El microscopio de efecto túnel; Binnig.

El 20 de julio de 1947, nacía el físico alemán Gerd Binnig (Fráncfort del Meno, 1947).

binningEn 1986 fue galardonado, junto el físico suizo Heinrich Rohrer, con el Premio Nobel de Física por el diseño del primer microscopio de exploración de efecto túnel, premio que compartió con el físico alemán Ernst Ruska, inventor del microscopio electrónico.

Binnig estudió física en el J. W. Universidad Goethe en Frankfurt , obteniendo sulicenciatura en 1973 y permaneciendo allí para hacer su doctorado con el grupo de Martienssen de Werner, supervisado por Eckhardt Hoeni.

En 1978, aceptó una oferta de IBM para trabajar con ellos en Zúrich. Junto a Heinrich Rohrer desarrolló y perfeccionó el microscopio de efecto túnel (STM) en 1981, que permite ver átomos individualmente, obteniendo una imagen muy precisa de la superficie de un material.

Un microscopio de efecto túnel (en inglés, Scanning tunneling microscope o STM) es un instrumento para tomar imágenes de superficies a nivel atómico. Para un STM, se considera que una buena resolución es 0.1 nm de resolución lateral y 0.01 nm de resolución de profundidad. Con esta resolución, los átomos individuales dentro de los materiales son rutinariamente visualizados y manipulados. El STM puede ser usado no solo en ultra alto vacío, sino que también en aire, agua, y varios otros líquidos o gases del ambiente, y a temperaturas que abarcan un rango desde casi cero Kelvin hasta unos pocos cientos de grados Celsius.

binning4El STM está basado en el concepto de efecto túnel (fenómeno cuántico por el que una partícula viola los principios de lamecánica clásica penetrando una barrera de potencial o impedancia mayor que la energía cinética de la propia partícula). Cuando una punta conductora es colocada muy cerca de la superficie a ser examinada, una corriente de polarización (diferencia de voltaje) aplicada entre las dos puede permitir a los electrones pasar al otro lado mediante efecto túnel a través del vacío entre ellas. La resultante corriente de tunelización es una función de la posición de la punta, el voltaje aplicado y la densidad local de estados(LDOS por sus siglas en inglés) de la muestra.
La información es adquirida monitoreando la corriente conforme la posición de la punta escanea a través de la superficie, y es usualmente desplegada en forma de imagen.

La microscopía de efecto túnel requiere superficies extremadamente limpias y estables, puntas afiladas, excelente control de vibraciones, y electrónica sofisticada.

Los STM superan las limitaciones de los microscopios ópticos; aberración visual, límites de longitud de ondarealizando un barrido de superficie sobre el objeto con electrones “tuneladores”.

En 1985 Binnig inventó el microscopio de fuerza atómica ( AFM ) Binnig ,Christoph Gerber y Calvin Quate desarrollaron una versión de trabajo de este nuevo microscopio para superficies aislantes.

binning2En 1994 Binnig fundó Definiens que convirtió en el año 2000 en una empresa comercial. La compañía desarrolló Cognition Network Technology para analizar imágenes con un mecanismo similar al ojo y cerebro humanos.

En 2016 , Binnig ganó el Premio Kavli de Nanociencia .

El centro de nanotecnología Binnig and Rohrer Nanotechnology Center , un centro de investigación de propiedad de IBM en Rüschlikon, Zürich lleva el nombre de Gerd Binning y Heinrich Rohrer.

Binnig trabaja en el Laboratorio de Investigación de IBM en Zúrich.

El inventor del termómetro clínico; Clifford Allbutt.

El 20 de julio de 1836, nacía el médico británico Sir Thomas Clifford Allbutt (20 de julio de 1836, Dewsbury, Yorkshire – 22 de febrero de 1925, Cambridge, Cambridgeshire).

AllbuttClifford Allbutt fue educado en el St Peter’s School, de la ciudad de York y en el Caius College, de Cambridge, donde obtuvo su B.A. en 1859, y un grado de Primera Clase en historia natural en 1860.

Estudió medicina en el Hospital de St. George ,en Hyde Park , Londres , obteniendo el grado MB en Cambridge en 1861. Se trasladó a París y asistió a las clínicas de Armand Trousseau , Duchenne de Boulogne autor de Mécanisme de la physionomie humaine, Pierre – Antoine – Ernest Bazin y Hardy.

En 1870 publicó “Medical Thermometry”, un artículo que resume la historia de la termometría y la descripción de su invento: un termómetro clínico de aproximadamente 6 pulgadas (15 cm) de largo que un médico podría tener habitualmente en un bolsillo. Su versión del termómetro, ideado en 1867 fue rápidamente adoptado en otros lugares, en lugar del modelo previamente en uso, que era de un pie de largo (30 cm.) y que los pacientes eran obligados a mantener durante unos veinte minutos .

Allbutt realizó algunos de sus trabajos en el asilo West Riding en Wadsley . En su monografía sobre el uso del oftalmoscopio en las enfermedades del sistema nervioso y de los riñones (1871), Allbutt incluye un apéndice de doscientos catorce casos de locura que había observado con un oftalmoscopio en el asilo. Encontró cambios en el ojo en una gran proporción de los diagnosticados con casos antiguos u orgánicos de enfermedad cerebral . Argumentó que el uso del oftalmoscopio ayudaría a eliminar ‘ el hábito metafísica o trascendental del pensamiento ‘ y llevar un “modo más vigoroso y más filosófico de la investigación ” para los trastornos del cerebro.

El termómetro (del griego θερμός (thermos), el cuál significa “calor” y μέτρον (metron), “medida”) es un instrumento de medición de temperatura. Desde su invención ha evolucionado mucho, principalmente a partir del desarrollo de los termómetros electrónicos digitales.

Allbutt2Inicialmente se fabricaron aprovechando el fenómeno de la dilatación, por lo que se prefería el uso de materiales con elevado coeficiente de dilatación, de modo que, al aumentar la temperatura, su estiramiento era fácilmente visible. El metal base que se utilizaba en este tipo de termómetros ha sido el mercurio, encerrado en un tubo de vidrio que incorporaba una escala graduada.
En la Grecia antigua se manejaban los conceptos de caliente y frío, y se realizaban experimentos simples que pueden considerarse, en forma retrospectiva, las bases de la termometría.
Pero no fue sino hasta finales del siglo XVI (1592) cuando apareció el primer termoscopio, atribuido generalmente al científico italiano Galileo Galilei. Con este instrumento sólo podían obtenerse datos cualitativos, ya que carecía de una escala normativa que permitiese cuantificar las variaciones de temperatura.

La idea de proveer al termoscopio con una escala y convertirlo así en un termómetro médico, se atribuye a Sanctorius Sanctorius, colega de Galileo Galilei, en 1611.

El termoscopio de Galileo Galilei consistía en un tubo de vidrio terminado en una esfera cerrada; el extremo abierto se sumergía boca abajo dentro de una mezcla de alcohol y agua, mientras la esfera quedaba en la parte superior. Al calentar el líquido, éste subía por el tubo.

Gabriel Fahrenheit, en el año 1714, crearía el primer termómetro a base de mercurio, con su escala que afirmaba que entre el punto de congelamiento del agua y el de hervor debían pasar 180 grados. Pocos años después, Anders Celsius propondría su escala, que establecía esa distancia en 100 grados.

Allbutt3Clifford Allbutt fue elegido miembro de la Royal Society en 1880, sin dejar de ejercer como médico en el Hospital General de Leeds (1861-1889).

Después de servir como uno de los comisarios de Lunacy en Inglaterra y Gales desde 1889, Allbutt se convirtió en profesor regio de la Física (medicina ) en la Universidad de Cambridge en 1892, y fue nombrado caballero en 1907.

Clifford Allbutt murió en Cambridge, Inglaterra en 1925.

La desintegración nuclear; Harriet Brooks.

El 21 de julio de 1904, en una carta enviada a la revista Nature, la física nuclear de origen canadiense Harriet Brooks (Exeter, Ontario, Canadá, 2 de julio de 1876 – 17 de abril de 1933) describía un tipo peculiar de la volatilidad mostrada por un depósito activo de radio inmediatamente después de retirada su emanación.

Harriet brooksEn 1909, el químico alemán Otto Hahn, (Fráncfort del Meno, Reino de Prusia, 8 de marzo de 1879 – Gotinga, Alemania Occidental, 28 de julio de 1968) demostraría que “el efecto era debido a la retracción del radio B de la superficie activa que acompaña a la expulsión de una partícula alfa de radio A”.

Aunque Harriet Brooks no lo sabía, se había convertido en la primera persona en la Historia, en describir el retroceso del núcleo atómico en forma de partículas nucleares emitidas durante la desintegración radiactiva.

Este método de la separación de los elementos por retroceso se demostraría esencial para investigar la compleja serie de cambios en los cuerpos radiactivos.

La radiactividad o radioactividad es un fenómeno físico por el cual los núcleos de algunos elementos químicos, llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas radiográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, entre otros.

Debido a esa capacidad, se les suele denominar radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas, en forma de rayos X o rayos gamma, o bien corpusculares, como pueden ser núcleos de helio, electrones o positrones, protones u otras. En resumen, es un fenómeno que ocurre en los núcleos de ciertos elementos inestables, que son capaces de transformarse o decaer, espontáneamente, en núcleos atómicos de otros elementos más estables.

harriett brooksLa desintegración radiactiva es el proceso por el cual los átomos inestables radiactivos liberan energía, ya sea por medio de radiación electromagnética o mediante partículas.
El estudio de la radiactividad y su desarrollo posterior se debe casi exclusivamente al matrimonio de Marie y Pierre Curie, quienes encontraron otras sustancias radiactivas: el torio, el polonio y el radio. Demostraron que la intensidad de la radiación emitida era proporcional a la cantidad de uranio presente, por lo que los Curie dedujeron que la radiactividad era una propiedad atómica.

El radón había sido descubierto en 1900 por Friedrich Ernst Dorn. Anteriormente, en 1899, Pierre y Marie Curie habían observado que el gas emitido por el radio mantuvo su radiactividad durante un mes.

Ese mismo año, Harriet Brooks, Robert Bowie Owens y Ernest Rutherford, en la Universidad McGill de Montreal, observaron variaciones al tratar de medir la radiación del óxido de torio.

Rutherford se dio cuenta de que los compuestos de torio emiten continuamente un gas radiactivo que conserva los poderes radiactivos durante varios minutos, y llamó primero a este gas emanación (del latín “Emanare”), y después emanación de torio (Th Em).

harriet brooks3Harriet Brooks, en 1903 trabajó con el físico británico J.J. Thompson (Mánchester, Inglaterra, 18 de diciembre de 1856 – Cambridge, Inglaterra, 30 de agosto de 1940) en el Laboratorio Cavendih de la Universidad de Cambridge.

En 1906 trabajó en el Instituto Curie en Paris bajo la supervisión de Marie Curie sobre el período de semidesintegración del plomo.

En 1904, Brooks fue nombrada miembro del cuerpo docente del Barnard College.

De forma incomprensible, Harriet Brooks, tuvo que abandonar la docencia la física de forma obligatoria en 1907, al contraer matrimonio según las normas universitarias de la época.

Los gases reales y el PVC; Regnault.

El 21 de julio de 1810, nacía el químico y físico francés  Henri Victor Regnault (Aquisgrán, 21 de julio de 1810 – París, 19 de enero de 1878).

regnaultRegnault fue admitido en 1830, en la École Polytechnique y en 1832 se graduó en la École des mines.

Trabajando bajo Justus von Liebig en Gießen, Regnault sintetizó diversos hidrocarburos clorados como el cloruro de vinilo, el policloruro de vinilo o el diclorometano.

Henri Victor Regnaul y Justus von Liebieg, produjeron el cloruro de vinilo por primera vez en 1835. Lo obtuvieron por tratamiento del 1,2-dicloroetano con una solución de hidróxido de potasio en etanol.

El poli(cloruro de vinilo) fue descubierto por accidente por lo menos en dos ocasiones durante el siglo XIX: en 1835, por primera vez, por Henri Victor Regnault, y en 1872 por Eugen Baumann.

En ambos casos, el polímero apareció como un sólido blanco en las botellas de cloruro de vinilo después de la exposición a la luz solar. Regnault produjo cloruro de vinilo cuando trataba dicloroetano con una solución alcohólica de hidróxido de potasio y accidentalmente, el poli(cloruro de vinilo), por medio de la exposición directa del monómero a la luz del día.

Sin embargo, no advirtió la importancia de sus descubrimientos, ni comprendió que el polvo blanco contenido en el vaso de precipitados de vidrio era el polímero del líquido obtenido al comienzo. Baumann tuvo éxito en 1872 al polimerizar varios haluros de vinilo, y fue el primero en obtener algunos de estos en la forma de producto plástico.

A principios del siglo XX, los químicos rusos Ivan Ostromislensky y Fritz Klatte intentaron utilizar el PVC en productos comerciales, pero sus esfuerzos no tuvieron éxito debido a las dificultades de transformación del polímero. Sí consiguió Ostrominlensky en 1912 las condiciones para la polimerización del cloruro de vinilo y, desarrolló técnicas convenientes en escala de laboratorio.

regnault2Fue nombrado profesor de química en la Universidad de Lyon. En 1840, fue nombrado catedrático de química de la École Polytechnique y en 1841 se convirtió en profesor de física en el Colegio de Francia.
A partir de 1843 comenzó a compilar tablas numéricas de las propiedades del vapor. Fueron publicadas en 1847, lo que le condujo a ganar la Medalla Rumford de la Royal Society de Londres y a su nombramiento como Ingeniero Jefe de Minas. En 1854 fue nombrado director de la fábrica de porcelana de Sèvres.

A Regnault le concedieron en 1863 la Legión de Honor de Francia. En 1869 fue galardonado con la Medalla Copley.

En Sèvres, continuó con su trabajo sobre las propiedades térmicas de la materia. Diseñó termómetros, higrómetros, hipsómetros y calorímetros y midió el calor específico de muchas sustancias y el coeficiente de expansión termal de varios gases.

En el transcurso de su trabajo,  Regnault descubrió que no todos los gases se expandían igual cuando se calentaban y que la Ley de Boyle es solo una aproximación, especialmente a temperaturas cercanas al punto de ebullición.

La fórmula Regnault es una fórmula empírica para el calor latente de vaporización del agua en función de la temperatura. Es válida en los valores comprendidos entre los 100 y los 200 º C. Suele emplearse en el funcionamiento de los autoclaves.

regnault4Regnault también contribuyó al desarrollo de la fotografía. Introdujo el ácido pirogálico y fue uno de los primeros en usar papel negativo. En 1854 se convirtió en uno de los fundadores y presidente de la Société Française de Photographie.

Regnault es uno de los 72 científicos cuyo nombre figura inscrito en la Torre Eiffel.

El cráter homónimo de la Luna le debe su nombre.

Se ha sugerido que el uso de la letra R para denotar la constante de los gases ideales (R = 8’31441 J/(mol·K) = 0’082 atm·l/(mol·K) ) es en su honor, pero se desconoce realmente el origen de la expresión.

Entre las obras de Regnault, destacan Études sur l’hygronometrie (1845) y Course élementaire de Chimie (1847-49).

Cuando los Nobel se equivocan. Waksman y la estreptomicina.

El 22 de julio de 1888, nacía el bioquímico y microbiólogo ucraniano-estadounidense, Selman Abraham Waksman (Nova Pryluka, 22 de julio de 1888 – Woods Hole, 16 de agosto de 1973).

WaksmanEn 1952 obtuvo el premio Nobel en Fisiología o Medicina “por su descubrimiento de la estreptomicina, el primer antibiótico eficaz contra la tuberculosis”.

Sin embargo, el no la había descubierto. Waksman, utilizando su reputación como microbiólogo, publicó un artículo atribuyéndose el descubrimiento, cuando en realidad era mérito de un alumno suyo, Albert Schatz.

Tras años de litigios, no tuvo más remedio que reconocer el descubrimiento a Albert Schatz.

La Academia Sueca que le había otorgado el premio Nobel a Waksman nunca reconoció su error y el pobre Albert Schatz, se quedó sin su merecido Premio Nobel.
Waksman cursó estudios secundarios en la ciudad de Odesa. En 1910 se trasladó a Estados Unidos, donde se matriculó en la Universidad de Rutgers (Nueva Jersey), para estudiar Agricultura. Tras realizar estudios de bioquímica se doctoró en esta especialidad en la Universidad de California. En 1916, una vez obtenida la nacionalidad estadounidense, asumió la dirección del Departamento de Microbiología de la Universidad Rutgers.

Estudió cómo los microorganismos patógenos, como por ejemplo el de la tuberculosis, eran destruidos en el suelo. Investigando sobre este hecho descubrió que ciertos microorganismos eran los responsables de esta destrucción, entre ellos un hongo al que denominó Streptomices griseus.

El primer antibiótico que descubrió Waksman fue la antimiocina, que nunca se pudo utilizar debido a su alta toxicidad.

Waksman2Albert Schatz (2 de febrero de 1922 – 17 de enero de 2005), que era alumno de Waksman para el posgrado en Microbiología, descubrió la estreptomicina en 1943, el segundo antibiótico útil en la Historia de la humanidad. Lo había conseguido el 19 de octubre de 1943 aislando dos cepas de actinobacteria, que podían efectivamente detener el crecimiento de ciertas bacterias resistentes a la penicilina.

Waksman sistemáticamente negó la investigación de su alumno de posgrado y durante años disfrutó económicamente de las patentes del descubrimiento.

Schatz lo demandó en 1950 y terminaron negociando un acuerdo económico fuera de la corte. Waksman,reuqirió su reconocimiento como descubridor de la estreptomicina y reclamó parte de las regalías de su patentes. En un acuerdo extrajudicial estos requerimientos se vieron satisfechos.

Finalmente la universidad de Rutgers reconoció públicamente el origen del descubrimiento de la estreptomicina al Albert Schatz.

Waksman fue autor o coautor de más de 400 artículos científicos, así como veintiocho libros y catorce folletos científicos. Entre sus obras destacan: Enzymes(1926), Humus: origin, chemical composition, and importance in nature (1936-1938), Principles of soil microbiology (1938) y su autobiografía My life with the microbes (1954).

Waksman murió en la ciudad de Woods Hole (estado de Massachusetts), en 1973.

Schatz falleció víctima de un cáncer pancreático en Filadelfia en el año 2005, luego de haber sido reconocido con múltiples premios a lo largo de su carrera. embargo, la fundación Nobel nunca reconoció su error en la entrega del premio a quien solo había sido el supervisor formal del trabajo sin haber participado en el mismo.

Waksman3La estreptomicina fue el primer antibiótico descubierto del grupo de los aminoglucósidos; también fue el primer fármaco de la era de la quimioterapia usado en el tratamiento de la tuberculosis. Es un antibiótico bactericida de espectro pequeño, derivado de la actinobacteria Streptomyces griseus.

La estreptomicina está indicada para el tratamiento de diversas formas de tuberculosis producidas por la bacteria Mycobacterium tuberculosis. Por lo general se asocia esta sustancia con otros antituberculosos. Otros usos frecuentes son los casos de profilaxis de la endocarditis bacteriana, de brucelosis y en el granuloma inguinal causado por Donovania granulomatis.

Utilizada como fármaco de primera línea para el tratamiento de la tuberculosis, la dosis estándar se sitúa en el rango de 0,5 a 1 g por día. Se administra por vía intramuscular o intravenosa y suele utilizarse únicamente en combinación con otros fármacos para prevenir el surgimiento de resistencia.

En combinación con la Penicilina, Ampicilina o Vancomicina se indica para el tratamiento de la endocarditis por Enterococcus resistentes a Gentamicina pero sensibles a la Estreptomicina.

Waksman4Se distribuye en plasma extracelular y en múltiples tejidos del organismo, exceptuando el cerebro; asimismo alcanza sólo concentraciones muy bajas en líquido cefalorraquídeo (LCR o cerebroespinal) en secreciones bronquiales y vaginales, así mismo se puede encontrar un olor nauseabundo característico a heces.

La estreptomicina no penetra bien al interior de las células, por lo que es un agente con efecto en contra de los bacilos exclusivamente extracelulares. Como consecuencia, el tratamiento de la tuberculosis requiere el uso de agentes que eliminen las bacterias intracelulares, que son el componente principal de la infección tuberculosa.

Atraviesa la placenta. Su unión a proteínas del plasma sanguíneo es baja a moderada y no se metaboliza. De 80 a 98 por ciento se excreta por vía renal como droga inalterada a las 24 horas y 1 por ciento por bilis.

La primera hormona. Takamine Jōkichi y la adrenalina.

El 22 de julio de 1922, fallecía el químico japonés Takamine Jōkichi 3 de noviembre de 1854 – 22 de julio de 1922).
Jokichi Takamine.jpgTakamine se graduó de la Universidad Imperial de Tokio en 1879. Realizo estudios de posgrado en la Universidad de Glasgow y Anderson College en Escocia. Regresó a Japón en 1883 y se unió a la división de química en el Departamento de Agricultura y Comercio de reciente creación.

En 1887 fundó la Tokio artificial Fertilizer Company, donde aisló después la enzima takadiastasa, una enzima que cataliza la descomposición del almidón.La takadiastasa, es una forma de diastasa que resulta del crecimiento, el desarrollo y la nutrición de un hongo microscópico distinto conocido como Aspergillus oryzae (Koji).

Takamine viajaría Nueva Orleans en 1884 , como co -comisario de la Exposición de algodón. Posteriormente emigraría a los Estados Unidos y establecería su propio laboratorio de investigación en la ciudad de Nueva York.

En 1901, descubrió la adrenalina, mientras se encontraba residiendo en Estados Unidos, y con este descubrimiento, se conoció la primera hormona.

Las hormonas son sustancias segregadas por células especializadas, localizadas en glándulas endocrinas (carentes de conductos), o también por células epiteliales e intersticiales cuyo fin es el de influir en la función de otras células.
El concepto de secreción interna apareció en el siglo XIX, cuando Claude Bernard lo describió en 1855, pero no especificó la posibilidad de que existieran mensajeros que transmitieran señales desde un órgano a otro.

Jokichi Takamine.2El término hormona fue originado en 1905, que deriva del verbo griego ὁρμἀω (poner en movimiento, estimular), aunque ya antes se habían descubierto dos funciones hormonales; la primera, fundamentalmente del hígado, descubierta por Claude Bernard en 1851. La segunda descubierta fue la función de la médula suprarrenal, descubierta por Alfred Vulpian en 1856. La primera hormona que se descubrió fue la adrenalina, descrita por el japonés Jokichi Takamine en 1901. Posteriormente el estadounidense Edward Calvin Kendall aisló la tiroxina en 1914.

La adrenalina, también conocida como epinefrina por su Denominación Común Internacional (DCI), es una hormona y un neurotransmisor. Incrementa la frecuencia cardíaca, contrae los vasos sanguíneos, dilata los conductos de aire, y participa en la reacción de lucha o huida del sistema nervioso simpático. Químicamente, la adrenalina es una catecolamina, una monoamina producida sólo por las glándulas suprarrenales a partir de los aminoácidos fenilalanina y tirosina.

Los extractos suprarrenales conteniendo adrenalina se obtuvieron por primera vez por el fisiólogo polaco Napoleon Cybulski en 1895. Estos extractos, que él llamó nadnerczyna, contenían epinefrina y otras catecolaminas. El químico japonés Jokichi Takamine y su asistente Keizo Uenaka descubrieron independientemente la adrenalina en 1900. En 1901, Takamine aisló y purificó con éxito la hormona de las glándulas suprarrenales de ovejas y bueyes. La adrenalina fue por primera vez sintetizada en un laboratorio por Friedrich Stolz y Henry Drysdale Dakin, de forma independiente, en 1904.

La epinefrina es usada para tratar una serie de afecciones incluyendo: paro cardiorrespiratorio, anafilaxia, y sangrado superficial. Ha sido históricamente usada para tratar los broncoespasmos y la hipoglucemia, pero ahora se prefiere utilizar fármacos más selectivos, tales como el salbutamol y la dextrosa respectivamente. También si es naturalmente como en una actividad extrema puede llegar a curar problemas respiratorios y enfermedades casuales.

Jokichi Takamine.3La adrenalina se usa como medicamento para tratar el paro cardíaco y otras arritmias cardíacas que resulten en un gasto cardíaco disminuido o ausente. La acción de la adrenalina consiste en el incremento de la resistencia periférica mediante la vasoconstricción receptor α1-dependiente y el incremento del gasto cardíaco mediante su unión a los receptores β1. Las concentraciones ACLS habituales para las inyecciones son de 1:10.000.

La epinefrina está disponible en sistemas de autoadministración (autoinyectores). Estos dispositivos se presentan en dos formatos según su contenido de adrenalina: 0,15 mg (150 mcg) y 0,3 mg (300 mcg). El de 0,15 mg está destinado a niños de hasta 35 kg de peso, y los de 0,3 mg a niños de más peso, adolescentes y adultos. Están presentes en los mercados de cada país bajo distintas marcas comerciales.

La fotosíntesis. El “padre” de la fisiología vegetal; Senebier.

El 22 de julio de 1809, fallecía el meteorólogo, químico y botánico suizo Jean Senebier (Ginebra, 6 de mayo de 1742 – 22 de julio de 1809).

senebier.jpgDespués de estudiar filosofía ende la Academia de Ginebra , estudió teología ( 1761-1764 ) y fue ordenado en 1765. Fue pastor de Chancy (1770-1773)y bibliotecario de Ginebra 1773-1795 y 1799-1809 .

Sebenier estuvo muy influenciado por la obra de Charles Bonnet. Sus primeros trabajos científicos, en este caso cuatro memorias sobre el flogisto y la naturaleza de la luz, se publican en el Observations sur la physique en los años 1776-1779. En estos momentos, está interesado en el higrómetro y el eudiómetro.

El enfoque de la vegetación desarrollado por Senebier fue en un primer momento teórico.. No hay duda de que aún no había dio cuenta del potencial de análisis químico, ciencia en la que su maestro Charles Bonnet no creía, y que aprendió de Pierre – François Tingry.

La quḿica le resultaría crucial para el estudio de la luz y su papel en el proceso de crecimiento. Senebier transmitirá así al estudio del intercambio de gases entre las plantas y el ambiente. Crucial en este desarrollo temático y metodológico fue la invención del eudiómetro y la publicación en 1779 de Experiments upon vegetables de Ingenhousz.

En los años siguientes, Senebier , se esforzó para desarrollar una explicación experimental de la función de nutrición de las plantas basado en la química.

Este fue el origen de las Mémoires physico-chimiques sur l’influence de la lumière solaire pour modifier les êtres des trois règnes de la nature, Ginebra 1782 y Recherches sur l’influence de la lumière solaire pour métamorphoser l’air fixe en air pur par la végétation (1783)

Senebier fue gradualmente abandonado la idea del flogisto como agente esencial del crecimiento de las plantas en favor de dióxido de carbono y el “aire inflamable” (hidrógeno), a los que dedica su tratado de investigación Recherches analytiques sur la nature de l’air inflammable (1784).

Jan Ingenhousz probó la desaparición simultánea del ácido carbónico; pero fue Senebier quien demostró claramente que esta actividad se limita a las partes verdes de la planta y tiene lugar sólo cuando están expuestas a la luz solar, dando por primera vez una visión completa del proceso de nutrición vegetal en términos estrictamente químicos, aunque creía que el anhidrido carbónico necesario provenía del agua, y no del aire, como más adelante se demostraría. François Huber le asistió en sus investigaciones.

Senebier puede ser considerado como el fundador de una nueva disciplina, la fisiología vegetal, que definió en 1791 en el volumen Forêts et Bois » de l’Encyclopédie méthodique como ” la ciencia del intercambio de sustancias entre las plantas y su entorno, que incluye el análisis de la composición de las sustancias vegetales”.

sebenier2La fotosíntesis (del griego antiguo φῶς-φωτός [fos-fotós], ‘luz’, y σύνθεσις [sýnthesis], ‘composición’, ’síntesis’) es la conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz. En este proceso la energía lumínica se transforma en energía química estable, siendo el adenosín trifosfato (ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esta energía química. Con posterioridad, el ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad. Además, se debe tener en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas, en el medio terrestre, que tienen la capacidad de sintetizar materia orgánica (imprescindible para la constitución de los seres vivos) partiendo de la luz y la materia inorgánica.

En la Antigua Grecia, el filósofo Aristóteles propuso una hipótesis que sugería que la luz solar estaba directamente relacionada con el desarrollo del color verde de las hojas de las plantas, pero esta idea no trascendió en su época, quedando relegada a un segundo plano. A su vez, la idea de que las hojas de las plantas asimilaban el aire fue propuesta por Empédocles.

Pero realmente no fue hasta el siglo XVIII, cuando se pudo interpretar de forma exitosa el proceso de la fotosíntesis. Y su interpretación no fue fácil.

Marcello Malpighi y Stephen Hales habían demostrado que buena parte de la energía que las plantas obtienen de su entorno tiene que provenir de la atmósfera, no hubo avances en la materia hasta que Charles Bonnet observó que las hojas sumergidas en agua forman burbujas de un gas, que Joseph Priestley identificó más tarde como oxígeno.

El científico y teólogo británico Joseph Priestley (13 de marzo de 1733, Fieldhead, Gran Bretaña – 6 de febrero de 1804, Northumberland, EE UU, 1804) estableció la producción de oxígeno por los vegetales reconociendo que el proceso era, de forma aparente, el inverso de lar espiración animal, que consumía tal elemento químico. Fue Priestley quien acuñó la expresión de aire deflogisticado para referirse a aquel que contiene oxígeno y que proviene de los procesos vegetales, así como también fue él quien descubrió la emisión de dióxido de carbono por parte de las plantas durante los periodos de penumbra, aunque en ningún momento logró interpretar estos resultados.

El químico, biólogo y economista francés, Antoine-Laurent de Lavoisier (París, 26 de agosto de 1743 – ibídem, 8 de mayo de 1794) demostró que los organismos vivos descomponían y recomponían el aire atmosférico de la misma forma que lo hacía una llama. Junto a Pierre-Simon Laplace, Lavoisier usó un calorímetro para estimar el calor por unidad de dióxido de carbono producido en una combustión. Y descubrió unas medias similares para las llamas y los animales, lo que indicaba que los animales producían energía por medio de un tipo de combustión. Lavoisier encerró a un caballo durante unas 10 horas en una jarra que contenía oxígeno y midió el dióxido de carbono producido. Midió también la cantidad de oxígeno consumido por un hombre en actividad y reposo. Con estos experimentos pudo mostrar que la combustión de compuestos de carbono con oxígeno es la fuente real del calor animal y que el consumo de oxígeno se incrementa durante el trabajo físico.

El meteorólogo, químico y botánico suizo Jean Senebier (Ginebra, 6 de mayo de 1742 – 22 de julio de 1809) realizó nuevos experimentos que establecen la necesidad de la luz para que se produzca la asimilación de dióxido de carbono y el desprendimiento de oxígeno. También establece, que aún en condiciones de iluminación, si no se suministra CO2, no se registra desprendimiento de oxígeno. Senebier sin embargo opinaba, en contra de las teorías desarrolladas y confirmadas más adelante, que la fuente de dióxido de carbono para la planta provenía del agua y no del aire.

sebenier3El médico y botánico británico de origen neerlandés Jan Ingenhusz (8 de diciembre de 1730 – 7 de septiembre de 1799) había realizado asimismo numerosos experimentos dedicados al estudio de la producción de oxígeno por las planta. Algunos de sus mayores logros fueron el descubrimiento de que las plantas, al igual que sucedía con los animales, viciaban el aire tanto en la luz como en la oscuridad; que cuando los vegetales eran iluminados con luz solar, la liberación de aire cargado con oxígeno excedía al que se consumía y la demostración que manifestaba que para que se produjese el desprendimiento fotosintético de oxígeno se requería de luz solar. También concluyó que la fotosíntesis no podía ser llevada a cabo en cualquier parte de la planta, como en las raíces o en las flores, sino que únicamente se realizaba en las partes verdes de ésta.

Nicolas-Théodore de Saussure, demostraría experimentalmente que el aumento de biomasa (la masa total de toda la materia que forma un organismo, en este caso, vegetal) depende de la fijación de dióxido de carbono (que puede ser tomado del aire por las hojas) y del agua. También realizó estudios sobre la respiración en plantas y concluyó que, junto con la emisión de dióxido de carbono, hay una pérdida de agua y una generación de calor. Finalmente, de Saussure describió la necesidad de la nutrición mineral de las plantas.

Finalmente el químico alemán Justus von Liebig (Darmstadt, 12 de mayo de 1803 – Múnich, 18 de abril de 1873), impuso el punto de vista de los organismos como entidades compuestas por productos químicos y la importancia de las reacciones químicas en los procesos vitales. Confirmó las teorías expuestas previamente por de Saussure, matizando que si bien la fuente de carbono procede del CO2 atmosférico, el resto de los nutrientes proviene del suelo.

sebenier4Entre las obras de Sebenier, destacan: Mémoires physico-chimiques sur l’influence de la lumière solaire pour modifier les êtres des trois règnes de la nature, Ginebra 1782, tres vols; Rapport de l’air atmosphérique avec les êtres organisés, Ginebra 1807, tres vols.; Physiologie végétale. Ginebra 1782-1788, cinco vols; Histoire littéraire de Genève, Ginebra 1786, 3 vols. y Météorologie pratique, Ginebra 1810.

La abreviatura Seneb. se emplea para indicar a Jean Senebier como autoridad en la descripción y clasificación científica de los vegetales.

El hombre que “puso al mundo en hora”. El creador de los husos horarios; Sandford Fleming.

El 22 de julio de 1915, fallecía el ingeniero  e inventor canadiense Sir Sandford Fleming (7 de enero de 1827 – 22 de julio de 1915).

fleming sandfordEs conocido especialmente por la creación del concepto del Horario Universal (Tiempo Universal, Universal Time o UT) y del sistema horario de 24 horas correspondientes a los 24 husos horarios contados a partir del Antimeridiano de Greenwich.  Actualmente se denomina Meridiano de 180 grados y que también se emplea ahora como Línea internacional de cambio de fecha.

Sandford Fleming nació en Kirkaldy, Fife (Escocia) y en 1845, a la edad de 17 años, emigró a Ontario (Canadá).

En 1847 comenzó a trabajar en el diseño de lo que vendría a ser los primeros patines en línea y propuso la construcción de un ferrocarril que atravesara Canadá del Océano Atlántico al Pacífico; . En 1849 fundó el Instituto Real Canadiense (Royal Canadian Institute), institución académica formalmente reconocida el 4 de noviembre de 1851. En este año diseñó el “castor de 3 peniques”, el primer sello de correos del Canadá.

En 1858 Sandford Fleming propuso (por primera vez), la construcción de una línea de ferrocarril que enlazara toda la América Británica de costa a costa.

Después de perder un tren en Irlanda porque el horario impreso decía p.m. en vez de a.m., Sandford Fleming propuso un horario universal de 24 horas que no estuviera ligado a ningún meridiano en particular. Sugirió entonces que los husos horarios podrían ser usados localmente, pero siempre subordinados a un horario único para todo el mundo.

En una reunión realizada en el Royal Canadian Institute el 8 de febrero de 1879, Sandford Fleming propuso que el horario universal estándar tuviera como meridiano de origen al Antimeridiano de Greenwich, denominado ahora como el meridiano de 180º. Esta nueva proposición vino a solucionar el problema inicial, ya que los horarios de todo el mundo deben tener un único origen (un meridiano que se tome como origen) para ser un sistema coherente.

fleming sandford2En geografía, huso horario es cada una de las veinticuatro áreas en que se divide la Tierra, siguiendo la misma definición de tiempo cronométrico. Se llaman así porque tienen forma de huso de hilar, y están centrados en meridianos de una longitud que es un múltiplo de 15°. Anteriormente, se usaba el tiempo solar aparente, con lo que la diferencia de hora entre una ciudad y otra era de unos pocos minutos en el caso de que las ciudades comparadas no se encontraran sobre un mismo meridiano. El empleo de los husos horarios corrigió el problema parcialmente, al sincronizar los relojes de una región al mismo tiempo solar medio.

Todos los husos horarios se definen en relación con el denominado tiempo universal coordinado (UTC), huso horario centrado sobre el meridiano de Greenwich que recibe ese nombre por pasar por el observatorio de Greenwich (Londres).

Puesto que la Tierra gira de oeste a este, al pasar de un huso horario a otro en dirección este hay que sumar una hora. Por el contrario, al pasar de este a oeste hay que restar una hora. El meridiano de 180°, conocido como línea internacional de cambio de fecha, marca el cambio de día.

La línea internacional de cambio de fecha es una línea imaginaria superficial terrestre trazada sobre el océano Pacífico y coincidente con el meridiano 180°, aunque, por conveniencia de algunos países cuyo territorio atraviesa, la hora legal o local y la fecha pueden ser la correspondiente al otro hemisferio. Pasar de un lado al otro de la línea implica cambiar de fecha, exactamente un día. En 1612, un historiador francés de nombre Nicolás Bergier vio la necesidad de tener un meridiano donde cambiase la fecha. Como en aquel momento el meridiano de referencia para la navegación era el de las islas Canarias, propuso el que se encontraba a 180º de ese meridano.

fleming sandford4El empleo del meridiano 180º como la línea internacional del cambio de fecha fue ideada en 1879 por Sir Sandford Fleming, quien la defendió en numerosos congresos, incluyendo la Conferencia Internacional del Meridiano efectuada en 1884 en Washington (Estados Unidos). Esta Conferencia aceptó una versión diferente del Tiempo Universal, pero rechazó aceptar su concepto de zonas horarias, estableciendo que ello era un asunto local que quedaba fuera de sus alcances. No obstante, hacia 1929, todos los principales países del mundo habían aceptado la división de nuestro planeta en zonas o husos horarios y, curiosamente, se vino a plantear de una forma que ponía en evidencia la mayor utilidad de la idea original de Sandford Fleming.

El inventor del barco de vapor; François Dorothée.

El 18 de julio de 1832, fallecía el ingeniero francés, Claude François Dorothée, marqués de Jouffroy D’Abbans (Roches-sur-Rognon, Champagne, Francia, 30 de septiembre de 1751 -Paris, 18 de julio de 1832).

Aunque frecuentemente se le atribuye la invención del barco de vapor al ingeniero e inventor estadounidense, Robert Fulton, el auténtico inventor, fue Claude François Dorothée.

Sin embargo, Dorothée no tuvo los honores ni el reconocimiento de Fulton y murió arruinado.
Jouffroy d'AbbansFrançois Dorothée, comenzó a estudiar en los dominicos de Quingey.

Más tarde se convirtió en teniente en el regimiento de infantería de Bourbon.

En 1773, Jouffroy D’Abbans estudió la Pompe à feu (bomba contraincendios) junto a los hermanos Perier, la cual había sido utilizada como fuerza motriz, con el fin de conseguir la propulsión de una embarcación.

En 1774, en París, entra a formar parte de una empresa formada por Claude Auxiron, los hermanos Perier y Monnin de Follenay cuyo proyecto hacer navegar un barco de vapor. En 1776, construyó su primer barco, a el Palmipède.

Sin embargo anteriormente al Palmipède ya se habían desarrollado iniciativas similares.

Existe un documento de 1695 en el Archivo de Simancas (España) en el cual hay constancia de una tentativa de 1543 por parte del español Blasco de Garay de propulsar la galera “Trinidad”, de 200 toneladas de desplazamiento, por medio de seis ruedas de palas movidas mediante una máquina de vapor.

Sin embargo esta propuesta no obtuvo el apoyo financiero de la corona, y quedó relegada al olvido y hasta finales del siglo XVIII no existieron máquinas de vapor fiables y eficientes cuando se realizaron las primeras tentativas serias de propulsión naval por medio del vapor.

En 1707 Denis Papin diseñó un barco, movido por la fuerza del vapor, con la intención de realizar la travesía desde Kassel, a orillas del Fulda, hasta Londres.

El buque de vapor François Dorothée, el Palmipède (palmípeda), tenía una eslora de trece metros y el motor movía unas aletas equipadas con aspas giratorias. El barco navegó por el río Doubs en junio y julio de aquel año.

En 1783, fabricó un barco de vapor de ruedas llamado el Piróscafo en el río Saona. El 15 de julio 1783 en el norte de Lyon, realizó una espectacular demostración pública ante diez mil espectadores remontando el Saona desde la catedral de San Juan de la isla Barbe durante unos quince minutos.

Sin embargo, la Academia de Ciencias de Francia prohibío el uso de su nueva invención en París, designando a Perier, uno de los competidores de D’Abbans cuyos intentos habían fracasado, a inspeccionar el proyecto. Curiosamente, la Real Academia Española reconoce la palabra piróscafo, significando buque de vapor

Ulteriores contratiempos acarreados por la Revolución Francesa obstaculizaron su progreso.

Jouffroy d'Abbans3En 1797 John Fitch realiza un intento de barco de vapor que ha de abandonar por falta de apoyo financiero.

En 1803 John Stevens desarrolla la aplicación de la máquina de vapor a una transmisión con hélices, teniendo claro que el futuro de la propulsión naval mecánica pasa por la utilización de éstas en lugar de las ruedas de paletas.

El 9 de agosto de 1803, 20 años después de las pruebas de Claude François Dorothée, el ingeniero e inventor estadounidense, Robert Fulton (Condado de Lancaster, Pensilvania, 14 de noviembre de 1765 – Nueva York, 24 de febrero de 1815) lanzó al Sena un barco cuyo propulsor era una rueda con paletas, movida por una máquina de vapor, fue mal acogido en Francia, y Fulton prosiguió sus experimentos en Estados Unidos.

En 1802, el Charlotte Dundas de Symington había remolcado dos barcazas de 70 toneladas por el canal Forth y Clyde, en Escocia, demostrando la utilidad de la potencia desarrollada por la máquina de vapor. Aunque Fulton probablemente nunca llegó a ver este barco, al parecer mantenía correspondencia con Henry Bell, que sí estaba tomándose un cierto interés en ello. Fulton trabajaba ahora en los experimentos con torpedos, ayudando también a William Murdoch en el diseño y detalles técnicos de su máquina de vapor. Cuando estuvo terminada, la hizo enviar a Nueva York, a donde regresó en 1806. Ahí se construyó el barco que se convertiría en el primer barco de vapor a paletas comercialmente viable.

A este barco se le llama a menudo Clermont, aunque de hecho nunca llegó a llamarlo así, y se solía referir a él como el barco de vapor del río Norte. Clermont era el nombre del lugar al que el barco de vapor se dirigió en su primer viaje, a 177 km de distancia por el río Hudson. El viaje a Albany continuó después de una parada de 20 horas en Clermont.

A estos buques se les conocería como vapor de ruedas y muchos llevaban mástiles con velas al mismo tiempo. Este tipo de barco de vapor tendría mucho éxito en la navegación fluvial, ya que necesitaban poco calado, aunque como inconveniente aumentan de forma considerable la anchura de los barcos, ejemplos de este tipo de nave son los famosos vapores de ruedas que circularon por el Misisipí, ejemplos de este tipo de vapor en España fueron el vapor de ruedas Colón, el Pizarro y el Blasco de Garay.

Jouffroy d'Abbans,4Fulton patentó su diseño del barco de vapor el 11 de febrero de 1809, construyó más barcos y diseñó el primer barco de guerra impulsado a vapor, que se llamaría Demologos.

Sin embargo, la reivindicación de Claude François Dorothée, fue reconocida por Arago y en 1840 por la Academia Francesa.

Jouffroy publicó Les bateaux à vapeur y escribió para la Academia Mémoires sur les pompes à feu.

Arruinado, Claude François Dorothée se retiró al Palacio Nacional de los Inválidos donde murió de cólera el 18 de julio de 1832.

El peso molecular. Átomos y moléculas; Cannizzaro.

A hombros de gigantes. Ciencia y tecnología

El 13 de julio de 1910, nacía el químico italiano Stanislao Cannizzaro (Palermo, 13 de julio de 1826 – Roma, 10 de mayo de 1910).

Se dedicó cannizzaroal principio a es  tudios de Medicina y posteriormente a los de Química con Piria en la Universidad de Pisa. Desde 1851 a 1856 fue profesor de Química en el Colegio Nacional de Alessandria; de allí pasó después a la Universidad de Génova y luego a las de Palermo y Roma (en ésta, de 1871 a 1910).

Tomó parte en los movimientos del “Risorgimento” y fue nombrado senador. En París, en el laboratorio de Chevreuil, había descubierto la cianamida en colaboración con Cloez. Entre sus investigaciones hay que recordar la referente a la santonina y la reacción que figura con su nombre y que le llevó a descubrir el alcohol bencílico.

Pero su fama se encuentra vinculada a la reforma atómica, a la que…

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