Cazando mariposas

Aparte de algún topo que destrozaba el jardín de la antigua casa de mis suegros, yo he cazado poco en mi vida. Ni siquiera en mis tiempos de indómito niño hernaniarra. He pescado (forma de caza) algo más, pero lo dejé cuando conocí a mi comadrona, mucho más radical que yo en la protección de cualquier forma de vida. Así que el título no debe llamar a engaño. No me dedico a cazar mariposas para insertarlas con alfileres en un cuadro de pared. Es una versión light del crucificado que me da un poco de repelús. El post de hoy tiene que ver, más que con la caza de las mariposas, con la comprensión de los fenómenos que dan lugar al espectacular colorido que las adorna. Así que el título pudiera ser más explícito: Cazando el color de las mariposas (me suena mejor la traducción inglesa).

Y esto viene a cuento porque del 9 al 15 de este mes, he estado inscrito en un Workshop titulado Bio-inspired photonic structures en el que, a pesar de haber asistido menos de lo que hubiese querido, he disfrutado como un indio en cada sesión a la que "mis obligaciones" me han dejado ir. Y eso que la fotónica tiene que ver más con los físicos que con los químicos. Su título hace referencia al intento de comprender muchos de los fenómenos del color que se dan en los animales (no sólo las mariposas), de forma y manera que, a partir de él, podamos avanzar en la búsqueda de nuevos materiales capaces de reproducir esos efectos ópticos del reino animal que nos han servido como fuente de inspiración en la citada búsqueda.

Robert Hooke e Isaac Newton, dos gigantes de la Ciencia a cuya espalda se han encumbrado generaciones de físicos, ya intuyeron que las estrategias coloristas de mariposas, pájaros, escarabajos, serpientes y otros seres vivos eran debidas a la presencia en sus cuerpos, en sus alas o en su pelo, de minúsculas estructuras con las que son capaces de manipular la luz a su interés (ya sea como autodefensa, atracción sexual, etc.). Hoy, más de trescientos años despues, los científicos siguen atareados en la búsqueda de la razón última de lo que se ha venido llamar el color estructural. Pero parece que empieza a verse la luz al final del largo túnel, gracias al concurso de la Nanociencia y la Nanotecnología que parecen inundarlo todo.

En una entrada de hace casi un año, ya escribía yo que una forma de explicar el rotundo despertar de la Nanociencia y la Nanotecnología es tener en cuenta el cambio brusco que supuso, a finales del siglo XX, la posibilidad de acceder visualmente al dominio de lo extremadamente pequeño, a estructuras y objetos con dimensiones de unos pocos nanometros. Ello nos ha cambiado el chip, al poder comprender cosas que antes, al no verlas, resultaban misterios casi irresolubles. Es un cambio similar a cuando, con los primeros microscopios, se empezó a ver que en el seno de una aparentemente inocua gota de agua había una miríada de seres en movimiento.

Entre las cosas que somos capaces ahora de ver a niveles mucho más diminutos, están las intrincadas estructuras submicrométricas de las alas de una mariposa denominada Morpho rhetetor, que es la que aparece en la foto. Gracias a los nuevos instrumentos, hemos podido saber que la cutícula de esas alas es una arquitectura de estructuras apiladas constituidas por quitina (otro polisacárido, primo de los de la anterior entrada) y aire. Merced a ellas y mediante fenómenos de interferencia entre ondas luminosas (en los que no entraré), la superficie resultante puede eliminar algunas de las longitudes de onda de la luz y potenciar otras. Además, esa intrincada estructura permite también el que las superficies de las alas sean iridiscentes, esto es, que se contemplen diferentes tonalidades luminosas dependiendo del ángulo desde el que se observa a la mariposa. En el Workshop nos han enseñado experimentos sencillos como el añadir una gota de alcohol a las alas de la mariposa, comprobando que allí donde está el alcohol el color cambia. Ello es debido a que el alcohol se infiltra en la estructura quitina/aire, reemplazando a éste y provocando un cambio de color que, sin embargo, reaparece cuando el alcohol se evapora.

El conocimiento de estos "efectos especiales" de nuestra mariposa ha espoleado la imaginación de los científicos, que ya están empezando a producir una generación radicalmente diferente de pinturas en las que, empleando nanopartículas adecuadas, se consigan efectos inasequibles a las tradicionales pinturas basadas en pigmentos y colorantes sintéticos. En el propio Workshop, una pintora inglesa nos mostró sus primeros pinitos con esta nueva "paleta de pintor." Pero la experiencia sería transplantable a cualquier aplicación en la que el color juegue un papel.

Y ya que vamos de nanos, os recuerdo a los que estais cerca de Donosti la posibilidad de asistir, gratuitamente, a una serie de conferencias que tendrán lugar en el Cubo Pequeño del Kursaal los días 28, 29 y 30 de setiembre. Para ver el programa, los ponentes (entre los que hay Nobeles y científicos de muchas estrellas), así como para inscribiros sin pagar un euro, no teneis más que pinchar aquí.

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GG and LIs

Esto de tener mi corazón de químico partío entre los polímeros y la gastronomía tiene sus ventajas, en el sentido de que, a veces, le permite a uno hacer algunos revueltos que resultan muy pretenciosos. Y hoy es una de esas ocasiones, porque el post me ha venido casi servido a partir de un reciente artículo firmado al alimón por un grupo japonés y otro indio [J. Mater. Chem., 2009, 19, 4088–4090]. Y antes de empezar y para que nadie se mosquee, hay que aclarar los acrónimos del título. GG hace referencia a la Guar Gum o Goma Guar (aquí la traducción no supone cambio en el acrónimo), mientras que LIs hace referencia a los llamados Líquidos Iónicos (o Ionic Liquids, y aquí si que se trabuca el asunto con la traducción).

La Goma Guar es uno de los muchos aditivos alimentarios permitidos que están en las cocinas de los chefs de vanguardia. "Matriculada" con la sigla E-412, comparte el espacio de una amplia familia que los químicos llamamos Hidrocoloides y a la que pertenecen otras sustancias como la Goma Xantana (E-415), la Goma arábiga (E-414), la Pectina (E-440), los Carragenatos (E-407) o la Metil celulosa (E-461), que tan nervioso puso al Santi Santamaría. Y eso sólo por mencionar algunos, que la lista podría hacerse bastante más larga.

La GG se obtiene a partir de los cotiledones de una leguminosa prima de nuestras alubias y conocida como Cyamopsis tetragonolobus, producida fundamentalmente en India y Pakistán. Como muchos de los aditivos arriba mencionados, la Goma Guar es un polisacárido, esto es, un polímero o cadena larga en la que se repiten unidades de azúcares muy parecidos a la glucosa que, como ya he dicho varias veces, es nuestra gasolina particular. En este caso concreto, las cadenas de Goma Guar son algo más complicadas, en tanto que en algunos de sus puntos presentan ramas que salen de la cadena principal. Esta cadena principal es una sucesión de muchas unidades de un azúcar conocido como manosa mientras que las ramitas laterales lo son de otro que se llama galactosa.

Eso que parece una chorrada de químicos ensimismados tiene sus repercusiones y, debido a lo que estorban las ramitas para que las cadenas se pongan lo más juntas posible, la goma guar no forma geles, cosa que si hace la gelatina (o la metil celulosa). Y es casi imposible generar filmes a partir de sus disoluciones, lo que a veces resulta muy atractivo para jugar con ellos en la presentación de algunos platos en los que el citado filme se come. Sin embargo, y debido a lo largas que son las cadenas, el adicionar la goma guar al agua, a un caldo o una crema, permite que éstos se espesen, al aumentar mucho la viscosidad de la mezcla con una pequeña proporción de goma guar. Nuestra amiga es pues un aditivo espesante pero no gelificante.

Los líquidos iónicos no son muy conocidos por la gente de la calle, ni siquiera por muchos profesores de Química en diversos niveles. Así que al loro, que vamos a innovar para deleite de nuestra Consejería de Educación, de nuestro MEC y de los acérrimos partidarios de Bolonia.

El ejemplo típico de sal iónica es la sal de cocina o cloruro sódico. En ella, el cloro está en forma de aniones cloruro (cloros de carga eléctrica negativa) mientras el sodio está como catión sodio con una carga positiva. Como cargas de distinto signo se atraen, los iones de cloro y sodio se agrupan entre sí de forma y manera que se favorezcan las atracciones entre iones de carga dispar. Al final, eso da lugar a los cristales de sal que todos conocemos y que funden a la friolera de ochocientos grados centígrados. Muchas de las sales que manejamos los químicos pueden explicarse de forma similar, teniendo asi mismo comportamientos de fusión a altas temperaturas.

En los llamados líquidos iónicos tambien tenemos un anión con carga negativa y un catión cargado positivamente. Pero, a diferencia de las sales arriba mencionadas, uno de los iones tiene un tamaño mucho más grande que el otro. Eso causa problemas a la hora de empaquetarse los unos con los otros, en su intento de que se favorezcan el mayor número de atracciones posibles entre cargas eléctricas distintas. Y, como consecuencia de esos problemas o impedimentos, estas sustancias funden a temperaturas mucho más bajas, incluso por debajo del ambiente con lo que, en el laboratorio, son líquidos y no sólidos. Pero las atracciones están ahí y hacer que ese líquido se evapore, incluso subiéndole mucho la temperatura, es muy complicado, con lo que, como líquidos prácticamente no volátiles y conductores, presentan unas propiedades únicas que les está haciendo ser usadas como disolventes "verdes" en muchos procesos. Para el que quiera introducirse algo más en el tema, le dejo una página de la compañía BASF (no me pagan un ochavo por hacerles propaganda pero la página merece la pena).

Pues bien, si a la goma guar le adicionamos ciertas cantidades de un líquido iónico, el resultado es una mezcla que, al contrario de la goma guar pura, gelifica sin problemas y forma filmes de lo más consistentes y transparentes. Que no se emocionen mis lectores cocineros, porque por el momento no hay líquido iónico etiquetado como E- pero, tiempo al tiempo, que algún día alguno habrá. Estas mezclas GG+LI exhiben una conductividad eléctrica similar a la de los semiconductores. Además, son gomas a temperatura ambiente que se pueden moldear en objetos que se endurecen al gelificar a altas temperaturas, retornando a su forma original al volverla a bajar. Así que dicen los del turbante y los ojitos rasgados que firman el artículo arriba mencionado que estas mezclas tienen un interesante campo de aplicaciones. Por ejemplo, en sensores.

We'll see (ver venir, que dicen los casheros de mi pueblo)....

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El enemigo en casa

Tiempo de Cursos de Verano. En los que yo también he "pecado" la pasada semana. Espacios propicios a que a uno se le caliente la boca delante de un tribulete (en tiempo vacacional, a veces un becario), o a que el tribulete en cuestión dé rienda suelta a su intrínseco desconocimiento de la mayoría de los temas que acomete. Al final, uno puede encontrarse con un titular de prensa como el que me encontré yo el martes en el Diario Vasco, en el que una profesora de mi Universidad era entrevistada a propósito de un Curso de Verano de la UPV/EHU, relacionado con el cambio que nos viene a los docentes universitarios de la mano del llamado "espíritu de Bolonia".

El titular de la entrevista, "La Universidad está en la Edad Media y tiene que modernizarse", se atribuía a la mencionada ciudadana, Directora "consorte" de un Curso titulado Modernización y mejora de la Universidad. Para apuntalar el rotundo argumento que me ha escandalizado, aducía en otro párrafo que "en la docencia hay cierto estancamiento. Hay que pasar de las clases magistrales a otro tipo de docencia". Vamos, que todos los males universitarios radican en el binomio pizarra/powerpoint. O es Ud. un maula untado de tiza hasta los calzoncillos o es un joven airado devoto de las TICs. ¡Ahí está el meollo del asunto!. Posteriormente, nuestra excelsa colega arremete contra la estructura administrativa de la Universidad que la convierte en poco ágil. Algunas empresas pretendidamente punteras conozco, acogotadas por criterios de calidad y procedimientos internos, que no tienen precisamente una cintura tipo hula hoop. Pero como de lo suyo gastan......

Planteamientos tan simplistas hacen un flaco favor al proceso de Bolonia. Este humilde pájaro nocturno es de los que piensa que Bolonia no será una panacea ni, por supuesto, una revolución. Ni tampoco es lo que dicen muchos de los anti-Bolonia. Entre lo más peregrino que he oído es que se trata de un instrumento para diluir la identidad vasca en el magma europeo. Curiosamente, un largo porcentaje de estudiantes "alegres y combativos" de mi Facultad nutren todos los años las filas del Programa Erasmus (y si hay un precedente a Bolonia por excelencia, ese es el Erasmus).

Así que no se me solivianten. Bolonia es una herramienta más del espacio que muchos europeos (algunos parece que no, dadas sus reticencias) queremos compartir en variados aspectos de nuestra vida diaria. Como en su momento lo fué el euro para nuestras relaciones comerciales. Bolonia es el euro de la educación y, como él, con sus ventajas e inconvenientes. Para mi, su mayor característica es la de una profundización de la movilidad Erasmus, merced a una similitud de currícula. Algo que parece simple pero cuyas repercusiones es difícil prever. Y ya veremos si da algo más de juego. Yo, al menos, estoy expectante y no me chupo el dedo ante muchas de las bondades que nos venden algunos pedagogos y otros relacionados con el negocio de la Calidad.

Pero no me quiero despistar del origen del post. Mi cabreo se deriva del titular, en el que se nos compara con la Universidad de la Edad Media. Me parece que es evidente que enseñamos cosas distintas a las que se enseñaban en la Edad Media, con bases mucho más consistentes, sea cual sea la herramienta que empleemos para transmitir nuestro conocimiento. Y que generamos titulados capaces de aportar su granito de arena a la permanente mejora de nuestro modo de vida en todos los campos, incluído el del Derecho (eso espero, porque de temas tan prolijos no entiendo nada de nada). Ni la Química que enseñamos es la alquimia de hace siglos, ni la Medicina la de Paracelso (para eso ya están los homeopáticos y otras medicinas alternativas, ancladas en el pasado). Y eso, querida amiga, no es fruto de la tiza o el powerpoint. Es cuestión de estar al día cada día y saber transmitir de forma certera los veloces cambios a nuestros estudiantes. Del resto se encargan sus jóvenes cerebros, que se renuevan cada año. Mis alumnos de primero siempre tienen 18-19 años y no piensan (ni asumen lo que les cuento) como lo hicieron sus colegas de hace diez o más años.

Si yo fuera Exmo. y Magnífico Sr. Rector de esta Uni (que no lo soy ni seré) abría ipsofacto un expediente para aclarar quién es el culpable de tamaño despropósito en el titular. No vaya a ser que cargue las tintas en mi colega y la culpa la tenga el tribulete. Aunque a mí nunca me ha parecido bien matar al mensajero....

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Humor contra la Quimifobia

Gracias a la página del Círculo escéptico hoy he hecho un descubrimiento que quiero compartir. Se trata del Blog de un diseñador gráfico bonaerense, Andrés Diplotti. Tiene un nombre muy divertido, La Pulga Snob, y muchas de sus viñetas tienen que ver con cuestiones con las que me peleo a través de este Blog. Y para muestra, la viñeta que he colocado a la izquierda, que podeis ver ampliada con sólo picar en ella. Me he suscrito al Blog para recibir sus alertas y seguir divirtiéndome con las ocurrencias de Andrés. Y para aquel de vosotros que quiera enterarse de las cosas que va colgando, he optado por colocar un link a su página a la derecha de este Blog.

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Hidrargirium

Varias son las entradas en este Blog (en ésta y en su fase anterior) sobre el mercurio, aunque no os voy a volver locos con enlaces. Como mucha gente, tengo una cierta fascinación por ese metal que se mueve, al que los latinos llamaban hidrargirium y al que su elevada tensión superficial confiere sus divertidas características. El pobre anda viviendo sus horas más bajas porque lo están vetando para todo tipo de usos (incluso los militares) pero yo voy a conservar, para puro deleite personal, unos cuantos gramos que me ha pasado mi amigo Javier del Valle para que me deshiciera de ellos en términos medioambientalmente correctos. Cuando yo desaparezca tendré que dejar entre mis últimas voluntades precisas instrucciones sobre cómo hacerlo.

El mercurio es un elemento químico, lo que quiere decir que está constituido por un sólo tipo de átomos, al contrario de los compuestos químicos, que son combinaciones de dos o mas tipos de átomos. Y entre los 118 elementos que componen el Sistema periódico o Tabla periódica, sólo hay seis que son líquidos a temperatura ambiente: el cesio, el francio, el galio, el bromo, el rubidio y nuestro mercurio. Este último lo es, además, en un intervalo muy amplio de temperatura, puesto que congela a -39ºC y hierve a 357ºC, lo que hace que pueda vivir como líquido a lo largo de una escala de casi cuatrocientos grados.

Como mencionaba arriba, el mercurio está siendo eliminado de la mayoría de sus aplicaciones y las minas del mineral de las que se extrae este metal (cinabrio), como la de Almadén, en Ciudad Real, están siendo cerradas. Todo ello debido a la creciente sensación de que el mercurio que hemos venido utilizando desde tiempos de los romanos está en todos los lados, incluyendo, por ejemplo, en los pescados que comemos.

Pues bien, siguiendo con las bromas veraniegas que prometía a principios de este mes, provenientes de esa fuente inagotable que es YouTube, os propongo un vídeo sobre un pescadito 100% mercurio. He encontrado el vídeo de forma casual, buscando en internet imágenes sobre el uso de nitrógeno líquido en gastronomía, para una charleta que tengo que impartir el jueves. Creo que merece la pena (el vídeo, que no la charleta).

En el mismo, se ve a un ciudadano con una serie de moldes de los que se emplean para hacer figuritas, ya sean de cerámica o de chocolate, que, en este caso, se rellenan de mercurio. Posteriormente se sumerge el molde y su carga de mercurio en nitrógeno líquido, a la impactante temperatura de -196ºC, lo que provoca la inmediata solidificación del mercurio y la obtención de figuritas de hidrargirium. En su parte final, el vídeo muestra como funden, al dejarlas sobre una mesa a temperatura ambiente. Os llamo la atención sobre la capa blanquecina que cubre la figuritas. Es hielo, formado por la cristalización del vapor de agua siempre existente en nuestras casas sobre un sólido que está a temperaturas francamente bajas, incluso cuando el mercurio empieza a fundir y dar lugar a gotas (-39ºC). A esa temperatura el hielo que cubre al pez todavía tiene margen para seguir como sólido y no como líquido.

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