Descoberta nova fase do elemento Carbono

Da redação do Inovação Tecnológica
24/12/2003

Um grupo de cientistas norte-americanos, trabalhando no National Synchrotron Light Source (NSLS), descobriu uma nova fase do elemento Carbono. Trata-se de um grafite comprimido super duro. "A nova fase é muito dura, ela realmente deixou uma marca sobre o diamante," explicou Chi-chang Kao, um dos membros da equipe chefiada pelo Dr. Wendy L. Mao.

Utilizando um novo método batizado de espalhamento inelástico de raios-X, os pesquisadores estudavam a forma como o carbono se une em "folhas" de grafite sob pressões extremamente altas em uma bigorna de diamante, um equipamento que utiliza faces polidas de diamante para aplicar pressão sobre uma amostra. Atualmente, as pressões atingidas nas bigornas de diamante podem atingir níveis que se aproximam daquelas verificadas no centro da Terra.

No experimento, um feixe de raios-X foi focalizado sobre a amostra na bigorna de diamante através de uma gaxeta de berílio, que é transparente para os raios-X. A energia dos raios-X foi então analisada em resolução muito alta, utilizando cristais óticos. Foi graças a essa capacidade de efetuar medições de espalhamento inelástico de raios-X que os pesquisadores foram capazes de revelar os detalhes das alterações das ligações químicas do carbono sob alta pressão.

O método permite que os pesquisadores distingam e quantifiquem diferentes tipos de ligações de carbono no interior da amostra. Com essa nova informação, eles puderam mostrar de forma conclusiva que a estrutura do grafite sob alta pressão não é diamante hexagonal, uma forma de carbono intermediário entre o grafite e o carbono em termos de dureza. O que os cientistas encontraram de fato foi uma nova estrutura torcida, parecida com o grafite.

Agora os cientistas planejam utilizar o novo método para estudar outros elementos, abrindo caminho para a criação de novas estruturas como os nanotubos ou as "buckballs".

 

Boosting Fuel Cells

Link: http://www.sciencenewsforkids.org/articles/20050615/Feature1.asp

Boosting Fuel Cells

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A Química perde renomado cientista

Com imenso pesar, comunico o falecimento do Professor Frank Albert Cotton, nessa terça-feira, 20 de fevereiro de 2007, em College Sation, Texas, EUA. Cientista renomado e atuante na área de Química Inorgânica, Prof. Cotton deixa um legado incalculável para a ciência, com relação tanto aos seus trabalhos de pesquisa, que compõem cerca de 2.000 publicações, quanto aos seus excelentes livros-texto e obras didáticas, que perfazem um total de 16 livros escritos e 5 dos quais foi editor, sendo alguns deles traduzidos para cerca de 40 idiomas. Sua expressiva contribuição à Inorgânica inclui, em maior destaque, o estudo de complexos inorgânicos contendo ligação metal-metal múltipla que teve início em 1962 quando ele descobriu a existência de ligações duplas, triplas e quádruplas entre íons metálicos. Além do desenvolvimento de métodos preparativos e de estudos sobre propriedades químicas, realizou também extensivos estudos sobre propriedades físicas, os quais englobam a resolução de mais de 1.000 estruturas cristalinas, estudos espectroscópicos e magnéticos e extenso trabalho teórico. Essa obra juntamente com os estudos sobre clusters metálicos transformou o entendimento de como a química de cerca de metade dos elementos da tabela periódica funciona. Ainda atuante, havia já orientado cerca de 113 alunos de Doutorado e recebido mais de 150 Pós-Doutores e cientistas visitantes, vindos de 30 diferentes países, em seu laboratório. Prof. Cotton recebeu números prêmios e medalhas importantes em reconhecimento ao seu trabalho, que se fossem listados aqui preencheriam mais do que duas páginas. Em 1995, a American Chemical Society lançou uma medalha de ouro em sua homenagem: "For Excellence in Chemical Research". Hoje, a American Chemical Society tem o prêmio anual national (e internacional) chamado "The F.A. Cotton Award in Preparative Inorganic Chemistry". Texo de Denise de Oliveira Silva, extraído do Boletim eletrônico do SBQ nº727

  

Cientista precisa ser 'empresário', diz Google

O co-fundador do Google Larry Page, 33, afirmou que os cientistas devem pensar como homens de negócios, pois dessa forma poderiam fazer mais para resolver grandes questões da humanidade. Page fez seu discurso na noite de sexta-feira (16) para cientistas que participam da reunião da Associação Americana para o Avanço da Ciência (AAAS, na sigla em inglês), realizada em São Francisco, nos Estados Unidos.

"Há muitas pessoas especializadas em marketing, mas, pelo que sei, nenhuma delas trabalha para vocês", disse o vice-presidente do gigante das buscas, segundo a agência de notícias Reuters. "Vamos falar sobre resolver grandes problemas da humanidade. Vamos deixar as pessoas motivadas", continuou, lembrando que teve a idéia de classificar páginas na internet com base em sua relevância "totalmente por acaso".

"Não é fácil fazer isso, mas vocês precisam pensar que os negócios e a iniciativa privada são coisas boas. Se ninguém prestar atenção em vocês, haverá um sério problema de marketing."

Durante o evento, Page deu diversas idéias que podem ser desenvolvidas para contribuir com o prestígio dos cientistas na sociedade. Entre elas, instalações de energia solar no deserto de Nevada e o controle de computadores sobre carros, para reduzir acidentes. "Tenho certeza que se as máquinas tivessem essa missão, menos pessoas morreriam em colisões", disse.

O interesse do Google em fontes alternativas de energia, como mostra a sugestão do deserto do Nevada, não é novo. Quando Page e Sergey Brin (outro co-fundador da empresa) vieram ao Brasil em janeiro de 2006, eles fizeram uma visita ao Grupo Cosan, produtora e exportadora de açúcar e álcool. Na época, eles disseram ter muito interesse no uso de energia limpa e, por isso, quiseram ver algumas dessas iniciativas já colocadas em prática no Brasil.

 

Referência: http://g1.globo.com/Noticias/0,,MUL6423-6174-6388,00.html

A química do cabelo

Link:

http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/cabelo.html

Metabolismo do Etanol

Níveis de álcool no sangue

Localiza-se traços de etanol (EtOH, “álcool”) na fermentação de frutas, enquanto que concentrações mais elevadas são encontradas em bebidas alcoólicas. A quantidade de álcool em bebidas alcoólicas é geralmente dada em termos de porcentagem. Para calcular o nível de álcool no sangue, é útil converter o valor para gramas de etanol (densidade = 0,79kg/L). Assim, uma garrafa de cerveja (0,5 L com 4% álcool de v/v) contém 20mL = 16g de etanol. Considerando uma garrafa de vinho (0,7L com 12% de álcool v/v) contém 84mL = 66g de etanol.
O etanol é rapidamente levado a área digestiva por difusão. O nível máximo de etanol no sangue é alcançado entre 60 e 90 min depois do consumo de bebida alcoólica. Porém, a taxa de absorção é influenciada por muitos fatores diferentes. Em um estômago vazio, uma bebida quente, ou na presença de ácido carbônico (como no champagne) todo o sangue é usado na absorção do álcool, considerando que uma refeição pesada tem efeito contrário. O álcool é rapidamente distribuído ao longo do organismo. Aparentemente, o álcool acessa cerca de 70% do corpo. Assim, a absorção rápida e completa do álcool contido em uma garrafa de cerveja (16g) uma pessoa de 70kg conduz a um nível de álcool no sangue de 0,033% (a distribuição é 70 . 0,7kg = 49kg dão aproximadamente 0,33g/L ou 7,2 mM). O nível letal de álcool é de 0,3 – 0,4%.

Metabolismo do etanol

O principal local de degradação do etanol é o fígado, onde a “alcohol dehydrogenase” transforma etanol em etanal, (acetaldeído) que é oxidado mais adiante a acetato pela enzima “aldehide dehydrogenase”. O acetato é então convertido a Acetyl-Coa pela “acetate-Coa Ligase” em uma reação dependente de ATP. A produção de acetyl-Coa constitui a ligação entre degradação de etanol e metabolismo de intermediário.

Além da “alcohol dehydrogenase” do citoplasma, outras enzimas estão envolvidas na degradação do etanol, i.e., catalase e Cyt P450, antigamente chamado de “alcohol microsomal que oxida sistema”, ou MEOS. Baixas concentrações já são suficientes para alcançar a taxa máxima de degradação do etanol. Assim, depois da entrada de álcool, há um lento declínio constante na quantia de etanol no corpo. O conteúdo calórico de etanol é 29,4 kJ.g-1. Bebidas alcoólicas podem incluir uma parte principal da entrada de energia, especialmente para alcoólatras.
Foi focalizada muita atenção nas ações de álcool. Não obstante, os mecanismos exatos envolvidos ainda não são completamente entendidos. Os efeitos agudos de etanol são semelhantes aos de narcóticos. Muitos deles podem ser explicados através de efeitos nas membranas de neurônios.

Danos ao fígado

O consumo elevado de etanol durante muitos anos pode conduzir danos no fígado. O limite diário para um homem saudável é aproximadamente 60 g, e para mulher aproximadamente 50g, considerando uma ingestão diária regular de etanol. Estes valores dependem muito do peso da pessoa, da saúde e do uso de medicamentos.
No fígado, os níveis altos de NADH e Acetyl-CoA, que são resultado do metabolismo de etanol, inibem atividade do ciclo do ácido cítrico e cetogenese, considerando que eles mostram um efeito estimulador na síntese de gorduras neural e colesterol. Ocorre então um armazenamento de lipídeos no fígado. Este aumento no conteúdo gorduroso do fígado (de menos que 5% para mais que 50% do peso seco) é normalmente reversível.
O alcoolismo se torna um problema severo quando as células do fígado começam a morrer. Uma vez que a cirrose do fígado começa, os danos chegam a um estado irreversível que é caracterizado por perda progressiva de função do fígado.

Referência:

http://www.ucs.br/ccet/defq/naeq/material_didatico/textos_interativos_06.htm

Para saber mais:

QMCWeb - Etanol
http://qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/etanol.html

Kennesaw State University - Alcohol and you
http://chemcases.com/alcohol/

Aspectos bioquímicos da ingestão de álcool
http://www.chemkeys.com/bra/md/eddns_2/sdub_2/abdida_2/abdida_2.htm

Lições da natureza: o exemplo da banana

Para acessar o texto clique no link:

 

http://usabilidoido.com.br/licoes_da_natureza_o_exemplo_da_banana.html

Descoberta nova classe de polímeros que desafia livros-texto de química

Link: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010160070119

Da redação19/01/2007

A ciência está cheia de pequenas verdades que se pretendem eternas. Esses "axiomas" são construídos a partir das teorias atualmente aceitas e, se quebrados, podem exigir a reconstrução de toda a teoria. Essa ameaça ao "status quo" pode ser perigosa e é freqüentemente rechaçada com veemência por cientistas que se fixam num determinado paradigma. Thomas Kuhn explicou muito bem como esse processo funciona.
Mas os cientistas realmente "de ponta" nunca se prestam à adoração das teorias atuais; na verdade, eles adoram desafiá-las e achar falhas, inconsistências e incompletudes nessas teorias. E é justamente isto o que faz a ciência avançar.
Foi o que aconteceu durante o trabalho dos químicos Chris Snively e Jochen Lauterbach, da Universidade de Delaware, Estados Unidos. Os livros-texto de química dos polímeros afirmam categoricamente que toda uma classe de pequenas moléculas chamadas 1,2-etilenos dissubstituídos não podem ser transformados em polímeros - o bloco básico para a construção de tudo o que conhecemos comumente por plásticos.
Mas os dois cientistas provaram que os livros-textos estão errados. Como resultado de sua "heresia", e como prêmio de sua persistência, eles descobriram uma nova classe de filmes poliméricos ultra finos, com aplicações potenciais que vão desde o revestimento de minúsculos equipamentos eletrônicos, até o desenvolvimento de uma nova classe de células solares plásticas.
Polimerização é uma reação química na qual os monômeros - pequenas moléculas com unidades estruturais repetidas - juntam-se para formar uma longa molécula com a estrutura parecida com uma corrente - um polímero. Cada polímero geralmente consiste em 1.000 ou mais desses pequenos monômeros. O nosso DNA é um exemplo de um polímero natural, enquanto os plásticos são polímeros artificialmente construídos pelo homem.
Normalmente os polímeros são feitos colocando-se os monômeros em um solvente e submetendo a solução ao calor ou à luz. Mas, para construir o novo polímero, os dois cientistas utilizaram um novo processo, que não utiliza solvente.
O processo de deposição-polimerização ocorre em uma câmara de vácuo, sob baixa pressão. O material a ser recoberto com o filme - um pedaço de metal, por exemplo - é colocado na câmara e resfriado abaixo do ponto de congelamento do monômero. O vapor de monômero entra na câmara e se condensa sobre o metal. A seguir o filme resultante é exposto à luz ultravioleta para iniciar a polimerização.
Esse processo por enquanto só funciona em laboratório, produzindo quantidades muito pequenas do novo polímero. Os cientistas agora vão se dedicar a desenvolver técnicas para que ele funcione em larga escala, o que permitirá sua utilização pela indústria.

Bibliografia:Polymerization of "Unpolymerizable" Molecules through Topological ControlChris Snively, Jochen LauterbachMacromolecules

Vol.: 39(24) pp 8210 - 8212

DOI: 10.1021/ma061724j

Nova teoria liberta materiais compósitos de restrições

Da redação14/02/2007
Link: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010160070214

Materiais compósitos já são utilizados em um sem-número de produtos comerciais ditos de alta tecnologia - de asas de aviões a raquetes de tênis. Mas eles continuam sempre nas listas de "materiais promissores" e "materiais do futuro" graças às incríveis propriedades que se pode dar a eles e, por decorrência, às suas possibilidades comerciais.
O nome compósito vem da composição de uma nova estrutura a partir de dois ou mais materiais diferentes. O material resultante tem propriedades muito superiores aos materiais que o formam, sendo que essas propriedades podem ser ajustadas de acordo com a necessidade da aplicação que os engenheiros têm em mente.
Os pesquisadores têm pesquisado e fabricado materiais compósitos com base em um fundamento teórico que já dura mais de 50 anos. Essa teoria estabelece que esses materiais híbridos somente podem ter em sua composição materiais que sejam individualmente estáveis - caso contrário o material estável não seria estável.
Agora, cientistas da Universidade Wisconsin-Madison, Estados Unidos, finalmente jogaram por terra essa teoria e provaram que um material compósito pode ser estável mesmo se ele contiver um material com uma dureza ("stiffness") negativa, ou instável por si mesmo. Para isso, basta que esse material seja inserido em outro que tenha uma estabilidade suficiente.
"[Nosso trabalho] está dizendo que você agora pode usar uma gama muito maior de propriedades para um dos dois materiais," diz o professor Walter Drugan, um dos formuladores da nova teoria.
A teoria anterior estabelecia que, ao juntar dois materiais com durezas diferentes, o material resultante não poderia ter uma dureza que fosse maior do que aquela do componente de maior dureza.
"Entretanto, todos esses limites teóricos são baseados na hipótese de que cada material no compósito tem uma dureza positiva - em outras palavras, que cada material é estável por si mesmo," diz Drugan.
Foi justamente essa pressuposição que os pesquisadores alteraram, construindo a nova teoria que agora dará muito maior liberdade aos projetistas e cientistas dos materiais na construção de materiais com novas e mais avançadas propriedades.

Bibliografia:Elastic Composite Materials Having a Negative Stiffness Phase Can Be StableWalter J. DruganPhysical Review Letters2 February 2007
Vol.: Volume 98, Number 5
DOI: 10.1103/PhysRevLett.98.055502

Plástico de mandioca para embalar alimentos é biodegradável e pode ser comido

Fábio de Castro
Agência FAPESP
08/02/2007

Pesquisadores da Escola Politécnica USP desenvolveram um filme plástico à base de amido de mandioca e açúcares. Projetado para ser utilizado em embalagens, o plástico é biodegradável, comestível, tem propriedades antibacterianas e pode mudar de cor de acordo com o estado de conservação do produto.

A novidade ainda está em fase de desenvolvimento, mas pode ser uma alternativa para um grave problema ambiental. O Brasil consome cerca de 4 milhões de toneladas de plástico anualmente e recicla apenas 16,5% desse total, de acordo com a Associação Brasileira de Embalagens. Um terço corresponde ao plástico filme e dois terços ao plástico rígido. A estimativa para a decomposição desses materiais no ambiente é de cerca de cem anos.

Além da redução de lixo, por ser biodegradável, a invenção poderá reduzir os conservantes sintéticos dos alimentos, devido à ação antimicrobiana. O produto é resultado do pós-doutorado da engenheira química Cynthia Ditchfield, do Laboratório de Engenharia de Alimentos do Departamento de Engenharia Química da Poli.

A pesquisadora faz parte de uma equipe supervisionada pela professora Carmen Tadini. O projeto tem apoio da FAPESP na modalidade Auxílio a Pesquisa. Cynthia contou com uma bolsa de pós-doutorado da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), do Ministério da Educação.

A busca de um polímero natural biodegradável é uma tendência mundial. "Utilizamos o amido de mandioca como base com a intenção de agregar valor, uma vez que o Brasil é o segundo maior produtor mundial do tubérculo", disse Cynthia à Agência FAPESP.

De acordo com a pesquisadora, o novo plástico filme possibilitará a fabricação de embalagens ativas que, além de proteger, interagem com o produto, agregando novas utilidades. Um exemplo é a ação antimicrobiana. "Adicionamos ao material da embalagem produtos como cravo e canela, que são antimicrobianos naturais. O resultado é um aumento da vida útil do produto na prateleira", explicou.

Indicador de acidez

Outra característica ativa da nova embalagem é a indicação de acidez. Segundo Cynthia Ditchfield, muitos alimentos, quando se deterioram, sofrem alterações no pH, que fica mais ácido. Em contato com o alimento, o plástico muda de cor, indicando se as condições estão boas.

"O indicador de pH pode dar segurança ao consumidor de que o produto não está estragado ou passou por más condições. A embalagem também pode indicar, por exemplo, se um produto está em boas condições, ainda que a validade tenha expirado", explicou.

Para a mudança de cor da embalagem, os pesquisadores utilizaram extratos naturais de repolho roxo, uva e cereja. "São pigmentos do grupo das antocianinas, que mudam de cor com o pH", disse. O repolho foi o mais eficiente nos testes, mas a uva seria interessante para possibilitar uma nova destinação para as sobras da fabricação de vinho. "Fizemos testes com resíduos de vinícolas e eles foram bem satisfatórios."

Cynthia explica que a matéria-prima utilizada na embalagem é barata, mas que não há ainda estimativas se o produto será mais caro do que os plásticos convencionais. A definição dependerá do processo industrial que for adotado.

"Ainda precisamos desenvolver a embalagem, principalmente em relação à barreira de umidade e à função antimicrobiana. Faltam testes de aplicação e melhoramento. Depois disso, será preciso projetar a produção industrial", disse.

Para a pesquisadora, o produto deverá chamar a atenção da indústria após a fase de testes preliminares. "Todos os elementos utilizados no produto - a mandioca, a sacarose e os compostos antimicrobianos - são produzidos e exportados pelo Brasil. A idéia é agregar valor a produtos nacionais", afirmou.