FELIZ AÑO 2011

Como cada año llegan las fiestas, los regalos y las comidas y las cenas familiares. CLUSTER cumple otro año mas, que espero haya sido interesante, útil o simplemente entretenido. Y que a algún artículo le hayáis podido encontrar utilidad...

Este año que entra será especial puesto que será el año internacional de la química y desde aquí intentaremos aportar algún que otro experimento interesante, para que podáis realizarlo en casa, en clase o en cualquier otro lugar.



Os dejo con los tres próximos vídeos de experimentos para CLUSTER 2011.

1. Fabricación artesanal de un Gel Exfoliante.

Se trata de uno de los temas nuevos que trataremos en Cluster: Farmácia y Parafarmacia, en concreto en este caso Dermofarmacia. La farmacia y la dermofarmacia pueden ser otro punto de vista de la aplicación de la química, muy poco frecuente en los estudios secundarios o bachillerato, pero muy importante a nivel industrial.
Espero que sea de interés para todos vosotros:



2. El Péndulo de Foucault.

Uno de los experimentos clásicos de física. En el blog hablaremos de la historia de este experimento, de las teorías físicas involucradas y de un experimento para realizar en el aula para demostrar el sentido de giro de la Tierra.



3. Síntesis de nylon

Uno de los experimentos clásicos en una aula de química, cada vez con mas problemas de realización debido a la dificultad de encontrar los reactivos necesarios. En el blog explicaremos lo que es un polímero y hablaremos sobre la historia de la síntesis del nylon. Será el punto de partida para comenzar diversas síntesis de polímeros en el aula (incluso algunas comestibles..)



Espero haberos dejado con ganas de mas...:D

¡¡¡¡FELICES FIESTAS Y BUENA ENTRADA DE AÑO 2011 A TODOS!!!!

Sergio

¡¡¡¡100 000 VISITAS!!!!!

Es realmente increíble que CLUSTER haya llegado hasta aquí. Cuando empecé el blog simplemente pensé que podría ser una buena manera de catalogar diferentes experimentos que conocía, así como una manera para entusiasmar a una clase de 1º de Bachillerato de química realizando vídeos.

Ha llegado un poco mas lejos y ya hay 111 artículos publicados, 106 vídeos subidos a youtube, casi 50 suscriptores en el blog y casi 200 en youtube y 40 amigos...Así como otras proezas...:)

Ademas hemos llegado en los últimos 4 meses a realizar la misma cantidad de visitas que en los 2 años anteriores (la última referencia sobre visitantes fue del 31 de Agosto y llegábamos a las 50 000 visitas).

Me alegro de que un canal de ciencia como este funcione y entusiasme a la gente y me siento orgulloso y feliz con este resultado.¡¡A todos MUCHAS GRACIAS!!!



No quisiera despedirme sin enlazaros una entrevista muy interesante a Carlos Elías, licenciado en químicas y profesor titular de Periodismo en la Universidad Carlos III de Madrid publicado en el blog "la ciencia y sus demonios". ¿Es cierto que este es el momento histórico en el que hay mayor divulgación científica, pero a la vez el de mayor desinterés?

Espero que continuéis siguiendo el blog y los vídeos...¡¡¡SEGUIMOS EN CONTACTO!!!

Sergio

PD: Al fin y al cabo la ciencia no es tan difícil...

Química en Vídeos

Desde CLUSTER os invitamos a seguir, comentar y sugerir vídeos en un nuevo blog llamado QUÍMICA EN VÍDEOS creado en el CESIRE-CDEC con motivo del año Internacional de la Química 2011.


El CESIRE-CDEC es un centro específico de ayuda a la investigación y la innovación creado por el Departament d'Ensenyament de Catalunya que pone a disposición del profesorado todos aquellos recursos y acciones formativas que promueven la innovación y la mejora de la enseñanza y aprendizaje de las ciencias en el aula.



La idea de este blog es la de enlazar vídeos relacionados con la química (tanto a nivel de primaria, como secundaria y bachillerato) de forma semanal, sugeridos por todos los seguidores del blog. La sugerencia ha de constar del vídeo enlazado, del nivel de enseñanza aplicado y de la metodología a la hora de aplicarlo.

Pretende ser una herramienta útil para el trabajo en el aula y fácil a la hora de aplicarla. El blog estará escrito en catalán pero con traductores en castellano y en ingles para su mayor difusión y aplicación.



Se trata de una iniciativa interesante en la que de momento participamos tanto Fina Guitart (del CDEC) como yo mismo, pero que sin vuestra ayuda no se podrá realizar. Si tenéis vídeos que habéis utilizado en el aula (de youtube), experimentos grabados, canciones u otro material grabado y colgado en la web, que crees que puede ser interesante, envíanos un correo a:

- quimicacdec@gmail.com

¡¡Espero que os apuntéis todos!!!

Sergio

PD: El enlace directo para QUÍMICA EN VÍDEOS lo encontrareis siempre en este blog, a la derecha, después de los vídeos de CLUSTER.

Polarización

La polarización es un tema con gran cantidad de aplicaciones y con gran cantidad de experimentos espectaculares, es por ello que en este blog, y durante todo el año escolar intentaremos explicar todos estos procesos y mostraros vídeos para que podáis reproducirlos en casa o en clase. La idea de la polarización no es otra que limitarla para poder cambiar de esta manera sus propiedades.

La luz puede vibrar en todas las direcciones perpendiculares a la dirección de propagación de la onda. ¿Que pasaría si tan solo vibrase en una dirección? En 1938, E.H. Land inventó un sistema para obtenerla. Land inventó una película polarizadora simple y comercial llamada Polaroid. Este producto contiene moléculas de hidrocarburo de cadena larga orientadas en una única dirección. Cuando la luz pasa a través de este filtro Polaroid todas las direcciones de vibración serna anuladas (absorbidas) por el filtro excepto una. La luz está polarizada.



Si colocamos otro filtro polarizador a continuación de manera que la orientación del filtro sea diferente al anterior, la dirección de vibración de la luz polarizada será también anulada dejando únicamente color negro.



Utilizando dos filtros polarizadores podemos realizar gran cantidad de juegos mágicos. Observa el vídeo de cjswo33:



¿¿No es impresionante?? Aquí tenemos otro vídeo sobre polarización a cargo de teralabuk. Este es especialmente interesante pues nos reproduce un experimento que no puede explicar la mecánica clásica y no se puede explicar a través del resumen breve realizado en este artículo. ¿Que ocurre al colocar otro filtro polarizador (un tercer filtro)? En principio, y ya con toda la luz bloqueada no ocurriría nada, ¿no?



La explicación a este fenómeno es compleja y se puede explicar de muchas maneras. Una sería que la dirección de vibración no es única sino la suma de varias, y que al pasar por el filtro polarizador de hecho estaríamos eliminando una componente de la vibración mientras que las otras continuarían existiendo. Es decir que al introducir un filtro polarizador estamos cambiando también la dirección de vibración de la luz. Pero esta sería una explicación clásica del proceso y también se tendría que entrar en física cuántica. La física cuántica no es determinista, sino probabilística y se tendría que pensar que la luz no es otra cosa que fotones vibrando en diferentes direcciones. Existe una cierta probabilidad de que algunos fotones pasen por el filtro polarizador con estados vibracionales diferentes, ya que según la mecánica cuántica la polarización no está totalmente definida.

Sixty Symbols, el canal de física relacionado con The Periodic Table of Videos ubicado en Nottingham nos explica este proceso realmente bien, y con los mismos ejemplos:



Mas información sobre estos procesos:

- Master de Ángel Ribas Vargas en la Universidad Complutense de Madrid.
- Jornadas sobre Óptica Moderna a cargo de María Moreno de Castro.

La polarización se encuentra en nuestras vidas, todos los días, ya que innumerables aparatos incluyen filtros de polarización. Existen filtros de polarización en nuestros móviles, en las pantallas de LCD, en nuestras cámaras de fotos, e incluso en las gafas 3D (que utilizamos para ver estas nuevas películas con tecnología James Cameron), en gafas de sol polarizadas, etc...

Existen diferentes maneras de conseguir polarizar la luz normal: Polarización por absorción (filtros polarizadores: Polaroid), polarización por reflexión (la luz rfeljada está total o parcialmente polarizada), polarización por dispersión o sacttering y polarización por birrefringencia. (Sobre la birrefringencia ya se realizó un pequeño artículo, que será ampliado en breve)

Seguiremos hablando sobre polarización en otros artículos del blog.

Saludos

Sergio

Un buen regalo de Navidad

¡¡Hola a todos!!Me salto deliberadamente el siguiente experimento para recomendaros, ahora que es época de regalos, uno de los mejores libros de química que he podido encontrar últimamente. Y es de los mejores porque justamente no explica nada de química (o muy poco), y se centra básicamente en para que funcionan las cosas.

Esa es una de las preguntas que siempre aparecen en las clases y que en numerosas ocasiones nos dejan con la boca abierta. ¿Y para que sirve? Pues este es justamente un libro que recopila diferentes productos domésticos y de uso común, adjunta su fórmula, y explica para que sirven.

El nombre es: Why there's antifreeze in your toothpaste y está escrito por Simon Quellen Field, autor de Gonzo Gizmos y Gonzo Gizmos return, y editado por Chicago Review Press.



Se trata de 288 páginas con gran cantidad de productos ordenados por categorias: Preservatives, Buffers, Chelating or Sequesting Agents, Waxes, Sweeteners, Fats, Colors,Emulsifiers, Stabilizers and Thickeners, medicines, polymers, surfactants, etc....

La idea del libro no es otra que una recopilación bastante exhaustiva de productos de uso común, donde los podemos encontrar y que utilidad tienen.



El libro no tiene traducción en castellano y se puede comprar a Amazon, Thinkgeek o en infinidad de sitios. Sus precios en Amazon son en estos momentos( y rebajado) de 10,37 dólares mas gastos de envío (recuerda que la versión en papel es paperback, y la versión kindle es digital, generalmente mas barata). Puedes entrar en la página de Amazon y poderlo ver por dentro (look inside), o sino directamente de esta página:

-ccebook.net

También lo podemos encontrar en ebook e incluso lo podemos bajar gratis en pdf, no sin la adhesión de algún que otro troyano que siempre cae. Yo no os recomiendo esta última opción viendo el precio del producto de venta on-line (tan solo las fotocopias te cuestan mas...), no obstante un lugar para descargarlo gratis podría ser:

-Sosotech
-Filestube

Por si hay algún problema con virus, el estado tiene el deber de difundir antivirus para la población. Es curioso encontrar que dentro de la página del Ministerio de Educación y ciencias se encuentra la página de alerta temprana de virus, la página de Inteco (Instituto Nacional de Tecnología de la Comunicación) y dentro de ésta se la oficina de seguridad del internauta (OSI) con algunas descargas gratis y sin problemas de antivirus (generalmente Panda, Avast, etc...)

Otros antivirus on-line gratis serian:

-Panda antivirus
-Avast


Obviamente todos los virus gratis se encuentran en las versiones mas simples, para protección total hay que pagar, pero...algo es algo...

Saludos

Sergio


PD: Quiero precisar que personalmente no gano ni un solo euro de la venta de este libro, simplemente lo he encontrado especialmente interesante y lo he dado a conocer. Pocas veces podemos encontrar libros tan claros, útiles y a la vez didácticos.

PD2: Ni Cluster divulgación científica ni el autor se hacen responsables del uso que puedan dar los usuarios del blog sobre las páginas o webs citadas en el artículo.

El pH en nuestro cuerpo

En nuestro cuerpo hay un sinfín de reacciones químicas, toda nuestra actividad son una sucesión de reacciones químicas. Para obtener nutrientes para formar estructuras, para obtener energía, para movernos, para pensar,...etc. Y nuestro cuerpo realiza sin parar reacciones de todo tipo, incluidas las ácido base. Y es que no tenemos el mismo pH en todos los sitios.



Mientras que en la boca y en el esófago el pH es de mas o menos 7, en el estómago es de 1-3 (muy ácido, debido a la secreción gástrica, que contiene ácido clorhídrico).No obstante, en el íleo y en el colon el pH es mas bien básico (pH de 8).



Muchísimos fármacos son ácidos y bases débiles y pueden degradarse con los jugos gástricos, a través del ácido clorhídrico o bien a través de las enzimas digestivas (pepsina). Quizás también el principio activo o los excipientes son extremadamente irritantes para la mucosa gástrica.

También es conocida la eliminación presistémica del organismo. El cuerpo realiza un proceso de metabolización y degradación de alimentos y substancias antes de que éstos lleguen al intestino. Es de especial relevancia el conocido primer paso hepático donde el alimento (o fármaco) pasa por el hígado tras pasar por el estómago, para posteriormente ser eliminado.



El lugar de mayor absorción de substancias tras ser ingeridas es en el intestino, así pues, si queremos que nuestro fármaco llegue hasta su destino final, su receptor, y realice su acción farmacológica necesitamos crear un vehículo que lo transporte desde la boca hasta el intestino, para allí degradarse y actuar.

¿Como lo hacemos?

Existen muchos métodos (comprimidos entéricos recubiertos, grageas, comprimidos de liberación prolongada...), pero en esta ocasión os hablaré de las cápsulas. Existen de varios tipos, siendo las mas utilizadas las cápsulas gelatinosas blandas y cápsulas gelatinosas duras, no tanto ya las amiláceas.

Están formadas de gelatina, procedente de la hidrólisis del colágeno de tendones, cartílagos y huesos de animales, y contienen ademas un montón de cosas mas (colorantes (óxidos de diferentes metales, índigo carmín, etc...), opacantes (dióxido de titanio), agentes de endurecimiento (sacarosa), plastificantes (glicerol, sorbitol,...), conservantes (agentes antibacterianos), y substancias gastrorresistentes)


ESTOS MATERIALES GASTRORRESISTENTES son derivados de la celulosa (acetoftalato de celulosa) y copolímetros acrílicos (metacrilato/ácido acrílico) con propiedades gastrorresistentes, es decir que no se degradan en medio ácido, pero si en medio neutro y mas en medio ácido.

Celulosa:




Uno de los mas conocidos es el acetoftalato de celulosa. La celulosa es un polisacarido de glucosas unidas por enlaces Beta (1-4). Al unirse el acetoftalato a algunos de los alcoholes libres queda libre un ácido que será soluble en medio básico e insoluble en medio ácido.

Acetoftalato de celulosa:




El Experimento:



Aquí tenemos uno de las fotos realizadas durante el proceso, al final la capsula se deshace totalmente en base:



Espero que os haya parecido interesante...¡¡Saludos y hasta la próxima!!

Sergio

Para mas información entra en:

-Congreso internacional de farmacéuticos formulistas
-El Ergonomista. Galenica.
-Pharmpedia
-Biodisponibilidad de fármacos

Mas artículos sobre ácido-base en CLUSTER:

- Niebla misteriosa.
- Ácidos, bases y col lombarda.
- Ácido clorhídrico sobre mármol.

El prisma de Newton en el aula

El 7 de Abril del 2009 se realizó un artículo en el blog titulado "sacando los colores" en el cual se explicaba el fundamento de la experiencia titulada el prisma de Newton así como la base de la composición de la luz blanca, formada por todos los colores. Se trata de uno de los vídeos mas vistos del canal de cluster de youtube y una de las entradas mas vistas del blog, ademas de estar en la portada y el logo del blog desde el inicio.



Se han realizado desde entonces muchas preguntas sobre la manera de realizarlo en una aula de forma sencilla. El experimento es difícil puesto que necesitamos un ángulo específico para que salga bien y a menudo es difícil de encontrar.

Necesitaremos una linterna, una lupa para focalizar la luz, una rendija para eliminar parte de la luz, un prisma y una pantalla. El resultado lo podemos ver en el siguiente vídeo:



Un saludo a todos,

Sergio

Jardín químico

Mas conocido con el término en inglés (Chemical Garden), se trata de una de las reacciones que con mayor acierto relaciona arte y ciencia. La espectacularidad de las formas de los cristales y la manera en como éstos crecen bien podrían tratarse en exposiciones artísticas.

Y la reacción es sumamente sencilla. Consiste en dejar caer diferentes diferentes sales coloreadas de varios metales de transición sobre una disolución comercial de silicato sódico (vidrio líquido).



Una vez la sal del metal de transición ha entrado en la disolución de silicato sódico se produce una reacción de doble desplazamiento (o metátesis) formándose la sal sódica derivada de la sal que previamente se ha depositado en la solución y el silicato del metal de transición en cuestión. Mientras que la sal sódica suele ser soluble, no lo es el silicato creándose estalactitas y estalagmitas de colores.

Una opción válida una vez ha finalizado la reacción es vaciar del líquido el vaso de precipitado y llenarlo con agua y crear nuestra propia pecera. Los silicatos formados son sólidos y no presentan ninguna problema para los peces.

Las sales mas utilizadas son:

1- Sulfato de cobre (II)- Cristalización azul
2- Cloruro de cromo (III)- Color verde
3- Sulfato de Niquel (II)- Color verde
4- Sulfato de hierro (II)- Color verde
5- Cloruro de hierro (III)- Color naranja
6- Cloruro de cobalto (II)- Color púrpura

Realicé el experimento para poder grabarlo en 5 ocasiones, siendo la del vídeo la que mejor quedó. La reacción es bastante lenta a temperatura ambiente, teniendo que esperar algunas horas para la formación de los cristales. Si se calienta la reacción la velocidad de la reacción aumenta formándose mas rápidamente los cristales, aunque quizás demasiado rápidamente a veces...



Éstas fueron algunas de las fotografías que se pudieron obtener de los diferentes experimentos que realicé:









En youtube podemos encontrar vídeos realmente espectaculares sobre esta famosa experiencia, en concreto el siguiente vídeo de paths88, y el de bigstronium:





Incluso existe un juego para niños basado en esta misma experiencia. El juego se llama Magic rocks y está comercializado por Wayne this and that. También se puede encontrar por amazon.



Saludos

Sergio

Luz, energía, color y efecto fotoeléctrico

En uno de los artículos mas vistos del blog, hablábamos una vez sobre la luz blanca y los colores y del famoso experimento de Newton sobre la dispersión de la luz con un prisma. Será un tema sobre el cual volveremos en breve para realizar otro post, pero hoy os vengo a hablar sobre la energía de cada uno de los colores. Y es que según la teoría ondulatoria de la luz, la luz es tan solo una pequeña zona de la radiación electromagnética con unas frecuencias determinadas que dan unos colores determinados (para cada color una frecuencia determinada).



¿Tienen todos los colores la misma energía?

Lo cierto es que se trata de otro caso resuelto por Mr. Albert Einstein (con la estimada colaboración de Mr. Max Planck). Siglo XIX. En una época en la que ya nadie daba un duro (euro) por la teoria corpuscular de la luz, y las leyes de Maxwell de las ondas electromagnéticas eran ya irrefutables, aparecen diferentes experimentos inexplicables por esta teoría. Se trata de los clásicos experimentos de los espectros de emisión y absorción (del que ya hicimos un artículo), la radiación de un cuerpo negro, el efecto Compton y el efecto fotoeléctrico.

Este último efecto consistía en irradiar una placa de un metal (zinc). Al irradiarla con luz, a partir de una cierta frecuencia, el metal era capaz de liberar los electrones obteniendo corrientes eléctricas. Éste fenómeno fue descubierto por Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) y no podía explicarse por la teoría ondulatoria. Lo que se observaba era que tan solo a partir de una cierta frecuencia empezaba el metal a crear electricidad, así por mucho que se aumentase la intensidad de la luz, pero con frecuencias bajas el experimento no funcionaba.

¿Como se podía explicar?

Tras la descripción corpuscular de la luz de Max Planck (que la luz estaba cuantizada y formada por partículas sin masa pero con energía llamadas fotones), Einstein explicó el efecto fotoeléctrico. Al irradiar con luz de poca energía, los fotones no son capaces de arrancar el electrón del metal. Al aumentar la intensidad estamos aumentando la cantidad de fotones, pero al ser de la misma intensidad tampoco pueden arrancar el electrón.




Se puede hacer la analogía de la mesa y las pelotas de ping pong. Si lo que intento es romper la mesa y lo intento con la caída de 20 pelotas de ping-pong, ésta no se romperá. Si lo vuelvo a intentar con 20000 pelotas de ping pong, tampoco la podre romper. Necesitaré otro material (otro foton de mayor energía) para romperlo (esfera de hierro desde una gran altura= fotón azul).

Aquí lo tenemos demostrado con un experimento sencillo. Se cargan las varillas de un electroscopio. Para volver a descargarlas se utiliza un radiación de luz ultravioleta. Al aplicarlas la varillas no se repelen y vuelven a su sitio.



La explicación, adaptada a la excitación de una hoja pintada con pintura fosforescente, se puede encontrar en el siguiente vídeo: (Se trata del vídeo número 100 de Cluster y el primero (y último..?) en el que salgo hablando):




Mas información sobre el efecto fotoeléctrico:

Vídeo antiguo, pero sumamente interesante:




En la página de La Universidad de Colorado podemos encontrar un fantástico simulador del efecto fotoeléctrico, que podemos descargar fácilmente a nuestro ordenador. Aquí tenéis el vídeo explicativo sobre el simulador.




Saludos

Sergio

Niebla misteriosa

Cuando hablamos de ácido clorhídrico, en realidad hablamos de una disolución. Una disolución de un gas en agua, concretamente de cloruro de hidrógeno en agua. Se trata de una disolución ácida puesto que el cloruro de hidrógeno en agua se comporta como un ácido fuerte. El amoniaco también es un gas, que se puede disolver en agua, y es también una base débil.

Al acercar simplemente estas dos disoluciones podemos ver algo extraordinario. Si las concentraciones son elevadas (llegando a la saturación),el cloruro de hidrógeno gas se liberará de su disolvente, al igual que el amoniaco llegando éstos a coincidir. Se establecerá entonces una reacción ácido-base formándose cloruro de amonio sólido en el ambiente.



Un experimento realmente interesante que se puede realizar con ácido clorhídrico y amoniaco es el cálculo de la velocidad de difusión de un gas, y comprobar que efectivamente depende inversamente del cuadrado de su masa molar (ley de Graham).

Ecuación de la ley de Graham:



Para dos gases:




El Experimento

La idea es utilizar un tubo de plástico transparente (metacrilato) abierto por los dos lados, plastelina y dos palillos para los oídos. Doblamos por la mitad un palillo y se clava sobre un buen trozo redondo de plastelina. Hacemos lo mismo con el otro palillo y lo clavamos a otro buen trozo de plastelina. Mojamos uno de los palillos en ácido clorhídrico y el otro en amoniaco y los colocamos dentro del tubo con los palillos en el interior del tubo, tapando con cada una de las plastelinas las salidas del tubo.



Dejamos unos minutos y observaremos lo siguiente:



Efectivamente, el cloruro de hidrógeno es mucho mas grande. Su masa molar es de 36,5 g/mol, mientras que la del amoniaco es de 18 g/mol, mucho mas pequeña. Es por tanto razonable que su velocidad de difusión sea mas pequeña que la del amoniaco, formándose una estela de cloruro amónico más cerca del cloruro de hidrógeno que del amoniaco. Si se realizan los cálculos midiendo las distancias y contando que el tiempo utilizado para los dos gases es el mismo se puede llegar a demostrar la ley de Graham de la difusión de los gases.



Saludos

Sergio

PD: Dedicado a Diego Gil, profesor del Ins Montserrat de Barcelona.

Globo en Nitrógeno líquido

En Enero de este mismo año publicamos dos entradas con experimentos interesantes sobre las leyes e los gases. Concretamente sobre la ley de Gay-Lussac y sobre la ley de Charles. En esta ocasión volvemos a hablar sobre los gases y la teoría cinético molecular. Según la teoría cinético molecular, los gases están formados por pequeñas partículas que no interaccionan entre ellas y que chocan de forma totalmente elástica. Su movimiento depende de su energía cinética y su energía cinética de la temperatura. Así a menor temperatura menor movimiento y por tanto menor presión y menor volumen ocupan.



El Experimento

El siguiente experimento es muy espectacular y lamentablemente no es fácil de realizar en una clase, puesto que no disponemos de nitrógeno líquido.

¿Que le pasará a un globo inflado al introducirlo en nitrógeno líquido?

El nitrógeno licua a -196 ºC, y el aire está compuesto en un 70% de nitrógeno. No doy mas datos...



Espectacular, ¿¿verdad?? Aquí os dejo mas vídeos sobre el mismo experimento:





Saludos

Sergio

Premios Nobel 2010. Física y Química

Ya han salido los premios nobeles de este año 2010, aunque no será hasta el 8 de Diciembre de este mismo año que se entreguen. Y este año estoy especialmente contento por lo premios de física y química, ya que al igual que en medicina (Robert G. Edwards, el padre de la fecundación in vitro), los galardonados han realizado descubrimientos que han marcado un antes y un después en ciencia.

FÍSICA

El premio Nobel 2010 para física ha sido concedido a André Geim y a Konstantin Novoselov por su trabajo en el campo del grafeno. Ambos científicos de origen ruso y ambos muy jóvenes para el premio Nobel (51 y 36 años respectivamente).

Durante siglos se han conocido las propiedades del grafito, y durante años hemos jugado con su facilidad de exfoliación (capacidad de separarlo en capas), pero hasta ahora nadie se había preguntado por las propiedades de una sola capa de grafito, y al parecer son realmente asombrosas. La monocapa de grafito es denominada grafeno. Se puede definir como una sucesión de anillos bencénicos unidos todos entre ellos con hibridación sp2. La unión entre estas capas de grafeno se realizaría mediante fuerzas de Van der Waals e interacciones entre los orbitales "pi" de los anillos de benceno.

Las nuevas propiedades descubiertas del grafeno lo pueden convertir en el material del siglo XXI. La velocidad de movimiento de los electrones dentro de la estructura en 2D del grafeno augura un futuro prometedor para la fabricación de paneles solares baratos y un substituto espectacular para los transistores basados en el silicio, creando nuevos más rápidos y que consuman menor energía.



El futuro del grafeno según Samsung:



Para más información sobre este tema:

Technology Review.com

1- How to make graphene.

2- Grafene transistors

Bigthink: Dr Kaku's Universe (el blog del conocido físico teórico Michio Kaku)

Graphene will change the way you live.

QUÍMICA

El Nobel de química me toca un poco mas cerca, puesto que estuve trabajando durante varios años en investigación farmacéutica utilizando las reacciones de los señores galardonados este año. Ni mas ni menos que Richard F. Heck (creador de la reacción de Heck), Ei-Chi Negishi (reacción de Negishi) y el gran Akira Suzuki (creador de la reacción de Suzuki).

Todas estas reacciones se han convertido, en cuestión de pocos años, en las piezas angulares de la síntesis orgánica por su simplicidad y por su implicación en la síntesis de compuestos aromáticos (en muchos casos heterocíclicos) que tanto pueden ser productos naturales como principios activos de medicamentos.

¿En que consisten?

Todas ellas son reacciones catalizadas por paladio a través de las cuales podemos unir dos anillos aromáticos o anillos aromáticos y dobles o triples enlaces. En la reacción de Heck podemos unir mediante un doble enlace dos compuestos aromáticos (o alifáticos).

Un ejemplo práctico seria:

La reacción de Suzuki seria parecida utilizando también paladio como catalizador y en esta ocasión la unión de dos anillos aromáticos mediante un enlace sigma a partir de un compuesto halogenado y otro con un borato (un grupo funcional de boro que seria desplazado en la reacción).

Por último la reacción de Negishi implica un organozinc con un compuesto aromático halogenado y formar, mediante catálisis de paladio, un enlace sigma entre el compuesto orgánico derivado del organozinc y el aromático halogenado.

No obstante he de mencionar que aunque éstos han sido los galardonados con el premio, innumerables reacciones de catálisis de paladio han surgido recientemente y son actualmente de uso común.

Las reacciones de Cross-Coupling de Paladio (Pd):

De entre ellas las mas importantes son las reacciones de Stille (con organoestannanos), reacciones de Sonogashira (triples enlaces), reacciones de Kumada (con reactivo de Grignard (magnesiano)) y las famosas reacciones de Buchwald y Hartwig (formadoras no de enlaces C-C sino de C-N y C-O respectivamente).

A todos ellos mi enhorabuena por su estupendo trabajo.

Sergio

La Magnetita

ARTÍCULO DE CLUSTER NUMERO 100


Lo cierto es que no se sabe como fue descubierta. Existen diferentes historias sobre su descubrimiento, una de ellas nos cuenta como un joven pastor llamado Magnes se dio cuenta que unos minerales se quedaban pegados a los clavos de sus zapatos y de ahí viene su nombre. Otra versión nos habla de una zona del Asia Menor llamada Magnesia, en la que había grandes yacimientos de este extraño mineral, que atraía todo material de hierro. Su utilización es realmente remota y fue básica para la creación de brújulas para navegación. La historia nos habla de su uso durante la época egipcia, y que incluso Cleopatra la usaba sobre su piel para uso medicinal.



La magnetita es una mezcla de dos óxidos férricos (el FeO y Fe2O3) formando el Fe3O4 de la familia de las espinelas. Se crea básicamente en rocas magmáticas, aunque también en alguna zona metamórfica y sedimentaria marina. Cristaliza en forma cúbica, siendo muy típico el hábito octaédrico y rombododecaédrico. Es sintetizable en el laboratorio como nos lo demuestra nuestro compañero Pep Anton de Pepquímic:



¿Magnetita o Calamita?

Lo cierto es que no toda la magnetita que nos encontramos es capaz de generar un campo magnetico, de hecho tan solo una muy pequeña proporción de magnetita puede crear un iman natural. Me explicaré. Todas las magnetitas son atraidas por un imán permanente, pero no todas la magnetitas son capaces de actuar como un iman y atraer materiales de hierro. Las magnetitas que son imanes naturales son llamadas calamitas (en ingles lodestone).



La razón por la que algunas magnetitas son imanes naturales y otras no ha sido durante muchos tiempo un debate dentro del mundo de la geología. El doctor Peter Wasilewski del NASA's Goddard Space Flight Center ha demostrado recientemente que tan solo un tipo de magnetita (con mezclas de maghemita)con una estructura especial es capaz de generar calamita.

¿Sabías que...?

Existen bacterias magnetotácticas acuáticas, como la Aquaspirillum magnetotacticum, que contienen cadenas intracelulares de partículas de magnetita denominadas magnetosomas. Estas cadenas les sirven para orientarse respecto el campo magnético terrestre.





Los magnetosomas están también presentes en la cabeza de pájaros (como la paloma), atunes, delfines, tortugas verdes y otros animales, seguramente como ayuda a la navegación.

Sergio