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terça-feira, 24 de dezembro de 2013

Coisas que só Tony Stark pode fazer: criar seu próprio elemento químico

Há um bocado de exemplos interessantes e/ou insanos nos filmes e quadrinhos, que podem ser explorados à luz da Ciência. Mesmo que Física e Biologia tenham ganhado mais espaço na cultura pop, muitas ideias e conceitos bebem também da água da Química.

Um bom exemplo está no Homem de Ferro 2.


No filme, a genialidade de Tony Stark é posta à prova mais uma vez para que ele sobreviva. O reator Arc em seu peito está vazando paládio para sua corrente sangüínea, intoxicando-o. A solução contra uma morte lenta e nada glamurosa é obter um substituto para o paládio. Se nenhum dos 118 elementos conhecidos e listados na Tabela Periódica serve, então o jeito é fazer um novo, conforme previsto pelo pai de Tony em uma mensagem codificada na maquete da Expo 1974. 





Ninguém sabe direito como o arc-reactor gera energia para a armadura. Aliás, uma quantidade descomunal de energia vinda de um dispositivo pequenino. Só sabemos que a energia gerada por ele é provavelmente oriunda de fusão nuclear e que  contém Paládio. Há trabalhos teóricos estudando o uso de Paládio como catalisador de uma fusão a frio com átomos de hidrogênio, porém nenhum resultado prático, ainda.


O Paládio é a raiz do problema para o HdF, e o que se deve saber para propôr substituí-lo?

Como a gente sabe, todos os elementos químicos conhecidos são produzidos no cerne das estrelas (por isso, inclusive, é que Carl Sagan afirma que nós somos feitos de "Star Stuff").


Todos, exceto os de número atômico de 99 a 118, os quais foram sintetizados. Essa síntese envolve processos de fusão nuclear ou de absorção de nêutrons. Dá pra se ter uma ideia de que não é nada simples. Além disso, a meia vida desses elementos é em geral curtíssima. A meia vida do isótopo Ununoctium-294 (Z=118) é de 0,89 milissegundos, quando então decai para Lv-290.


A tabela periódica lista todos os elementos conhecidos, e os elementos são definidos por seu numero atômico. Isto é, só é novo um elemento cujo número atômico ainda não esteja tabelado, e esses são os números maiores.

 Então temos aqui algumas hipóteses sobre que elemento é este.
1- o pai de Tony preparou o " blueprint" do novo elemento antes de 1974. Nessa época, o último elemento da tabela era o Seabórgio (Z=106). Tony poderia ter preparado um dos seguintes, e que estão tabelados hoje. Porém, Jarvis o identifica como um novo elemento, e sua informação é a mais atual, então hipótese descartada.
2- da mesma maneira, não poderia ser um isótopo de um elemento já conhecido, ou seja um átomo já conhecido, mas com alguns nêutrons a mais, já que, por definição, um novo isótopo não é um novo elemento. Então assumimos que o novo elemento de Stark seria de fato algo novo (duh).

Então que raios de elemento é este? Será que um dia realmente será sintetizado? 


Para tentar isto, alguns critérios:
O último elemento da tabela periódica atual é o de número atômico 118, o Ununóctio (este é um nome provisório, que apenas significa 1-1-8. Quando for confirmado, ganhará um nome definitivo). Novos elementos, portanto, só a partir de 119 prótons.


Do ponto de vista de propriedades do novo material, se o objetivo é substituir o Paládio, logo deve ter alguma característica semelhante. A organização periódica da Tabela permite localizar em grupos materiais com propriedades semelhantes. Se o Paládio tem função importante em catálise, seus parentes de grupo Níquel e Platina também o têm. 

O novo elemento poderia estar no mesmo grupo do Paládio, portanto Z=128. 

Poderia este elemento ser o tal Vibranium?

A teoria atômica estabelece "números mágicos" (um conceito científico, apesar do nome) para a composição de núcleos atômicos estáveis. De acordo com ela, o próximo elemento estável deve ter número atômico Z=126, e que pode apresentar propriedades úteis semelhantes (ou até melhores) que o Pd, mas não dá pra prever. Ainda pode se assemelhar, já que cairá no grupo do Rutênio e Ósmio, que junto com Platina, Paládio, Ródio e Irídio formam o grupo dos 6 metais platinados, que possuem características parecidas e até costumam ser encontrados juntos em minérios.


Para obtê-lo, Tony monta um acelerador de partículas com peças da garagem. Não entraremos neste mérito, embora seja algo perfeitamente possível, com os dispositivos certos e uma fonte razoável de energia. Ele poderia então promover a fusão de um núcleo de Califórnio-249 (Z=98) com um de Zinco (Z=30), por exemplo, algo parecido com o que foi feito para sintetizar o Ununóctio (que foi sintetizado a partir da fusão de Califórnio-249 e Cálcio-48 (Z=20)), não sei...


Ciclotron U-400, em Dubna, Rússia
O Ununóctio é fruto da colaboração do Joint Institute for Nuclear Research (Dubnia, Russia) e do Lawrence Livermore National Laboratory, Califórnia, publicado em 2002.








Resumidamente, eles bombardearam os íons de Cálcio em uma placa de Titânio na qual os átomos de Califórnio estavam depositados. 

O experimento durou 2300 horas de bombardeamento (95 dias!!), consumindo 2.5 x 1019 íons de Cálcio (quase 2 mg) para no final resultar em dois átomos de Ununóctio-294 que existiram por 2,55 e 3,16 milissegundos. 
Na verdade, esses átomos "podem ter existido", já que a IUPAC considera que não há dados suficientes para confirmá-los.


"Deal with it"
Então, esbarramos em alguns problemas:
  • Esses novos elementos são todos radioativos (em geral com decaimento alfa);
  • O elemento que teria propriedades químicas para substituir o Paládio não bate com as teorias atômicas atuais de previsão de novos elementos estáveis;
  • Seriam necessários quase 3 meses com o ciclotron funcionando a todo vapor para sintetizar o novo elemento;
  • A quantidade sintetizada não gera um material massivo, e sim um punhado de átomos que só existe por milissegundos.


O filme é maneiro mesmo assim. Fiquemos com a boa e velha suspensão de descrença.


quinta-feira, 12 de dezembro de 2013

Parece mágica, mas é ciência #2


Isto é Hexafluoreto de Enxofre, densidade de 6,17g/L (a densidade do ar é cerca de 1,22 g/L).




sexta-feira, 29 de novembro de 2013

Parece mágica, mas é ciência #1

Coquetel Molotov reverso


Essa maluquice é japonesa e é uma solução de fosfato de amônio dibásico e bicarbonato de amônio. 
Para saber mais, vá por aqui:

segunda-feira, 18 de novembro de 2013

RAFA 2013



Na semana de 5 a 8 novembro, aconteceu um dos maiores eventos voltados para a análise de alimentos do mundo, o RAFA2013 - Recent Advances in Food Analysis. É um simpósio maneiríssimo que ocorre de dois em dois anos em Praga, Rep. Tcheca - que por sinal, também é uma cidade maneiríssima.



O grande lance do RAFA é seu escopo amplo. Diferentemente de outros eventos mais específicos, lá podemos encontrar trabalhos em vários temas - ligados, obviamente, à análise de alimentos. Os tópicos de que trata o simpósio são:


(i) Componentes alimentares relacionados a qualidade/segurança
  • Alergênicos 
  • Flavorizantes e aromatizantes 
  • Organismos Geneticamente Modificados (OGM's) 
  • Contaminantes industriais 
  • Micotoxinas, toxinas marinhas e de plantas 
  • Nanopartículas 
  • Contaminantes de embalagens 
  • Resíduos de pesticidas e de drogas veterinárias 
  • Contaminantes de processamento 
  • Drogas veterinárias 
(ii) Temas gerais de análise de alimentos 
  • Autenticidade, Fraudes 
  • Agriforense
  • Food-Omics
  • Novos alimentos & suplementos 
  • Produção de alimentos orgânicos 
  • QA/QC e quimiometria 
















Desde a edição de 2009, o MAPA e os Lanagros tem participado do RAFA, apresentando trabalhos importantes do ponto de vista da segurança do alimento e proteção do consumidor na abordagem de órgão regulador, especialmente com métodos analíticos desenvolvidos.

Abaixo os trabalhos apresentados:


METHOD VALIDATION AND OCCURRENCE OF PCDD/FS IN FISH FROM BRAZIL 
Rafael Pissinatti, Carolina Nunes, Eleonora Santos, Ravi Prates, Elisângela Magalhães, Daniella Augusti

EVALUATION OF THE CADMIUM DISTRIBUTION AND POTENTIAL RISK IN THE
CONSUMPTION ON THE WHEAT GRAINS PRODUCED IN BRAZIL 
Catarinie Pereira, Helena Queiroz 

VALIDATION OF FAST METHOD FOR CADMIUM DETERMINATION IN MEAT SAMPLES SOLUBIZED WITH TMAH 
Taise Aranha, Solange Cadore, Helena Queiroz

DEVELOPMENT OF A QUALITATIVE ELECTROPHORETIC METHOD TO DETECT MINAS FRESCAL CHEESE ADULTERATION WITH WHEY
Renata Bongiolo Magenis, Elane Schwinden Prudêncio, Daniel Macedo Lorenzini, Ângelo de Queiroz Maurício, Heitor Daguer

DETERMINATION OF HISTAMINE IN FISH AND CANNED FISH BY CAPILLARY ZONE ELECTROPHORESIS

Heitor Daguer


METHOD DEVELOPMENT AND VALIDATION OF ORGANOCHLORINE PESTICIDES AND POLYCHLORINATED BIPHENYLS IN FISHES 
Igor Olivares, Joseane Nascimento, Anuska Modro, Maria de Fátima Pinhel  


RESIDUES OF PESTICIDES AND CONTAMINANTS IN AGRICULTURAL CROPS MONITORED BY BRAZILIAN MINISTRY OF AGRICULTURE, LIVESTOCK AND FOOD SUPPLY 
Karina Souza, Marcelo Pereira, Heber Costa, Leandro Feijó

RESIDUES OF AVERMECTINS IN THE THERMO-PROCESSED MEAT PRODUCTS EXPORTED FROM BRAZIL 
Aline Silva, Antonizete Souza, Anna Portz, Julia Borges, Heber Brenner, Leandro Feijo

DEVELOPMENT AND VALIDATION OF A METHOD FOR DETERMINATION OF FIVE BETA-AGONISTS IN BOVINE URINE WITH MOLECULAR IMPRINTED POLYMER (MIP) SPE AND DETECTION AND QUANTIFICATION WITH HPLC-MS/MS
João Eduardo Borin, Tsuyoshi Taka, Marina Caravatto Baras, Zahra Fazal Chaudhry Bet, Paula Luanne Arruda, Aparecida Rocha Chagas

STUDY PROTOCOL TO ASSESS THE WATER RETENTION IN POULTRY ORGANS AIMING AT THE CONTROL OF ECONOMIC FRAUDS

Erick S. Lins , João C. de Sá, Angelo de Q. Mauricio

ASPIRATIONS OF STRENGTH OF THE BRAZILIAN AGRICULTURAL LABORATORY NETWORK ON IDENTITY AND QUALITY OF FOOD: THE NEW DEAL
Erick S. Lins , João C. de Sá, Angelo de Q. Mauricio


Para informações dos autores e trabalhos, envie e-mail para erick.lins@agricultura.gov.br

Química Analítica também é ciência.


Quer saber mais? Vá direto na fonte:
http://www.rafa2013.eu/
http://www.agricultura.gov.br/

segunda-feira, 11 de novembro de 2013

Mais uma tirinha do SMBC


Saturday Morning Breakfast Comics
Traduzido e adaptado por: eu mesmo.

Música pode melhorar desempenho de células solares


Notícia maneira e muito louca ao mesmo tempo. Pesquisadores da Queen Mary University e do Imperial College London descobriram música pode aumentar a eficiência de células solares, tornando assim o uso de energia solar mais barato. As vibrações causadas pelas ondas sonoras aumentaram em até 40% a taxa de conversão de energia solar em elétrica de células que possuíam nanorods de zinco revestidos de um polímero  Inicialmente testado com sons simples e constantes, os pesquisadores alcançaram melhores resultados com rock e pop.

Leia mais em http://bit.ly/17MHKiQ 
Imagem: www.futurity.org


Ao testarem os dispositivos com sertanejo universitário e funk ostentação, as células foram danificadas permanentemente, emitindo raios cósmicos enquanto estertoravam lenta e dolorosamente.

domingo, 10 de novembro de 2013

Citações de ciências #3 - aniversário

Ontem (9 de novembro) foi aniversário de Carl Sagan, um dos maiores comunicadores de ciências que passou por este pálido ponto azul.


sexta-feira, 8 de novembro de 2013

Nobel de Química 2013 - os "não ganhadores"

Após toda a cobertura do prêmio Nobel de Química de 2013, especificamente em relação aos vencedores, achei interessante também trazer à tona os outros nomes cogitados mas que acabaram batendo na trave. É interessante sabermos as linhas de pesquisa têm atraído o olhar da comunidade científica internacional. É uma informação a ser considerada por quem pensa em fazer mestrado, doutorado, pós-doc ou o que quer que seja, mas tem dúvidas quanto às linhas de pesquisa existentes por aí afora (que é bem o meu caso).

Como todos sabem, o formato da indicação ao prêmio Nobel não é igual ao do Oscar. Então não há uma lista fechada de indicados. Há, porém, previsões e palpites. O Chembark fez uma relação bem extensa de trabalhos e pesquisadores com chances de receberem a honraria, com as seguintes características:

  • Os candidatos são relacionados por descoberta/invenção, e não por cientista. Assim, alguns cientistas aparecem mais de uma vez;
  • A sinalização "+" significa que um cientista não citado pode dividir o prêmio pelo trabalho;
  • A sinalização "-" significa que um dos cientista citados pode no fim não dividir o prêmio;
  • A lista tenta designar quem iria ganhar, e não quem deveria ganhar.
  • Os números a direita mostram uma estimativa de chances no formato "odds against" (creio eu, alimentada pelo próprio autor), levando em conta todas as notícias e o impacto das publicações ao longo deste ano. Os números estão no forma "m-n", então a probabilidade de ganhar é dada por n/(m+n). Ex: 4-1, resulta em 20% de probabilidade de vitória.

Odds Against Winning the 2013 Nobel Prize in Chemistry


Linha de pesquisa, pesquisadores/+ou-, m-n

Espectroscopia de molécula única & Aplicações de Lasers Single-Molecule Spectroscopy & Application of Lasers
Moerner/Orrit/Zare/–
7-1
Sinalização nuclear em hormônios Nuclear Hormone Signaling
Chambon/Evans//O’Malley/–
9-1
Química Bioinorgânica Bioinorganic Chemistry
Gray/Lippard/Holm/–
9-1
Área (tudo que não está listado aqui)
16-1
Técnicas de síntese de DNA Techniques in DNA Synthesis
Caruthers/Hood/+
19-1
Eletroquímica / Transferência de elétrons Electrochemistry / Electron Transfer
Bard/Hush/Gray/–
24-1
Baterias de íons de lítio Lithium-Ion Batteries
Goodenough
24-1
Enovelamento de proteínas Protein Folding
Hartl/Horwich/+
24-1
Ciência dos polímeros Polymer Science
Matyjaszewski/Rizzardo/+/–
24-1
Instrumentação / Técnicas aplicada a genômica Instrumentation/Techniques in Genomics
Venter/+
49-1
Eletrônicos orgânicos Organic Electronics
Tang/+
49-1
Estudos moleculares de reconhecimento de genes Molecular Studies of Gene Recognition
Ptashne
49-1
Vesículas de membranas biológicas Biological Membrane Vesicles
Rothman/Schekman/+
49-1
Microscopia de transmissão eletrônica corrigida de aberrações Transmission Electron Aberration-Corrected Microscopy
Haider/Rose/Urban
74-1
Fotoresistes quimicamente amplificados Chemically-Amplified Photoresists
Frechet/Willson
74-1
Desenvolvimento da pílula contraceptiva Development of the Birth Control Pill
Djerassi
74-1
Drug Delivery / Engenharia de tecidos Drug Delivery/Tissue Engineering
Langer/+
99-1
Enzimologia mecanística Mechanistic Enzymology
Walsh/Stubbe/+/–
99-1
Células solares Solar Cells
Grätzel/+
99-1
Nanotecnologia Nanotechnology
Lieber/Whitesides/Alivisatos/Mirkin/Seeman/+/–
99-1
Modelagem molecular e aplicações diversas Molecular Modeling and Assorted Applications
Karplus - vencedor!
99-1
Aplicações de espctroscopia RMN Applications of NMR Spectroscopy
Waugh/Pines/Roberts/McConnell/+/–
99-1
Biologia sintética Synthetic Biology
Elowitz/Leibler/Collins/+/–
99-1
Engenharia de proteínas Protein Engineering
Arnold/+/-
149-1
Pigmentos vitais Pigments of Life
Battersby/+
149-1
Metilação de DNA DNA Methylation
Cedar/Razin/+
149-1
RNA regulatório pequeno Small Regulatory RNA
Ambros/Baulcombe/Ruvkun
149-1
RNA polimerases eucarióticas Eukaryotic RNA Polymerases
Roeder
149-1
Contribuições à Físico-Química teórica  Contributions to Theoretical Physical Chemistry
Rice/+
149-1
Arcabouços metal-orgânicos Metal-Organic Frameworks
Yaghi/Ferey/Kitagawa/+/–
149-1
Biocatálise & Catálise orgânica Bio- & Organo-catalysis
List/Lerner/Barbas/+/–
149-1
Motivos alternativos de ácidos nucleicos Alternative Nucleic Acid Motifs
Rich/+
149-1
Maser de hidrogênio Hydrogen Maser
Kleppner/+
149-1
Trabalhos diversos em proteínas Assorted Protein Work
Levitzki/Hunter/+
149-1
Novas terapias para câncer Novel Cancer Therapeutics
Ullrich/+
149-1
Química combinatória/DOS Combinatorial Chemistry/DOS
Schreiber/+
199-1
Leptina Leptin
Coleman/Friedman/Leong
199-1
Zeólitas Zeolites
Flanigan/+
199-1
Fluorocarbonetos Fluorocarbons
DuPont/Curran/–
199-1
Dendrímeros Dendrimers
Frechet/Tomalia/+
199-1
Síntese orgânica Organic Synthesis
Evans/Danishefsky/Nicolaou/Ley/Trost/Stork/Wender/Kishi/+/–
249-1
Ligações mecânicas e aplicações Mechanical Bonds and Applications
Sauvage/Stoddart/+
299-1
Contribuições à Química Bioorgânica (Contributions to Bioorganic Chemistry)
Breslow/Eschenmoser/+
299-1
Compreensão de Estereoquímica Orgânica (Organic Stereochemistry comprehension)
Mislow
399-1
Máquinas Moleculares (Molecular Machines)
Stoddart/Tour/+/–
499-1
Reconhecimento Molecular (Molecular recognition)
Dervan/+
999-1
Astroquímica (Astrochemistry)
Oka
999-1


Dá pra ver uma tendência aqui: Uma parte considerável das linhas de pesquisa aqui cogitadas tem fortes relações com processos biológicos, seja nos objetos de estudo, seja nas aplicações propostas. Estudos da Química relacionados com organismos vivos estão em voga.
De fato, o trabalho vencedor, embora claramente definido como Química computacional e modelagem molecular, ganhou destaque pelos resultados alcançados em sistemas biológicos, bem como as perspectivas futuras de aplicação.

Além disso, o Chembark errou na previsão, hehe. Vamos ficar de olho e acompanhar os próximos prêmios.

Direto na fonte:
http://blog.chembark.com/category/prizes-and-awards/nobel-predictions/