Gênios da Química #34: Louis Pasteur

Louis Pasteur nasceu em Dôle, Jura, na França, a 27 de dezembro de 1822, e morreu em Villeneuve l'Étang, Seine-et-Oise, França, a 28 de setembro de 1895. Em 1842 obteve o bacharelado em ciências, em Besançon, sendo-lhe atribuída a nota de "medíocre" em química. Em 1847 apresentou teses de doutoramento em física e química na Escola Normal Superior, em Paris. É da mesma época a pesquisa em cristalografia, que o tornou célebre. Em 1848 foi nomeado professor suplente de química na Universidade de Estrasburgo e, em 1854, deão da faculdade de ciências de Lille.

Graças às suas pesquisas, sempre coroadas de êxito, Pasteur ascendeu sistematicamente, sendo diretor do Museu de História Natural de Rouen em 1862, membro da Academia de Ciências nesse mesmo ano, da Academia de Medicina em 1873 e da Academia Francesa em 1881. O Instituto Pasteur foi inaugurado em 1888, e logo teria filiais no mundo inteiro, com a difusão dos estudos bioquímicos.

A importância de Pasteur foi enorme para o estudo das origens da vida, com passos decisivos na análise da estrutura molecular dos corpos. Do ponto de vista teórico, Pasteur contribuiu notavelmente para responder às indagações sobre o ciclo da vida e da morte na natureza, ao considerar os fenômenos da fermentação e da putrefação.

Do ponto de vista prático, sua influência ainda é maior, ao descobrir a ação transmissora e o campo de propagação dos microorganismos, fundando uma nova era para a etiologia das moléculas infecciosas. As descobertas de Pasteur contribuíram para a evolução da medicina preventiva, dos métodos cirúrgicos (com a prevenção das infecções), das técnicas de obstetrícia, dos métodos de higiene em geral e das indústrias de bebidas fermentadas.

 

Cristalografia

Suas primeiras pesquisas científicas puras, associando a cristalografia, a química e a óptica, estabeleceram um paralelismo entre a forma exterior de um cristal, sua constituição molecular e sua ação sobre a luz polarizada. Estudando os cristais simétricos e dissimétricos, concluiu que só os produtos da natureza viva são dissimétricos e são ativos sobre a luz polarizada, o contrário sucedendo com os produtos minerais. Esses estudos foram a base da estereoquímica.

 

Fermentação e microorganismos

O passo seguinte de Pasteur foi o estudo das fermentações. Ele descobriu que uma substância não ativa torna-se ativa sob a influência de uma fermentação. Concluiu que, se toda substância ativa provinha da natureza viva, a fermentação seria o correlativo da vida.

Na pesquisa prática das fermentações láctica, alcoólica, etc., chegou à conclusão definitiva de que a fermentação resultava da ação de microorganismos. Negou, a seguir, que esses microorganismos surgissem espontaneamente nas substâncias fermentescíveis. Seriam gerados por outros similares que impregnavam o ar. Protegidas destes, afirmou, as substâncias permanecem inalteradas, por mais putrescíveis que sejam.

Estudou a seguir a formação do vinagre e a doença dos vinhos. O vinagre seria o resultado da oxidação do vinho, sob a ação de um fermento, o "Mycoderma aceti". A doença do vinho seria também devida a um fermento particular para cada caso. A alteração dos vinhos poderia ser evitada, esquentando-os a uma temperatura de 55 graus. Deu-se a esse processo o nome de "pasteurização".

 

Moléstias contagiosas

A partir de 1865, Pasteur dedicou-se ao problema das moléstias contagiosas, devidas, como as fermentações, à ação dos microorganismos. Chamado a descobrir a causa da doença do bicho-da-seda, no sul da França, revelou nesse inseto duas moléstias diversas: a pebrina, contagiosa e hereditária, e a flacidez, devida a certas condições do habitat do inseto. Sob o protesto dos criadores, Pasteur recomendou a destruição dos ovos dos insetos doentes.

Depois de 1868, Pasteur sofreu uma paralisia do lado esquerdo, mas continuou suas pesquisas. De 1877 em diante estuda as doenças infecciosas dos animais superiores. Descobre a causa da doença dos carneiros, a bactéria carbunculosa, já anterioremente isolada por Davaine. Enquanto pesquisa o carbúnculo, descobre o vibrião s?ptico, causador de uma septicemia grangenosa nos animais.

 

Polêmicas e vacinas

Os últimos anos de pesquisa são os mais importantes na atuação científica de Pasteur. Descobriu a origem dos furúnculos e da osteomielite na bactéria hoje denominada "estafilococo", e a causa da infecção puerperal na bactéria hoje denominada "estreptococo".

Pasteur sustentou polêmicas memoráveis com os membros da Academia de Medicina ao declarar taxativamente que as doenças contagiosas eram causadas por agentes exteriores, recomendando medidas profiláticas especiais.

Depois de 1879, descobriu duas importantes vacinas preventivas: contra o cólera das galinhas, pela inoculação de micróbios de virulência atenuada, e contra a raiva. Esta última, doença do sistema nervoso, apresenta, quando transmitida ao homem, um período de incubação, durante o qual se pode aplicar a vacina. Foi sua maior contribuição para a evolução da medicina preventiva.

Fonte:http://educacao.uol.com.br/biografias/louis-pasteur.jhtm

Gênios da Química #32: Pierre Curie

Pierre Curie (Paris, 15 de maio de 1859 — Paris, 19 de abril de 1906) foi um físico francês, pioneiro no estudo da cristalografia, magnetismo, piezoelectricidade e radioactividade.

Recebeu o Nobel de Física de 1903, juntamente com a sua mulher Marie Curie, outra famosa física: "em reconhecimento pelos extraordinários serviços que ambos prestaram através da suas pesquisas conjuntas sobre os fenómenos da radiação descobertos pelo professor Henri Becquerel".

Pierre foi um dos fundadores da física moderna. Pierre não frequentou a escola primária nem a ginasial, foi educado em casa pelo seu pai, e nos primeiros anos da sua adolescência revelou uma forte aptidão para a matemática e a geometria. Aos 16 anos bacharelou-se em ciências e aos 18 anos já tinha obtido o equivalente a um grau superior, mas não seguiu imediatamente para o doutoramento por falta de dinheiro. Em vez disso, trabalhou como instrutor de laboratório.

Em 1880 Pierre e o seu irmão mais velho, Jacques Curie, demonstraram que se gerava um potencial eléctrico quando se comprimiam cristais, a piezoelectricidade, e esse comportamento foi utilizado mais tarde em toca disco (gira-discos) e alto-falante. Pouco depois, em 1881, eles demonstraram a existência do efeito inverso: que os cristais podiam ser deformados quando submetidos a um campo eléctrico. Quase todos os actuais circuitos electrónicos digitais recorrem a este fenómeno.

Antes dos seus famosos estudos de doutoramento sobre o magnetismo, ele concebeu e aperfeiçoou uma balança de torsão extremamente sensível para medir os coeficientes magnéticos. Os investigadores que o seguiram nesta área utilizaram regularmente uma qualquer variedade deste equipamento. Pierre Curie estudou o ferromagnetismo, o paramagnetismo, e o diamagnetismo para a sua tese de doutoramento, e descobriu o efeito da temperatura sobre o paramagnetismo que é atualmente conhecido por lei de Curie. A constante material da lei de Curie é conhecida como a constante de Curie. Também descobriu que as substâncias ferromagnéticas apresentam uma temperatura crítica de transição, acima da qual as substâncias perdem o seu comportamento ferromagnético. Esta temperatura é conhecida por ponto de Curie.

Pierre Curie enunciou em 1894 o "princípio universal de simetria": As simetrias presentes nas causas de um fenômeno físico também são encontrados nas suas consequências.

Pierre trabalhou com a sua mulher Marie Curie no isolamento do polónio e do rádio. Eles foram os primeiros a usar o termo 'radioactividade', e foram pioneiros no seu estudo. No seu trabalho, incluindo o conhecido trabalho de doutoramento de Marie, usaram um electrómetro piezoeléctrico de precisão construído por Pierre e pelo seu irmão Jacques.

Pierre Curie e um estudante seu foram os primeiros a descobrir a energia nuclear, ao identificarem a emissão contínua de calor das partículas do rádio. Ele também investigou as emissões de radiação das substâncias radioactivas, e conseguiu demonstrar, com o recurso a campos magnéticos, que as emissões apresentavam carga positiva, negativa ou eram neutras. Essas emissões correspondem às partículas alfa, beta e radiações gama.

O casal Curie autenticou a médium Eusapia Paladino, numa carta a Georges Gouy, datada de 24 de Julho de 1905, por sessões supervisionadas por eles próprios:

“

Foi muito interessante e, realmente os fenômenos que vimos pareciam inexplicáveis como truques, mesas com quatro pernas suspensas, movimentos de objetos até a certa distância, mãos que beliscam ou acariciam a pessoa, aparições luminosas. Tudo num local preparado por nós, com um pequeno número de espectadores, todos conhecidos nossos e sem qualquer possível cúmplice. O único truque possível é o que poderia resultar da extraordinária facilidade da médium como mágica. Mas, como explicar o fenômeno quando se está segurando as mãos e os pés dela e quando a luz é suficiente para se ver tudo que acontece?

”

O casal confirmou a genuinidade de Paladinho em outra carta, em 14 de abril de 1906, poucos dias antes de Pierre morrer, novamente a Georges Gouy:

“

Tivemos mais algumas sessões com a médium Palladino. O resultado é que esses fenômenos realmente existem e não é mais possível para mim duvidar disso. É improvável, mas existem, e é impossível negar isso, após as sessões que tivemos, em condições controladas. Uma espécie de membros fluidos destacam-se da médium (principalmente dos braços e das pernas…) e empurram com força os objetos. Esses membros fluidos se formam em geral sobre um pedaço de material negro… Mas algumas vezes eles pulam para o ar aberto. Não tenho dúvida que depois de algumas boas sessões, você se convencerá… Você, que tem uma intuição tão grande, com tanta frequência sobre os fenômenos, como explica esses deslocamentos de objetos de uma distância, como concebe que a coisa seja possível? Existe aqui, em minha opinião, todo um território de fatos inteiramente novos, e estados físicos no espaço, dos quais não temos qualquer idéia.

”

Esta informação consta no livro de Susan Quinn, chamado "Marie Curie, Uma Vida".

Pierre Curie morreu em 19 de abril de 1906, ao sair de um almoço na Associação de Professores da Faculdade de Ciências, em resultado de um acidente de viação quando atravessava a Rue Dauphine em Paris durante uma tempestade. A sua cabeça foi esmagada pela roda de uma carruagem, escapando a uma provável morte por envenenemento por radiações como a que veio a matar a sua mulher. Os restos mortais de Pierre e Marie foram depositados na cripta do Panthéon de Paris em Abril de 1995.

O curie (Ci) é uma unidade de radioactividade correspondente a 3.7 x 10¹⁰ desintegrações por segundo. O nome da unidade foi originalmente atribuído, em homenagem a Pierre Curie, pelo Congresso de Radiologia de 1910.

A filha de Pierre e Marie Curie, Irène Joliot-Curie e o seu genro, Frédéric Joliot, foram igualmente físicos destacados, que se dedicaram ao estudo da radioactividade.

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Pierre_Curie

O Nobel da Química e a Cristalografia

O prêmio Nobel da Química, atribuído a Daniel Shechtman pela sua descoberta dos quase-cristais, vem juntar-se à já longa lista de prémios Nobel atribuídos a descobertas relacionadas com a cristalografia. A cristalografia é uma ciência interdisciplinar que estuda os cristais – uma forma de organização da matéria com características peculiares ao nível do ordenamento atómico, bem visíveis nas belas simetrias exibidas pelas formas dos cristais. O primeiro prémio Nobel da Física, atribuído em 1901 a W. Roentgen pela descoberta dos raios-X, foi premonitório. Os raios-X permitiram o desenvolvimento da cristalografia moderna, que usa técnicas de difração (com raios-X, mas também com electrões e com neutrões) como principal ferramenta analítica. Os prémios Nobel da Física dos anos 1914 e 1915 foram atribuídos aos pioneiros desta técnica, o alemão Max von Laue (1914), e os britânicos W.H. Bragg e W.L. Bragg (1915), pai e filho (o filho foi o mais novo Nobel da Física até agora!). Desde então, o número de prémios Nobel relacionados com a cristalografia não tem parado de crescer e está disperso por várias áreas científicas: Física, Química e Fisiologia e Medicina. Foi a cristalografia que nos deu a conhecer a estrutura em dupla hélice do DNA, da insulina, da vitamina B12, de várias enzimas, proteínas e do ribosoma. A União Internacional de Cristalografia gaba-se de ser a sociedade científica com maior número de prémios Nobel nos seus associados!

Mas a descoberta em 1984 dos quase-cristais por Daniel Shechtman caiu, na altura, como uma bomba na comunidade cristalográfica, uma vez que punha em causa um dos pilares da cristalografia. De facto, este físico tinha observado padrões de difração com simetria pentagonal em cristais de uma liga de alumínio e manganês, algo que era incompatível com um empacotamento tridimensional periódico dos átomos – que era precisamente o que, na altura, se entendia por um cristal.

Shechtman teve grande dificuldade em publicar as suas observações, apesar da boa qualidade dos seus resultados experimentais. A maioria dos cristalógrafos acreditava que a explicação para os estranhos padrões de difração seria a existência de defeitos de crescimento dos cristais a que se dá o nome de maclas. Mas Shechtman tinha examinado em pormenor os seus cristais e sabia que não havia nenhuma evidência para a ocorrência desse tipo de defeitos de crescimento. Entre os defensores da teoria da maclagem estavam nomes conceituados como Linus Pauling, duplo prémio Nobel e ele próprio um cristalógrafo muito conceituado, que rejeitou até ao final da sua vida outra interpretação. Mas a verdade acabou por se impor. A explicação para a existência de um padrão de difracção bem definido numa estrutura sem ordem tridimensional periódica veio, curiosamente, da Matemática. O matemático britânico Roger Penrose tinha investigado, na década de 70, um tipo de preenchimento aperiódico do plano por mosaicos com formas peculiares, que ficou conhecido por mosaico ou pavimento de Penrose. Alguns anos antes da descoberta de Shechtman, um cristalógrafo, Alan Mackay, tinha colocado a questão de saber se este tipo de mosaico aperiódico poderia dar origem a um padrão de difração – e a resposta, que veio de uma experiência muito simples e convincente, realizada com um pedaço de cartão furado e um pequeno laser, foi afirmativa. Assim, não foi preciso esperar mais do que seis semanas após a publicação da descoberta da Shechtman na prestigiada Physical Review Letters, para que fosse publicada uma primeira teoria para a explicação do novo fenómeno, com base nas ideias de Penrose. Se os físicos ficaram, desde logo, entusiasmados, ainda demorou algum tempo para que estas novas ideias fossem plenamente aceites pelos cristalógrafos. Só em 1992 a União Internacional de Cristalografia alterou a sua definição de cristal para um “sólido que produz um padrão de difração essencialmente discreto” e definiu “cristal aperiódico” (quase-cristal) como um cristal onde o ordenamento periódico tridimensional dos átomos está ausente. Mas a designação original de “quase-cristal” já estava popularizada e veio para ficar.

Hoje em dia já foram encontrados quase-cristais em mais de uma centena de sistemas intermetálicos, sendo que cerca de metade são compostos metaestáveis. Eles estão sobretudo presentes em ligas ternárias de alumínio que já tinham sido amplamente estudadas por muitos investigadores. É absolutamente certo que muitos cientistas, antes de Daniel Shechtman, já se teriam deparado com quase-cristais nas suas investigações, mas descartaram-nos como “amostras de má qualidade”, sem ensaiarem uma investigação mais profunda. Após o anúncio da descoberta, muitos foram os investigadores que encontraram quase-cristais em amostras relegadas para o fundo das gavetas.

Sendo os quase-cristais uma forma “peculiar” de ordenamento da matéria, os físicos foram os primeiros a acreditar que eles poderiam exibir propriedades extraordinárias. De facto, a quase-periodicidade tem consequências importantes para as propriedades electrónicas e para outras propriedades que envolvam, por exemplo, o espectro das vibrações dos átomos (fonões). Mas, na verdade, depois de um ímpeto inicial, o interesse por estes compostos tem vindo lentamente a diminuir, com exceção para as aplicações recentes na área da fotónica, que fizeram ressurgir este assunto. Por enquanto, e enquanto esperamos pelo desenvolvimento de aplicações nas áreas da fotónica e da optoeletrônica, o maior nicho de mercado dos quase-cristais está no seu uso como precipitados para endurecer alguns aços para aplicações especiais ou revestimentos, usados, por exemplo, em fritadeiras anti-aderentes.

Em Portugal, a cristalografia está razoavelmente desenvolvida, mas não parece haver atualmente atividade de investigação relevante em quase-cristais. As áreas de investigação com forte desenvolvimento são as da cristalografia das “grandes moléculas” de interesse biológico (por exemplo, proteínas), onde Portugal tem uma comunidade de excelência com relevância internacional. Também na área da cristalografia das pequenas moléculas e nas aplicações da cristalografia à ciências dos materiais, Portugal está bem representado. E a cristalografia ainda continuará, por certo, a contribuir para novas descobertas científicas de grande relevância.

José António Paixão

Fonte: http://dererummundi.blogspot.com.br/2011/10/o-nobel-da-quimica-e-cristalografia.html

Maiores Informações: http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2011/