Monday, December 04, 2006

un poco de historia

solo una pizca de la historia de como la quimica "del carbono" se inicio y continua haciendolo.


HistoriaEn Septiembre de 1997 se cumplieron 12 años desde aquellos fantásticos 11 días que, según algunos, cambiaron la cara de la Química moderna. Durante aquellos días en el laboratorio del Departamento de Química de la Universidad Rice en Houston, Texas, EE.UU., los químicos Harry Kroto, Rick Smalley, Bob Curl y sus dos estudiantes de post-grado, fueron los primeros seres humanos en descubrir, es decir en observar y reconocer, una nueva forma de Carbono puro en la Naturaleza. Hasta entonces sólo se conocían otras dos formas naturales estables o alotrópicas del elemento Carbono: el diamante, uno de los más duros materiales conocidos y el grafito, uno de los más quebradizos [Nota 1].
¿Cómo es posible que nunca nadie haya observado antes esta tercera forma de Carbono siendo éste uno de los elementos más estudiados por el Hombre por tratarse del ladrillo constitutivo fundamental de la vida en la Tierra? Para ser exactos, sí fue observado --y muchas veces [Nota 2]. Sucedía que aquellos que lo vieron no lo reconocieron por lo que era: una forma no identificada de Carbono puro. Requirió de la mente investigativa y preparada de un grupo de científicos que, aunque no lo buscaban, una vez que se les apareció este nuevo enigma no cejaron hasta encontrar una explicación a sus "extrañas" observaciones.
Esta fantástica odisea de descubrimiento y sagacidad comienza cuando al científico inglés Harold Kroto de la Universidad de Sussex, se le ocurre pedir prestada una máquina de bombardeo y vaporización que utilizaban los químicos norteamericanos Richard Smalley y Robert Curl en sus experimentos en Rice para formar "racimos" (clusters) de átomos metálicos. En esta máquina, diseñada por Smalley, los científicos tejanos pueden vaporizar una barra de Silicio sometiéndola a altas temperaturas por medio de rayos láser hasta dislocar sus átomos convirtiéndolos en un plasma. En ella se alcanzan temperaturas "superiores a los diez mil grados", como acota Smalley, "fácilmente más caliente que la superficie de cualquier estrella". En la cámara de vacío del vaporizador se logran agrupar los átomos así dislocados gracias al ingenioso mecanismo de "soplar" los racimos con una nubecilla de gas de Helio, el cual al ser inerte no interviene en la reacción [Nota 3]. Cuando se logra una buena cantidad de estas cadenas de átomos agregados o racimos, se los analiza con un espectrómetro de masa para estudiar detenidamente su estructura.
Kroto, un astroquímico, buscaba una explicación para sus observaciones del Carbono estelar, "polvo estelar" como él lo llama. Estas observaciones son sumamente importantes para dar respuesta a una de las interrogantes más fascinantes de la Ciencia: ¿De dónde venimos? El Carbono es el elemento fundamental de la vida en nuestro planeta. ¿Cómo llegó hasta aquí? Astrónomos han sabido por mucho tiempo que la mayoría del Carbono de nuestro universo se formó en los núcleos de las estrellas relativamente poco tiempo después del Big Bang. Este nuevo material junto con otros recién creados viajó por el espacio hasta caer sobre los planetas en formación como verdadero maná vital. Solo en aquellos en los que las condiciones eran fértiles para la vida carbonífera, éste se consolidó con otros elementos para formar parte de los primeros micro-organismos auto-replicantes. "En ultima instancia", nos decía el famoso astrónomo Carl Sagan en su popular serie Cosmos, "no somos mas que polvo de las estrellas". Pero, ¿cómo y en qué condiciones llegó este elemento hasta la Tierra? Eso es justamente lo que estudian químicos-astrónomos como Harry Kroto. Usando espectroscopia de micro-ondas, él estudiaba la composición de estrellas ricas en Carbono cuyas atmósferas contienen cadenas alternadas de Carbono y Nitrógeno (cianopolienos). ¿Cómo se forman estos agregados?, se preguntaba Kroto. ¿Cómo se mantienen unidos estos conglomerados de manera que puedan viajar por la vastedad del espacio interestelar sin destruirse?
Una vez instalado en el laboratorio de Curl y Smalley, Kroto reemplazó el Silicio que ellos habían estado estudiando por el Carbono, que era lo que a él le interesaba investigar. Con la ayuda de los estudiantes-ayudantes, comenzó a analizar los agregados de átomos de Carbono que se encontraban en el plasma de su cámara de vacío, muy similares a los que él había encontrado en sus estudios de plasma estelar. Sin embargo, como ocurre en Ciencia a menudo, lo que se busca no es siempre lo que se encuentra. A poco andar, los análisis de Kroto y Smalley mostraron que existía una regularidad en el espectro de las cadenas de Carbono producidos: aparentemente a los átomos de Carbono les "gustaba" asociarse mayoritariamente en grupos de a 60 átomos. Mientras más repetían el experimento, más adeptos se ponían los experimentadores a producir estas pequeñas agrupaciones de 60 átomos. Pero, ¿por qué 60? ¿Qué tiene el número 60 que los átomos de Carbono lo prefieren sobre cualquier otro? [Nota 4].

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