125é Aniversari

Gracias a Carl von Linde los enfermos pueden respirar oxígeno. Desarrolló el proceso industrial que permite obtener aire líquido y separarlo en oxígeno y nitrógeno. El nitrógeno líquido a -196ºC se utiliza, por ejemplo, en cocina molecular. El Argón, el Neón y el Helio se obtienen con de forma similar.

Svante Arrhenius, pionero del cambio climático. Propuso que la temperatura de la Tierra se debe al efecto invernadero, causado por el dióxido de carbono y el vapor de agua. Predijo que las emisiones industriales de CO2 incrementarían la temperatura de la Tierra en los próximos años. Nobel de Química (1903).

Felix Hoffmann descubrió una sustancia que ha aliviado muchos dolores de cabeza, el ácido acetilsalicílico. En 1899, la Compañía Bayer la comercializa como Aspirina, tolerada mucho mejor que el ácido salicílico, que se obtiene de la corteza del sauce, muy efectivo pero amargo e irritante de la garganta y estómago.

Paul Sabatier consiguió transformar grasas insaturadas en otras saturadas. La reacción adiciona hidrógeno molecular a dobles enlaces en presencia de metales finamente divididos que aceleran la reacción. Por desgracia, muchos de los ácidos grasos obtenidos no son saludables, los monoinsaturados -trans y saturados. Premio Nobel de Química en 1912.

Frederick Kipling inventó las siliconas, usadas para sellar juntas, cocinar en el microondas o aumentar la talla del sujetador, aunque no supo darles utilidad. En los 40 se descubrió que eran aislantes, lubricantes y estables térmica y químicamente. Utilizadas como adhesivos, prótesis, en la cocina y en muchos procesos industriales.

Mikhail Tsvet descubre un método muy sencillo para separar pigmentos de plantas. La cromatografía se utiliza ampliamente en análisis químico, medicina, ciencia forense y criminalística e industria de alimentos.

Marie Salomea Sklodowska Curie y Pierre Curie descubren el origen atómico de la radiactividad y dos nuevos elementos muy radiactivos, Polonio y Radio. Recibieron el Premio Nobel de Física en 1903. Marie Curie recibió el de Química en 1911, única persona premiada con Premio Nobel en dos disciplinas científicas distintas.

Leo Hendrik Baekeland y Nathaniel Thurlow descubren por casualidad el primer plástico, la Baquelita, una resina sintética moldeable que se endurece rápidamente. Es termoestable y versátil, pero frágil. Excelente aislante eléctrico ayudó a la naciente industria de los aparatos eléctricos, radios, teléfonos, enchufes e interruptores y juguetes.

Gracias a los esposos Fritz Haber (Nobel en 1918) y Clara Immerwahr comen miles de millones de personas cada año. Inventaron un proceso industrial que fabrica NH3, mejorado por Carl Bosch (Nobel en 1931). Con los fertilizantes así fabricados se obtiene el 40% de los alimentos necesarios en el mundo.

Max von Laue “radiografió” cristales y logró determinar la posición de los átomos en el cristal. William Henry Bragg y su hijo William Lawrence Bragg, mediante complejos cálculos, obtuvieron los datos geométricos del cristal. Laue recibió el Nobel de Física en 1914 y los Bragg en 1915.

Irving Langmuir, Nobel de Química en 1932, demostró que una sustancia adsorbida sobre una superficie forma capas de una sola molécula de espesor. Las monocapas se pueden preparar con la balanza de Langmuir-Blodgett que diseñó junto a Katharine Burr Blodgett, de esta forma abrió el camino hacia la nanotecnología.

El enlace de hidrógeno es el pegamento secreto de los seres vivos. Maurice Huggins propuso su existencia. Worth Rodebush y Wendell Latimer explicaron así el alto punto de ebullición del agua y la menor densidad del hielo. En el ADN, el enlace de hidrógeno mantiene la estructura de doble hélice.

Según Thomas Lowry y Johannes Brønsted, los ácidos y las bases ceden o aceptan átomos de hidrógeno. Según la teoría general de Gilbert Lewis son aceptores o donantes de pares de electrones. Por ejemplo, los catalizadores utilizados para obtener derivados del petróleo o fabricar plásticos son ácidos de Lewis.

Erich Armand Arthur Hückel explicó porqué unas moléculas orgánicas son rígidas y otras flexibles. Son muy flexibles las moléculas orgánicas que solo tienen enlaces simples carbono-carbono, y son rígidas las que tienen dobles enlaces. Además, explicó la extraordinaria estabilidad de ciertas moléculas planas en forma de anillo, como el benceno.

Albert Szent-Györgyi (Nobel en 1937) descubrió la vitamina C, que cura el escorbuto y previene los constipados, extrayendo ácido ascórbico del zumo de limón. En 1933, Walter Haworth (Nobel en 1937) obtuvo su estructura y lo sintetizó. En 1934, los laboratorios Hoffmann-La Roche patentaron la Vitamina C sintética como Redoxon.

En 1933, Reginald Gibson y Eric Fawcett sintetizaron el plástico más utilizado en el mundo, el polietileno, que se puede obtener en forma de materiales flexibles (de baja densidad) o rígidos (de alta densidad) y se utiliza en muchos productos como botellas, bolsas de basura, artículos deportivos o juguetes.

En 1932, Irène Joliot-Curie y Frédéric Joliot-Curie consiguieron sintetizar por primera vez isótopos radiactivos. Descubrieron que al irradiar algunas sustancias con partículas alfa, se convertían artificialmente en radiactivas, o sea, sintetizaron isótopos artificiales que son radiactivos. Recibieron el Nobel de Química en 1935.

Elmer Bolton, Wallace Carothers y Julian Hill descubrieron cómo hacer medias baratas y casi irrompibles. Descubrieron el nylon, una fibra textil elástica y resistente, que no precisa planchado. Se utiliza en la confección de medias, tejidos, cerdas y sedales y en la fabricación de mangos de cepillos, peines, etc.

Carlo Perrier y Emilio Segrè sintetizaron el Tecnecio, primer elemento artificial, bombardeando Molibdeno con núcleos de Deuterio. Tiene gran utilidad como trazador radiactivo en medicina, debido a su emisión limpia de rayos gamma y su corta vida media de 6 horas dando otra forma débilmente radiactiva. Además, se elimina rápidamente.

Eugene Houdry desarrolló un procedimiento industrial para obtener más gasolina y más barata. El craqueo o ruptura de moléculas de cadena larga presentes en el petróleo en otras más pequeñas y útiles es un proceso de extraordinario interés. Houdry buscó catalizadores para acelerar la reacción y reducir la temperatura necesaria.

Roy Plunkett consiguió que las tortillas no se peguen a la sartén. Descubrió el Teflón, análogo al polietileno, sustituyendo el hidrógeno por flúor. No arde, resiste temperaturas altas y bajas y casi cualquier disolvente o reactivo. Se usa como antiadherente en menaje de cocina. También se usa en el Gore-Tex.

Marguerite Perey aisló el Francio, el último elemento natural, mientras purificaba Actinio. Su vida media es 22 minutos, el elemento natural más inestable. Es el más electronegativo y debe ser muy reactivo, aunque nunca se ha podido verificar porque no se ha conseguido sintetizar la cantidad suficiente.

En su libro La naturaleza del enlace químico, Linus Pauling (Nobel en 1954) propuso los modelos iónico y covalente para el enlace químico, basados en la mecánica cuántica. Introdujo el concepto de electronegatividad y el modelo de hibridación de los orbitales atómicos que racionaliza la geometría de las moléculas orgánicas.

A Harry Coover Jr. le debemos poder pegar casi cualquier cosa, ¡y, a veces, también los dedos! Buscando plásticos transparentes, encontró el cianoacrilato que no parecía servir para nada. Después, con Fred Joyner, pensó en utilizarlo como pegamento instantáneo, válido para casi cualquier material incluso se usa para sellar heridas.

El bombardeo alemán del puerto de Bari en la II Guerra Mundial, liberó gas mostaza, almacenado ilegalmente en un buque. Stewart Alexander evaluó los efectos del gas y descubrió cómo podría utilizarse como terapia para el cáncer. Con Louis Goodman y Alfred Gilman obtuvo moléculas similares, efectivas en ciertos cánceres.

En 1928, Alexander Fleming descubrió la penicilina, el primer antibiótico que cura las infecciones bacterianas. Howard Florey y Ernst Chain encontraron cómo aumentar la producción y en 1945 se habían obtenido millones de dosis. Dorothy Hodgkin determinó su estructura y en los 50 John Sheehan estableció la síntesis.

La fotosíntesis produce O2 y consume CO2 y está en la base de la cadena alimenticia de todos los seres vivos. Samuel Wildman descubrió la enzima Rubisco y Melvin Calvin (Nobel en 1961), con otros, establecieron el ciclo de Calvin, que describe cómo la rubisco fija el CO2 formando glucosa.

5 días de “niebla amarilla” produjeron la muerte de 20 personas y cientos de animales en Donora, EEUU. Más de 7000 personas enfermaron. La inversión térmica atrapó en la ciudad una niebla altamente tóxica con altas concentraciones de SO2, NO2, HF y F2, junto con el humo de las fábricas.

En 1951, George Rosenkranz, Carl Djerassi, y Luis Ernesto Miramontes Cárdenas sintetizaron la noretisterona. Frank Benjamin Colton sintetizó el noretinodrel en 1952 y la norentandrolona en 1953. Katherine McCormick, financió y dirigió los ensayos clínicos de Gregory Goodwin Pincus y Min Chueh Chang, que demostraron su eficacia.

Proteínas: los “ladrillos” de la vida. En 1948 Linus Pauling propuso las hélices alfa para explicar cómo las cadenas de aminoácidos se enrollan mediante puentes internos de hidrógeno. En 1951 William Astbury propuso las hojas beta donde las cadenas, en zigzag, se asocian con las vecinas por enlaces de hidrógeno.

¿Cómo se transmite la herencia genética? La clave es el ADN. En 1953, Rosalind Franklin hizo la cristalografía; Maurice Wilkins propuso la estructura en hélice; Francis Crick y James Watson la doble hélice y el mecanismo de replicación, verificado en 1958. Watson, Crick y Wilkins recibieron el Nobel en 1962.

Entre 1957 y 1963, se usaba la talidomida para aliviar las molestias del embarazo. Widukind Lenz y Claus Knapp demostraron que era la causa de severas malformaciones en los fetos. De más de 10.000 bebés afectados sólo sobrevivió la mitad.

Estudiar los núcleos atómicos en un campo magnético condujo a la técnica de RMN. Félix Bloch y Edward Purcell (Nóbeles en 1952) refinaron la técnica. Rex Richards desarrolló la espectroscopia RMN, para el análisis y determinación estructural en Química Orgánica. Martin Packard obtuvo el primer espectro RMN, del etanol.

En 1964, Stephanie Kwolek inventó el plástico que resiste las balas. El Kevlar resiste varias veces más que el acero con mucho menos peso. Utilizado para tejidos altamente resistentes: chalecos antibalas, neumáticos o velas de barco; membranas de altavoces; industria aeronáutica: aviones y satélites de comunicaciones; y cascos de moto.

Las reacciones oscilantes van y vienen, se alejan del equilibrio y lo atraviesan muchas veces.

En una placa, se forman ondas de colores que recuerdan minerales, colonias de bacterias o el camuflaje de los animales. Boris Belousov las descubrió en 1958. En 1961 Anatol Zhabotinsky varió las condiciones experimentales.

La artemisinina y sus derivados son fármacos que poseen la acción más rápida contra el paludismo. Youyou Tu (Nobel en 2015) la descubrió en 1972, revisando remedios de la medicina tradicional china. Uno de ellos era una hierba medicinal, la Artemisia annua, de la que obtuvo la Artemisinina.

Michael James Steuart Dewar y John Anthony Pople desarrollaron modelos informáticos basados en la Física Cuántica, para estudiar sistemas químicos, interpretar sus propiedades y predecir su comportamiento. En 1970, Pople presentó la primera versión del Gaussian, el más usado por los químicos computacionales. Recibió el Nobel de Química en 1998.

10 años tardaron Robert Woodward (Nobel en 1965) y Albert Eschenmoser en realizar la síntesis de la vitamina B12, una de las síntesis más complejas intentadas. Dorothy Hodgkin (Nobel en 1964) determinó su estructura mediante la difracción de Rayos X.

Al detectarse un agujero en la capa de ozono sobre el polo sur, Frank Rowland y Mario Molina (Nobel en 1995) propusieron que los gases CFC, usados en refrigeración y aerosoles, liberan átomos de Cl y cada átomo de Cl puede destruir ¡decenas de miles de moléculas de ozono!

Existe una extraña capa de Iridio en toda la Tierra al final del Cretácico. Luis Alvarez y su hijo Walter propusieron que fue el impacto de un asteroide gigante lo que esparció Iridio por toda la Tierra, causando la extinción de los dinosaurios y de muchas otras especies.

En 1983, Kary Mullis (Nobel en 1993) descubrió la clave para la realización de pruebas de paternidad, la identificación de sospechosos o la identificación de virus responsables de epidemias. La reacción en cadena de la polimerasa puede amplificar mil millones de veces en 4 horas pequeñas muestras de ADN.

En 1984, Janet Rideout, Samuel Broder, Hiroaki Mitsuya y Robert Yarchoan convirtieron el SIDA en una enfermedad tratable. Descubrieron que el AZT, un análogo del ARN y del ADN obtenido por Jerome Horwitz en 1964, bloquea la replicación celular al confundir a las enzimas del virus del VIH.

25000 muertos, más de 500000 heridos y miles de discapacitados fueron la consecuencia del escape de 30 TM de isocianato de metilo, gas muy tóxico, en Bhopal (India).

Medidas de seguridad que no funcionaban y un mantenimiento insuficiente provocaron la liberación de cianuro de hidrógeno y fosgeno, entre otros gases.

Richard Smalley, Harold Kroto y Robert Curl Jr. (Nóbeles en 1996) descubrieron por casualidad una nueva forma de carbono, los fullerenos (llamados así por Richard Buckminster Feller, inventor de la cúpula geodésica). El fullereno con 60 átomos de C, C60, tiene forma de balón de fútbol. Se utilizan en nanotecnología.

En los laboratorios de IBM, Gerd Binnig y Heinrich Rohrer (Nóbeles en 1986) consiguieron detectar átomos y moléculas individuales y moverlos sobre una superficie metálica. Moviendo una aguja con una punta monoatómica sobre una superficie se miden los electrones que saltan por efecto túnel. Escribieron “IBM” con dimensiones atómicas.

George Hitchings, y Gertrude Elion (Nóbeles de Medicina en 1988) han salvado millones de vidas.

Combatieron la leucemia infantil, la malaria y el herpes y facilitaron los trasplantes de órganos, al diseñar moléculas similares a los ácidos nucleicos, pero con algún error estructural que detiene el metabolismo de los patógenos.

Sumio Iijima, Donald S. Bethune obtuvieron pequeñas tuberías de dimensiones atómicas, formadas solo por átomos de carbono, de diferentes diámetros y disposiciones. Son muy interesantes para dispositivos electrónicos, baterías eléctricas y filtros. Pueden utilizarse en músculos artificiales o en esponjas absorbentes en derrames de crudo.

¡Los químicos orgánicos son capaces de sintetizar casi cualquier molécula! La palitoxina, aislada en 1971 en un coral hawaiano, posee una estructura muy compleja: más de 2000 trillones de posibles isómeros. Uno fue sintetizado a partir de 6 precursores en 140 pasos. Una billonésima de gramo puede matar un ratón.

Los ribosomas son las fábricas celulares de las proteínas. Ada Yonath, Venkatraman Ramakrishnan y Thomas Steitz (Nóbeles en 2009) determinaron cómo funciona el ribosoma a nivel atómico, al obtener la posición de los cientos de miles de átomos que lo constituyen. Generaron así modelos 3D de antibióticos en los ribosomas.

Karl Sharpless propuso las reacciones click, reactivos preparados para unirse uno con otro, rápida, selectiva y eficientemente. Carolyn Bertozzi llevó a cabo reacciones click sin catalizadores dentro de células vivas. Se ha aplicado también al ADN y en casi cualquier campo en el que se tienen que unir dos moléculas.

Andre Geim y Konstantin Novoselov (Nóbeles en 2010) consiguieron hojas de carbono de un átomo de espesor usando un poco de cinta adhesiva y grafito. El grafeno es ligero, duro, flexible, elástico, tenaz, transparente, conduce la electricidad y el calor. Se usa como semiconductor, en paneles solares y baterías.

Leo Gross y Gerhard Meyer desarrollan un microscopio de fuerza atómica que permite detectar la densidad electrónica de moléculas adsorbidas sobre una superficie. Michael Crommie y Felix R. Fischer capturaron las imágenes de una molécula en una reacción química. Las estructuras moleculares de la química orgánica son corroboradas experimentalmente.