 1935 gracias su trabajo en la síntesis de nuevos elementos radioactivos.

Petrus (Peter) Josephus Wilhelmus Debye
Este hombre hizo de todo, introdujo el concepto de momento dipolar, ayudó a Albert Einstein con su teoría de calor específico, mejora el modelo atómico de Rutherford introduciendo el concepto de orbitas elípticas, también mejora la teoría electrolítica de Arrhenius dando a conocer la ecuación de Debye-Hückel y explica el efecto Compton basada en la difracción de los rayos x debido a los electrones. Gracias a esto, Peter Debye logra el premio Nobel de Química en 1936, ¿otra cosita?

George de Hevesy

En 1943 se le otorga a George Hevesy el premio Nobel de Química, debido a sus investigaciones en el uso de isótopos como trazadores para el estudio de ciertos procesos químicos.

Otto Hahn
El último premio Nobel de Química para esta primera parte fue otorgado a Otto Hahn en 1944, su descubrimiento del proceso de fisión nuclear le valió este premio.

A partir de 1944 hasta el año 1950, los Nobel's fueron para la química orgánica, así es que dejamos hasta aquí nuestra pelea nerd favorita.
Hasta el momento esto es un empate de 21-21, así es que en la segunda parte conoceremos el desenlace de este curioso encuentro, no se la pierdan, domingo a las 9 de la noche en su blog favorito.


Referencias:
Toda la información fue obtenida de la página oficia de los premios Nobel: http://www.nobelprize.org/


Cristal de ventanas para potenciar la franja de luz solar mejor para el ritmo circadiano

El sistema circadiano humano (el conjunto de ciclos biológicos que se repiten aproximadamente cada 24 horas) necesita de la exposición diaria a la luz solar en la retina del ojo para permanecer sincronizado con el día solar. Sin embargo, no todas las exposiciones a la luz son iguales.

La luz de onda corta (en la franja del azul), incluyendo la luz natural proveniente del cielo azul, es muy eficiente estimulando el sistema circadiano. La exposición a luz de otras longitudes de onda (de otros colores) requiere de mayor tiempo o mayor intensidad de exposición para alcanzar la misma eficacia en el ajuste del reloj.

Una insuficiente exposición a la luz solar genera desajustes del reloj circadiano, que pueden conducir a insomnio durante la noche, somnolencia durante el día, e incluso a otros trastornos incluyendo depresión.

Los cristales de las ventanas a veces pueden interceptar más luz solar de la franja azul que de otras, aunque las personas de la habitación no se percaten de ello. Lo ideal para dejar pasar la luz diurna con su preciado componente azul es disponer de amplias ventanas y abrirlas, de modo que ningún vidrio se interponga entre el exterior y el interior. Sin nada que pueda filtrar la luz solar, ésta seguro que entra en la sala conservando su composición cromática en el estado más natural posible.

El problema es que en medio de un sector urbano muy transitado por vehículos, o una zona industrial, tener abiertas las ventanas implica dejar pasar aire contaminado. Y, por supuesto, en invierno o en verano, mantener abiertas las ventanas implica mayor gasto energético en aire acondicionado o calefacción.

El equipo de Jörn Probst y Walther Glaubitt, del Instituto Fraunhofer para la Investigación de Silicatos en Würzburg, Alemania, ha desarrollado un tipo de vidrio que está preparado para facilitar el paso a través de él de la luz en la parte azul del espectro. El rasgo decisivo que dota de esa capacidad al citado vidrio es la presencia en el mismo de un recubrimiento inorgánico especial, duradero y apenas perceptible. El grosor de esta capa es de tan sólo 0,1 micrómetros. Nunca antes se había logrado producir vidrio con estas características. Y según Glaubitt, la gente que está en espacios interiores con ventanas provistas de este singular vidrio, se siente como si las ventanas estuvieran permanentemente abiertas y la luz solar entrase sin ningún tipo de filtro.

La razón de por qué este vidrio genera tal sensación es que su máxima capacidad de transmisión se halla en la franja de longitudes de onda que es exactamente la franja de la luz azulada donde mayor es la influencia reguladora sobre el ciclo circadiano.

Referencia

http://noticiasdelaciencia.com/not/5075/cristal_de_ventanas_para_potenciar_la_franja_de_luz_solar_mejor_para_el_ritmo_circadiano/

Saturday, September 29, 2012

"Azul Maya"

       Hace no mucho leí una noticia acerca de la Nanotecnología y los Mayas, ya sé que suena extraño, y que parece que ambas cosas no tienen mucho que ver, pero estoy a punto de demostrarles que es mentira. Como todos sabemos, los Mayas son reconocidos por sus pigmentos especiales, uno de los más importantes es un azul brillante de nombre "Azul Maya". El azul maya, que de hecho también fue usado por los aztecas, es común en pinturas, esculturas y alfarería de las culturas mesoamericanas, así como para rituales de sacrificios humanos.

 Kan Balam, escultura maya del Siglo IX.


Aún con el paso del tiempo, se puede observar cómo el pigmento de todos estos restos culturales es increiblemente resistente, y no sólo al tiempo, sino también a las circunstancias meteorológicas. Además, el azul maya es resistente a la acidez, la biodegradación, la erosión y compuestos químicos modernos. El hecho anterior llama mucho la atención, y no sólo la de los arqueólogos, sino también los científicos. 


Hasta donde sabemos, el azul maya es una mezcla de tintes de hojas de añil (científicamente indigofera suffruticosa), de plantas de Palygorskite, arcilla natural y otros elementos minerales sin identificar. El azul maya es un compuesto químicamente interesante, ya que combina materiales orgánicos e inorgánicos, así que podemos decir que es un "híbrido". Para su obtención, los mayas hacían la mezcla anterior, que culminaba con un polvo blanco que se calentaba a 150° C por un período de aproximadamente 20 minutos. El calentamiento producía una cristalización nanométrica, es decir en el orden de 10^-9 metros, y aunque los componentes orgánicos son poco resistentes, el factor inorgánico le daba sus fascinantes propiedades de resistencia.

Los mayas no fueron los únicos en desarrollar compuestos considerados como nanotecnológicos en el pasado, pero eso es tema de una entrada próxima :). Si quieres saber más, puedes visitar las siguientes ligas: 

http://www.muyinteresante.com.mx/tecnologia/300030/azul-maya-nanotecnologia/
http://www.elmundo.es/elmundo/2011/06/16/nanotecnologia/1308212180.html
http://www.ucm.es/BUCM/blogs/blogquimica/4089.php

Thursday, September 27, 2012

Dispositivos electrónicos basados en grafeno



Debido a sus propiedades físicas y conductivas, el grafeno es un posible material para la fabricación de nuevos dispositivos electrónicos, como transistores. Un modelo de fabricación para un transistor de efecto de campo (FET) emplea nano-listones de diferentes anchos. La diferencia de ancho en los listones produce que el grafeno  se comporte como conductor o resistor.


En la figura se muestra el diagrama del modelo FET, dónde se muestran dos listones con anchos diferentes W1 y W2. Ambos listones de grafeno en los extremos, correspondientes a W1 se comportan como metal, es decir no presentan resistencia al flujo de corriente eléctrica. La sección central corresponde a un listón de grafeno con W2, que secomporta como semiconductor. Al aplicar un voltaje en dirección V, la propiedad de semiconductor de la sección L cambia a conductor, lo que resulta en un flujo de corriente en dirección Vx.
Naumis, G. G., Terrones, M. M., Terrones, H. H., & Gaggero-Sager, L. M. (2009). Design of graphene electronic devices using nanoribbons of different widths. Applied Physics Letters95(18), 182104. doi:10.1063/1.3257731

Oh Simetría! Oh Simetría!

Por si se les dificulta el modelaje / visualización de moléculas en tres dimensiones, las siguientes ligas a documentos auxiliares les podrán ayudar mucho:

Información útil:

http://www.nationalstemcentre.org.uk/dl/b8ee0c2726d5c5b98400ec81118b59c8f2c27661/20998-MOLECULAR%20MODELLING%20FOR%20ADVANCED%20LEVEL%20STUDENTS%20DATABOOK.pdf

Popotiflexia!

http://chem.sci.utsunomiya-u.ac.jp/v12n1/Perez_Benitez8013/Perez8013.html

http://tallerdeciencias.wikispaces.com/file/view/Models+of+polyhedra_CEJ.pdf

Modelos de papel:

http://chem.sci.utsunomiya-u.ac.jp/v13n2/17Perez-Benitez/Perez-Benitez.html

http://www.liv.ac.uk/media/livacuk/chemistry/cooper-group/Cage_Origami.pdf

http://www.cienciaenaccion.org/experiment/modelos-de-papiroflexia-de-los-al%C3%B3tropos-del-carbono



Modelos construídos con plástico de relleno de cajas:

http://www.seanmichaelragan.com/html/[2009-06-09]_Cornstarch_peanuts_for_cheap_molecular_models.shtml

Modelos construídos con alambre y bolitas de plástico (en portugués):

http://www.scielo.br/pdf/qn/v22n6/2598.pdf

Modelos moleculares en venta:

http://www.amazon.com/Nasco-MOLECULAR-MODEL-SET-ORGANIC/dp/B001DBNKXO/ref=sr_1_1?ie=UTF8&s=industrial&qid=1226404210&sr=8-1

http://www.amazon.com/Prentice-Molecular-Model-Organic-Chemistry/dp/0205081363/ref=sr_1_2?ie=UTF8&s=books&qid=1226452770&sr=8-2

http://www.indigo.com/models/student-chemistry-molecular-model-sets.html

Nice stuff to own/get:
http://www.thinkgeek.com/geektoys/science/

Wednesday, September 26, 2012

Di no a las Grietas.


Los filmes delgados, son materiales con una amplia variedad de aplicaciones, desde entrega de fármacos, nano electrónica, sensores y hasta conversión de energía. Sin embargo hacer que estas se mantengan uniformes y sin grietas es una lata.

Daeyeon Lee, un profesor de la universidad de Pensilvania ha desarrollado junto con su equipo un método para desarrollar capas de 35 nm libres de gritas. Comúnmente las capas delgadas se hacían en un solo paso, y se trataba de evitar la formación de gritas mediante calentamiento o añadiendo aglutinantes, sin embargo esto tenía impactos en la composición del filme, cambiando sus propiedades.

Lee y su equipo descubrieron accidentalmente al tratar de controlar el grosor de los filmes, que si en lugar de hacerlo en un solo paso, se depositan capas delgadas en lapsos de 20 min, era posible evitar grietas, además de que se lograban propiedades nunca antes vistas.


Microscopía de los filmes. La imagen a muestra un filme crecido de forma tradicional y la imagen b muestra el filme crecido por adición de capas más delgadas en distintos momentos.

Según el profresor Lee, lo que sigue es estudiar las propiedades actuales, e identificar posibles fallas dentro de la estructura de sus filmes, con el fin de mejorar su durabilidad y confiabilidad, además de reducir el tiempo necesario para hacerlos y en un futuro lograr propiedades únicas.

La química y la física al servicio de la comunidad

Investigadores de un instituto del CONICET en La Plata analizan la composición de cálculos renales de pacientes de hospitales públicos. Lo hacen a través de un método llamado espectroscópico.

LA PLATA.-Rapidez, precisión, y gratuidad. Son las ventajas fundamentales que aporta el análisis de las piedras que se forman en los riñones a través de una herramienta de la química y física cuyo nombre específico es espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier, y que expertos del Centro de Química Inorgánica (CEQUINOR, CONICET-Universidad Nacional de La Plata) llevan adelante en el marco de un proyecto de extensión de la Facultad de Ciencias Exactas de la UNLP.

La información que se obtiene es central para determinar la causa de formación de los cálculos y trabajar así en la prevención.

La iniciativa se denomina Determinación de la Composición Química Cuali y Cuantitativa de Cálculos Renales y consiste en el análisis de piedras a través de un aparato que sirve para estudiar la interacción de la materia con la radiación infrarroja. De esta manera, los expertos aprovechan su metodología y conocimiento para brindar un servicio a la comunidad, ya que las muestras pertenecen a pacientes de centros de salud pública.
 
La gran ventaja de este análisis frente al que tradicionalmente se hace es que podemos ver qué componentes forman la piedra y en qué proporción lo hacen
 
 
Para más información:
 

Monday, September 24, 2012

CATALIZADOR HÍBRIDO MÁS EFICAZ PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOCOMBUSTIBLE


Científicos del Instituto de Tecnología Química, centro mixto de la Universitat Politècnica de València y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), junto con investigadores de la Universidad de Calabria (Italia), han desarrollado un nuevo tipo de catalizadores híbridos orgánicos-inorgánicos a través de la encapsulación de enzimas en el seno de nanoesferas huecas delimitadas por una cubierta porosa de sílice.

Según los invstigadores, estos nuevos catalizadores, podrían ser empleados como biocatalizadores para la producción de biodiesel de manera más eficiente. El trabajo se ha publicado en la prestigiosa revista Catalysis Today.

Una de las trabas de la producción de biodiesel es que la materia prima (aceites vegetales) necesaria para el proceso de producción debe de ser de alta calidad (bajo contenido en ácidos grasos libres, agua y triglicéridos insaturados). Sin embargo, los aceites con estas propiedades son caros y más apropiados para el consumo humano, explican los investigadores.

Avelino Corma, profesor de investigación del CSIC, señala que “el problema que surge a la hora de preparar un biocatalizador es la preservación de la estabilidad y la actividad de la enzima inmovilizada. Generalmente, el medio en que se inmoviliza la enzima es de la máxima importancia para poder preservar su conformación activa y natural. Siguiendo este razonamiento, nosotros pensamos que atrapar una enzima en un medio natural acuoso rodeado con una membrana silícea debería ser posible”.

Los investigadores del Instituto de Tecnología Química han sido capaces de sintetizar un sólido de materia orgánica-inorgánica con forma esférica en el que hay una enzima encapsulada como compuesto activo .

Según explica Corma, la parte orgánica de esta nanoesfera cuenta con una lipasa aislada del hongo Rizhomucor miehei como enzima. La nanoesfera está cubierta por una cáscara porosa de sílice inorgánica que aísla, protege y estabiliza las moléculas bioactivas del interior.

Además, añade, la cantidad de lipasa y sílice utilizadas durante el procedimiento de inmovilización se han optimizado con el fin de obtener un biocatalizador heterogéneo, activo y estable. Estas nuevas nanoesferas híbridas han sido probadas para catalizar reacciones químicas típicas de la producción de biodiesel, y han sido capaces de conservar su actividad después de cinco ciclos de reacción, demostrando que su eficacia catalizadora es superior a la de la enzima libre. Ahora queda emplear este hallazgo en una potencial aplicación industrial”, concluye el profesor Corma.

Referencia


The "Silver Song"

Este video es obra creativa de Armando Isaac, para el curso de Química Inorgánica I.