¿Cómo se hace la tinta?

¿Sabéis cómo se hace la tinta? Es un proceso complicado de mezcla de resinas con colorantes que ha dado trabajo a los Químicos desde tiempos inmemoriales. El vídeo es algo largo (dura unos 9 minutos) pero no tiene desperdicio. Y seguro que a nuestros amigos Salva y Don Serifa les encanta.

Fuente: @xavicalvo
Enlace: Youtube

El átomo (II) – Electrones

Como dijimos el otro día, en el siglo XX el modelo atómico del pudín de Thomson iba a ser rechazado y renovado por completo, por muy apetecible que fuera su idea.

Fue Ernest Rutherford quien, en 1911, tres años después de ganar su premio Nobel en Química, demostró que el modelo de pudín no tenía sentido. Si una lámina de mica se bombardeaba con partículas alfa (que tienen carga positiva), éstas se desviaban un poco de su trayectoria. Si se hacía lo mismo sobre una lámina de oro, las partículas alfa se desviaban todavía más. Si el átomo era una masa homogénea y sin carga, esto no tenía sentido.

Tenía que haber un punto en el que se concentrara la carga positiva. Las partículas alfa, al pasar cerca de esta parte, se verían inevitablemente repelidas.

Así pues, sugirió que el átomo debería tener dos partes claramente diferenciadas: un núcleo de carga positiva y que concentraría casi toda la masa del átomo y una corteza, en la que orbitarían los electrones. Algo parecido había sugerido años antes el japonés Nagaoka, citado en el artículo original de Rutherford de 1911 (puedes descargar el artículo en PDF aquí).

Hoy se sabe que el átomo es algo más o menos parecido, pero entonces, cuando no se conocía el neutrón (una partícula sin carga que permite que los protones no se repelan y formen el núcleo que no fue descubierta hasta 1932) y todavía estaban vigentes las leyes de la Física Clásica (según las cuales el modelo de Rutherford es totalmente inviable, ya que los electrones habrían de precipitarse en picado hacia el núcleo) la cosa no estaba tan clara. Hasta que llegó Niels Bohr.

El espíritu del vino (y II)

Este artículo es la segunda parte de El espíritu del vino (I). Nos lo ha enviado mi profesor el Dr. Ricardo López (web). Él da clase en la Universidad de Zaragoza y trabaja en un temaapasionante, el análisis de los olores del vino y la Química que tienen detrás en elLaboratorio de Análisis del Aroma y Enología (LAAE). Recuerdo sus clases muy claras y didácticas. Su artículo no se queda atrás. Disfrutadlo y aprended cómo se estudia a qué huele el vino. Gracias otra vez, Ricardo, por enviárnoslo.

Nos quedamos en cómo obtener los diferentes compuestos químicos separados gracias a un cromatógrafo. Sin embargo, que sepamos dónde está ese compuesto químico no significa que sepamos su nombre. Para esta tarea se pueden utilizar diferentes instrumentos científicos pero el más habitual en nuestro campo es el espectrómetro de masas. Este instrumento rompe las moléculas químicas produciendo unos fragmentos que son característicos de cada molécula. Podríamos asemejarlo a una «huella dactilar química«, esa información adecuadamente procesada permite identificar desde el punto de vista químico el olor que estamos buscando.

Una vez que hemos contestado a la cuestión «quién», nos queda saber el «cuánto». Esta quizá sea la parte más difícil de nuestro trabajo. Por dos razones fundamentales, porque muchos olores son provocados por moléculas químicas que se encuentran en concentraciones bajísimas y porque están mezcladas con cientos de moléculas parecidas.

Cuando hablamos de concentraciones bajísimas es difícil hacerse a la idea con conceptos como nanogramos por litro y expresiones similares. Lo mejor es hacer una comparación trasladando los valores a una escala más familiar. El responsable del olor a «corcho» que estropea el aroma de algunos vinos es un compuesto conocido como tricloroanisol. Este compuesto químico puede hacer que un vino huela a corcho cuando su cantidad en una botella de vino supera 1 nanogramo. Llevándolo a nuestra escala, esto significa que con 1 gramo de este compuesto podríamos hacer que oliera a corcho todo el vino que se ha elaborado en Aragón en los últimos tres años (más de 700 millones de litros). Es fácil imaginar que analizar moléculas químicas en cantidades tan pequeñas va a ser extremadamente difícil. Para ello hacen falta no sólo los instrumentos científicos más avanzados sino también unos conocimientos y una forma de trabajar que surge de la experiencia de muchos años. Nuestro laboratorio puede presumir de ser un referente mundial en este campo, porque muchos de los métodos de análisis que hemos desarrollado se usan en laboratorios y bodegas de todo el mundo. Estos métodos de análisis químico se basan en extraer las moléculas responsables del aroma del vino por diferentes principios y procedimientos químicos (diferencia de polaridades, reparto entre fases, volatilidad, atracciones electrostáticas, etc.), posteriormente separarlas mediante cromatografía, y finalmente detectarlas mediante espectrometría de masas.

Un caso real de nuestro trabajo puede verse en este minidocumental (ver en YouTube) que elaboramos para difundir nuestra investigación, y que resume en tres minutos todo lo que he descrito hasta aquí.

Me gustaría resumir el resultado de nuestras investigaciones con nuestro concepto del aroma del vino. En una orquesta hay muchos intérpretes, de la misma forma que en el vino hay muchos olores, pero la música que interpretan no se percibe como la suma de todos los músicos sino como algo superior, más elaborado. Este sería el olor del vino, una mezcla de moléculas químicas con diferentes olores que da lugar a lo que nuestros sentidos interpretan como olor a vino. A veces en la orquesta hay un solista que tiene reservado un papel especial, siguiendo con nuestra analogía el solista sería el olor especial, ese que es capaz de mejorar el vino (o de estropearlo, en algunos casos).

Para acabar me gustaría recordar que el vino va más allá de ser una simple bebida. Desde que tenemos registros históricos sabemos que ha formado parte de nuestra forma de vida, es parte de nuestra identidad. Las antiguas culturas no sabían nada de moléculas, y a diferencia de las cosas que podían oír, ver o tocar, los olores eran entes etéreos que surgían de un mundo de seres y poderes invisibles, de espíritus. Miles de años después, en el siglo XXI y rodeados de instrumentos científicos, para los que investigamos en el LAAE el aroma sigue siendo el Espíritu del Vino.

El espíritu del vino (I)
El espíritu del vino (II)

El espíritu del vino (I)

Este artículo, que publicaré dividido en dos partes, nos lo ha enviado mi profesor el Dr. Ricardo López (web). Él da clase en la Universidad de Zaragoza y trabaja en un tema apasionante, el análisis de los olores del vino y la Química que tienen detrás en el Laboratorio de Análisis del Aroma y Enología (LAAE). Recuerdo sus clases muy claras y didácticas. Su artículo no se queda atrás. Disfrutadlo y aprended cómo se estudia a qué huele el vino. Gracias, Ricardo, por enviárnoslo.

 

¿Sabías que hay vinos que huelen a frutas tropicales? ¿A flores? ¿A roble? ¿A especias? Aunque también los hay que huelen a tinta, a pimiento, a cebolla o incluso a alcantarilla. Lo cierto es que hay cientos de olores en un vino, aunque no siempre seamos capaces de percibirlos todos. De hecho, el vino es uno de los tres alimentos que poseen aromas más complejos y sofisticados (los otros son el café y el chocolate).

Pero, ¿por qué puede ser tan diferente y complejo el aroma de un vino? La respuesta se encuentra en que tiene cientos de compuestos químicos volátiles y muchos de ellos huelen. Es como la paleta de un pintor que tiene muchos colores y mezclando esos colores pinta un cuadro, de la misma forma un vino tiene muchos posibles olores y son las cantidades y proporciones entre ellos las que determinan cuál será el aroma final del vino.

El estudio de este fascinante mundo del aroma es el tema de trabajo de nuestro grupo: el LAAE. En este artículo me gustaría transmitiros en qué consiste nuestra investigación. Quizá lo mejor sea empezar por lo más básico recordando que los olores son en realidad compuestos químicos lo suficientemente pequeños y ligeros para evaporarse del vino y «volar» por el aire hasta alcanzar nuestra nariz. Allí dentro se encuentran los diferentes receptores olfativos que se comportan como cerraduras que cuando son alcanzadas por ciertos odorantes (las llaves), disparan una respuesta neuronal que nuestro cerebro interpreta como un olor.

Nosotros nos dedicamos al análisis químico de estas moléculas responsables de los olores. Disponer de está información química nos permite relacionarla con la información sensorial y extraer conclusiones sobre la importancia de dichas moléculas. Un ejemplo simplificado de nuestro trabajo: un vino huele a pimiento (defecto aromático), primero tenemos que averiguar qué compuesto químico hace que el vino huela así,  después saber que cantidad de este compuesto químico provoca el mal olor. Finalmente, estudiamos la forma de conseguir que los enólogos puedan hacer que sus vinos no huelan a pimiento y mejoren su calidad.

Sin embargo, en la realidad las cosas son más complejas (y más divertidas) que en el ejemplo anterior. Nuestras experiencias diarias nos dicen que todos los olores no son igual de potentes. Esos restos de pescado en nuestra basura desprenden un olor muy intenso y desagradable que tardará en desparecer, mientras que el olor de la piel del plátano que hemos tirado en el mismo sitio apenas se nota. La razón de este fenómeno se encuentra en que nuestro olfato no tiene la misma sensibilidad para todos los olores. Podéis imaginar la razón de esto, la evolución favoreció que fuéramos más sensibles hacia los olores que estuvieran relacionados con peligros, con la comida y con el sexo. Hasta tal punto esto es cierto, que existen compuestos que podemos oler y que sin embargo los instrumentos científicos tienen dificultades para detectar.

Aprovechando este hecho, en nuestro grupo de investigación seguimos la línea de combinar un instrumento científico con la nariz humana. En concreto utilizamos un instrumento científico llamado cromatógrafo (que sirve para separar compuestos químicos) y colocamos a una persona a oler los compuestos químicos que este instrumento separa. Su nariz es nuestro detector, su nariz nos dirá dónde está el compuesto químico que huele a pimiento.

En la parte II os contaré cómo lo hacemos y, os enseñaré, además, un interesante vídeo explicativo.

Foto de Roberto Ruiz Herrera (@idar).

Ozono

Os hablamos el miércoles de los alótropos del carbono. Pero no es el único elemento que se presenta en la naturaleza de distintas formas. El oxígeno, por ejemplo, se presenta en forma de dioxígeno, O2, (que respiramos) y en forma de ozono, O3, un gas tóxico para nosotros pero que es indispensable para la vida en la Tierra. ¿Cómo es eso posible?

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Alótropos del carbono.

¿Es posible que los átomos de un solo elemento puedan ordenarse en el espacio dando lugar a sustancias totalmente distintas? Así es, es el fenómeno conocido como alotropía. Tal y como prometimos cuando hablamos de los premios Nobel del pasado año, los Electrones van a dedicarle un artículo al carbono y sus alótropos.

Los átomos de carbono pueden ordenarse -que se sepa- de cinco maneras distintas, originando así materiales bastante dispares. Hoy en día siguen descubriéndose alótropos nuevos, pero, para simplificar las cosas, vamos a dejarlas, de momento, en el tintero. Continuar leyendo «Alótropos del carbono.»

Un perro que detecta el cáncer de colon

Gracias a mi padre descubrí este sorprendente artículo en la revista de gastroenterología Gut. Y es que, por increíble que parezca el titular de la noticia, el perro existe realmente. Unos médicos japoneses han conseguido adiestrarlo para que detecte el cáncer de colon.

¿Cómo hace eso? Por lo visto, existe alguna sustancia química que circula por los cuerpos de los enfermos de cáncer de colon. El perro es capaz de oler esa molécula en las heces o en el aliento de los pacientes.
Y es aún más increíble la cantidad de veces que acierta. En los tests de aliento diagnosticó a 33 de 36 pacientes y oliendo las heces a 37 de 38. Eso es una sensibilidad del 91 y el 97%, respectivamente. Más sensible que hacer una colonoscopia.

Ahora, el reto es encontrar qué molécula está detectando el perro, identificarla y caracterizarla completamente para, en un futuro, poder desarrollar detectores electrónicos que detecten el cáncer en sus primeras fases.

Fuente: Sonoda H. et al., Gut (2011). doi:10.1136/gut.2010.218305

La Bioquímica de los gofres

Todos sabemos lo que es un gofre (si no lo sabéis vuestra vida no ha tenido auténtico sentido) y, aquí en Bélgica, es imposible dar un paso y no encontrar 200 establecimientos que anuncien los auténticos «Waffle». Pero… ¿cómo se hace un gofre? y, lo que es más inquietante, ¿qué secretos químicos esconde su técnica culinaria?

Tranquilos, en Electrones Excitados vamos a resolver el misterio en el primer artículo de ciencia-fusión. Continuar leyendo «La Bioquímica de los gofres»

Los Nobel científicos 2010

nobel Como sabréis la semana pasada se anunciaron los ganadores de los premios Nobel de este año. El siempre polémico Nobel de la Paz ha causado un gran revuelo en China y el Nobel de Literatura, otorgado a Mario Vargas Llosa ha sido una gran sorpresa para todos (incluso para él, que al recibir la llamada de Suecia pensó que era una broma).

Quizás de los premios que menos se habla es de los premios científicos: los de Medicina, Física y Química. Pero para eso estamos los Electrones, para que se hable (y bien) de Ciencia. Haz clic en Leer más.

Continuar leyendo «Los Nobel científicos 2010»

Nueva redactora

pastillas Como avisamos ayer, los Electrones planeaban fichar gente nueva para su escuadrón de redactores y es para nosotros un placer presentar a nuestra primera redactora y corresponsal en Bélgica: Irene. Ya nos ha mandado su perfil para la página del Equipo de Redactores y su primer artículo que será publicado en pocos días.

[…] Su máximo objetivo a corto plazo es que las persianas lleguen más allá de los pirineos, donde son unas grandes desconocidas. Si alguien va a montar una tienda en Bélgica, por favor que se ponga en contacto con ella. […]