Prêmio Nobel de Química 2014

Dois americanos e um alemão desenvolveram técnicas de alta resolução. Inventos permitem observar moléculas dentro de células vivas.

                 

O Prêmio Nobel de Química de 2014 foi oferecido na quarta-feira (8 de Outubro) a Eric Betzig, Stefan Hell e William Moerner por trabalhos que levaram a capacidade dos microscópios a um novo patamar.

Por décadas os cientistas assumiam que os microscópios ópticos teriam um limite de capacidade: eles nunca teriam resolução maior que metade do comprimento das ondas de luz. Com isso, era possível observar uma bactéria, mas não um vírus em detalhes, por exemplo.

O trio laureado desenvolveu técnicas que aumentaram consideravelmente a capacidade de observação de processos em seres vivos enquanto eles acontecem -- em nível molecular. Assim, se hoje os pesquisadores são capazes, por exemplo, de enxergar como um neurônio faz a sinapse (comunicação) com outra célula neural, isso se deve ao trabalho dos premiados desta quarta.

Um dos métodos desenvolvidos é o chamado STED, apresentado por Stefan Hell em 2000. Ele usa dois raios laser: um estimula moléculas fluorescentes a brilhar, e outro "apaga" toda a fluorescência que aparece fora do local que se deseja observar. Um escaneamento das moléculas tornadas brilhantes pelo laser resulta em uma imagem de altíssima resolução.

Eric Betzig e William Moerner, que trabalharam separadamente, criaram as bases para outra metodologia, que se baseia em "ligar" e "desligar" a fluorescência de moléculas individuais e fazer diversas imagens com cada uma delas "acesa" ou "apagada". A justaposição dessas imagens resulta numa retrato de alta resolução da estrutura a ser observada.

As técnicas desses três cientistas hoje são amplamente usadas em pesquisa e aplicações médicas. Graças a elas foi possível, por exemplo, entender como determinadas proteínas se comportam em organismos de pessoas com doenças como Parkinson e Alzheimer. Novas descobertas usando o conhecimento produzido por eles são feitas diariamente.

Eric Betzig nasceu em 1960 em Ann Arbor, nos EUA,  é americano e trabalha no Howard Hughes Medical Institute, no estado da Virgínia. Stefan Hell, nascido em 1960, é alemão nascido em Arad, na Romênia. Ele atua no Instituto Max Planck para Química Biofísica, em Göttingen, e no Centro Alemão de Pesquisa de Câncer, em Heidelberg. William E. Moerner, nascido em 1953 em Pleasanton, nos EUA, é americano e trabalha na Universidade Stanford, na Califórnia.

A série de três imagens exemplifica o ganho proporcionado pela técnica de Betzig. À esquerda, a imagem da membrana de um lisossomo, uma organela celular, feita com microscopia convencional. No meio, a mesma organela, em uma das primeira imagens feitas pelo cientista com seu novo método. À direita, uma ampliação dessa imagem revela as moléculas da membrana (Foto: Divulgação/Real Academia de Ciências da Suécia)

Fonte: Trio ganha Prêmio Nobel de Química 2014

QUÍMICA AMBIENTAL

Cd's e Dvd's antigos podem ser usados na descontaminação da água

Uma equipe de pesquisadores da Universidade Nacional do Taiwan descobriu que os CDs e DVDs antigos podem ser usados para purificar até a água do esgoto, deixando-a própria para consumo. Além de aproveitar um tipo de resíduo encontrado em grande quantidade no mundo, a técnica também utiliza poucos recursos, como pequenas barras de óxido de zinco e raios ultravioleta.

Coordenada pelo físico Din Ping Tsai, a equipe de cientistas usou a superfície dos discos como uma plataforma para aumentar o tamanho de minúsculas barras de óxido de zinco, elemento de baixo custo que é capaz de quebrar as moléculas orgânicas dos componentes que poluem a água do esgoto, quando exposto aos raios ultravioleta. Os estudos apontaram que o método é capaz de tratar 150 mL de água de esgoto a cada minuto, e, em uma das experiências, os pesquisadores levaram cerca de uma hora para purificar 95% de uma solução de meio litro de corante.

De acordo com o site português Greensavers, para aumentar a eficiência da purificação da água, os experimentos também utilizaram um dispositivo que faz o líquido circular. Como os CDs têm capacidade de girar rapidamente, a água poluída escorre para o dispositivo e se espalha numa superfície fina, em que a luz consegue penetrar, deixando, enfim, a água limpa.

A equipe taiwanesa não é a primeira a filtrar a água com as nano barras de óxido de zinco, que têm cerca de um milésimo da largura de um fio de cabelo, mas esta é a primeira experiência que utiliza discos antigos durante o processo – o que viabiliza um bom destino aos cerca de 20 bilhões de CDs e DVDs produzidos no mundo todos os anos.

                   

Fonte: Cds e Dvds antigos podem ser usados na descontaminação da água

A QUÍMICA E AS CORES

O VIOLETA QUE DESAPARECE

As cores que enxergamos dependem muito de como os átomos se arranjam nas moléculas. Nesta experiência, é possível perceber que os mesmos átomos conseguem formar cores completamente diferentes dependendo da forma como se organizam.

Na primeira experiência, uma mistura de água com permanganato de potássio, que é violeta, é misturada com vinagre e depois com água oxigenada. O resultado é completamente transparente.

O que ocorre é que o permanganato, violeta, reage com o vinagre e com a água oxigenada, formando o íon manganês, que é transparente.

Na segunda experiência, a solução de água com permanganato é meisturada primeiro com a água oxigenada, formando dióxido de manganês, que é marrom. Depois, acrescenta-se o vinagre, e a mistura formada fica transparente, pois volta-se a formar o íon manganês.

POLARIDADE DAS MOLÉCULAS

Através da forma geométrica das moléculas e utilizando vetores, é possível saber se elas são polares ou apolares.

Moléculas Polares

Uma molécula é polar quando um elemento faz ligação com outro elemento mais eletronegativo, criando pólo negativo e positivo através da força de dipolo permanente fazendo com que sua resultante seja diferente de zero.

Moléculas Apolares

A molécula pode ser apolar por dois motivos: as polaridades das ligações são quase nulas (quando há um compartilhamento igual dos elétrons entre diferentes átomos) ou porque as ligações polares estão dispostas na molécula de tal forma que os vetores polaridade se anulam. Exemplos mais comuns de compostos apolares são as gorduras, óleos e gasolina. Portanto, moléculas apolares são insolúveis em água (hidrofóbicas) a temperatura ambiente. 

O experimento a seguir, ajuda a compreender um pouco mais sobre o conteúdo de polaridade e como os detergentes agem na remoção de gorduras. É um experimento muito interessante e simples de se fazer. Veja só:

EXPERIMENTO DO LEITE PSICODÉLICO.

Materiais:

• 1 Prato;
• Leite;
• Corantes alimentícios;
• Detergente de lavar louças.

Procedimento experimental:

1° - Coloque o leite no prato;

2° - Adicione algumas gotas dos corantes;

3° - Pingue algumas gotas do detergente líquido e observe.

Resultados:

O efeito visto ocorre porque o detergente dissolve a mistura de leite e corante. O leite é uma mistura de várias substâncias, principalmente água e gordura. No entanto, o leite que compramos para consumir é homogeneizado, o que significa que por meio de processos industriais a gordura do leite passa por um furo muito pequeno que quebra os glóbulos de gordura, tornando-os minúsculos e fazendo com que fiquem em suspensão no leite.

Assim, os corantes não se misturam no leite por causa de sua gordura. Mas o detergente é um agente tensoativo, que é capaz de quebrar essa tensão superficial que impede o corante de se dissolver no leite.

Essa ação do detergente pode ser entendida no processo de retirada da gordura das louças. O detergente é constituído por moléculas com longas cadeias carbônicas apolares e uma extremidade polar.

Visto que possui uma parte apolar e uma polar, o detergente é capaz de interagir tanto com a gordura como com a água. A extremidade polar interage com a água e a cadeia longa apolar interage com a gordura, formando pequenos glóbulos, chamados de micelas.

Nas micelas, a parte apolar fica voltada para a parte interna do glóbulo em contanto com a gordura, e a parte polar fica voltada para a parte exterior, em contato com a água. Dessa forma, quando se “arrastam” as micelas de detergente, removem-se também a gordura junto, pois ela estará aprisionada na região central da micela.

Um fenômeno similar ocorre com o leite e o corante, sendo que o detergente quebra a tensão e eles começam a se misturar loucamente.


Fonte: Experimento Leite psicodélico
             Polaridade das moléculas