"Gelo" quente

A proposta é simples: solução de acetato de sódio supersaturada. E o resultado é muito legal!

Quando dizemos que uma solução está supersaturada, significa que ela contém mais material dissolvido do que poderia ser dissolvido pelo solvente em circunstâncias normais; o estado de supersaturação é um estado metaestável, e qualquer pertubação física fará com que o equilíbrio de seu estado natural seja restabelecido.

O acetato de sódio pode ser facilmente preparado através da reação entre vinagre e (bi)carbonato de sódio: quando cessar a liberação de CO2, concentre a mistura em uma panela no fogo até atingir o estado de supersaturação. Para saber se está supersaturado, despeje uma ou duas gotas em uma superfície fria, se houver cristalização massiva então sua solução está pronta - Faça pequenas quantidades ou então será necessário muito, mas MUITO vinagre para dar conta do recado! ;)
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Extraindo DNA na sua cozinha

Quando a maioria de nós pensa no DNA, imediatamente pensamos naquela figura pictórica do modelo da dupla hélice (veja figura ao lado). Mas com o que o DNA realmente parece? Esta resposta vai depender de um fator muito importante: de como você olha para ele!

DNA é uma molécula polimérica bastante longa, seus monômeros são os nucleotídeos; o 'esqueleto' da molécula é formada por açúcares e fosfato intercalados, unidos por ligações fosfodiéster. Os nucleotídeos também ficam ligados a este esqueleto por ligações fosfodiéster, e ligados à cadeia complementar através de pontes de hidrogênio formadas pelas suas bases. A ligação fosfodiéster é uma ligação covalente produzida entre um grupo hidroxila (-OH) e um grupo fosfato, ou seja, trata-se de um (di)éster entre álcool e ácido inorgânico.

Mas observar essa estrutura é difícil, mesmo porque a maioria de nós não possui um bom microscópio de varredura por tunelamento em casa, nós não podemos analisar o DNA diretamente como foi feito nessa fotografia abaixo:

Laboratório Lawrence Berkeley

Então com um pouco de paciência, você pode extrair o DNA na sua cozinha, e ver com o que esta longa cadeia polimérica se assemelha macroscopicamente!

Introdução

Primeiro, você precisa encontrar algo que contenha DNA. Como sabemos, o DNA é o esboço da vida, então qualquer ser vivo o contém. Para este experimento, nós vamos utilizar ervilhas, mas há muitas outras fontes de DNA, que podem ser convenientemente utilizadas nesta mesma experiência, como:

• Espinafre
• Fígado de galinha
• Morangos
• Brócolis
  

Procedimento

Em um liquidificador, coloque meio copo de ervilha (ervilha seca, não em conserva), uma pitada de sal e um copo de água gelada. Triture na potência máxima durante 15 segundos.

Feito isso, passe o conteúdo do liquidificador por uma peneira ou coador, retendo as partículas sólidas maiores.

Em seguida, ao filtrado, adicione 2 colheres de sopa de detergente líquido (aprox. 30ml) e misture um pouco, deixando a mistura repousar de 5 a 10 minutos.

Coloque a mistura em tubos de ensaio ou outro frasco de vidro pequeno (preenchendo apenas 1/3 da capacidade total do frasco com a mistura).

Adicione uma pitada de enzima (vide texto) em cada tubo e mexa gentilmente. Seja cuidadoso! Se mexer com muito vigor, você irá fragmentar o DNA, tornando difícil sua posterior identificação.

Use um 'amaciante de carne' como fonte enzimática (fig. esquerda). Se você não encontrar, utilize uma pequena quantidade de suco de abacaxi ou solução para limpeza de lentes de contato.

Após isso, vagarosamente adicione álcool (70-95% álcool isopropílico ou etílico) pelas paredes do tubo, permitindo que se forme uma camada distinta da mistura de ervilha. Adicione álcool até atingir aproximadamente o mesmo volume da mistura de ervilha.

O álcool é menos denso que a água, e como a solução está saturada com outras substâncias e a adição é lenta, o álcool não dilui-se prontamente e se mantém como uma fase distinta e sobrenadante. Neste ponto, há a formação de uma massa pegajosa e branca exatamente na divisão das duas fases (mistura - álcool), que pode ser manipulada com um pequeno bastão de vidro ou madeira (veja figura a direita).

Este é o DNA! Uma molécula polimérica e fibrosa. O sal que adicionamos ajudou com que ela se mantesse unida. Então o que você vê são aglomerados de muitos pedaços de DNA misturados e fragmentados de um grande número de células vegetais.

O DNA normalmente permanece dissolvido na água, mas quando a saturação da solução ultrapassa um certo limiar formando uma salmoura fraca, e o DNA entra em contato com o álcool, ele se torna insolúvel e precipita-se. A mesma força física que faz com que ocorra esta aglomeração do DNA formando esse precipitado faz com que outras partes de DNA seja aderidas na mesma matriz na medida que entram em contato com o álcool.

Se você desejar guardar essa amostra de DNA, pode movê-la para um outro frasco limpo com álcool.


Referências

[1] http://profs.ccems.pt/OlgaFranco/10ano/biomoleculas.htm
[2] http://learn.genetics.utah.edu/content/labs/extraction/howto
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Permanganato de Tetrabutilamônio

Um ótimo agente oxidante, mas a sua preparação não é facilmente encontrada na internet:

Procedimento

Técnica A - Em um béquer de 500ml, são adicionados 34.0g (100mmol) de mono-hidrogenosulfato de tetrabutilamônio (TBAHS) em 50ml de água gelada. Essa mistura foi tratada com 101ml de NaOH (1 mol/L) e agitado até a dissolução completa. (O pH da solução permaneceu em torno de 11-12). Sob agitação mecânica, adiciona-se gradualmente uma mistura de 29ml de uma solução aquosa 40% de permanganato de sódio (=39g, 110mmol, Aldrich) diluído com 50ml de água gelada, e a massa grossa obtida foi agitada manualmente, em banho de gelo, durante 20 minutos.

Durante este tempo a massa violeta-escura torna-se granulada e fina. Os sólidos foram coletados em Buchner (350ml, porosidade média), a massa bem prensada no funil, lavada com água gelada (8x20ml), deslocada com uma espátula e novamente lavada com mais água (100ml). No estágio final, as águas de lavagens ficaram apenas com uma cor levemente violeta. Os sólidos foram secos em vácuo. Rendimento de 35.78g (99%) de um pó violeta brilhante.

Nota 1: A secagem final em vácuo durou cerca de um dia inteiro. E o produto final foi guardado em frasco âmbar e em geladeira.
Nota 2: Coloquei uma pequena quantidade (100mg) do material seco em uma espátula e depois em contato com uma chama, e queimou rápido e prontamente - como pólvora.

Técnica B - Alternativamente para produzir Bu4NMnO4, você pode misturar equimolarmente soluções aquosas de KMnO4 e Bu4NBr, filtrar, lavar o precipitado com água e éter, secar no vácuo (10.1021/ja00253a023).
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CSI mais próximo da realidade

Na investigação forense, estabelecer a hora da morte é uma peça importantíssima para ajudar a resolver todo o quebra-cabeças. Agora, um novo método estatístico baseado em medidas espectroscópicas, permite que os investigadores determinem a hora da morte a partir de restos de ossos mais rapidamente e muito mais precisamente do que antes, de acordo com pesquisadores da Universidade de Baylor, no Texas.

Uma vez que a carne tenha apodrecido, o esqueleto permanece, mas há poucas técnicas que os cientistas forenses podem recorrer para determinar o intervalo post mortem precisamente; e além disso, em lugares quentes e úmidos a esqueletização ocorre mais rapidamente.

A equipe chefiada por Kenneth Busch, co-diretor do Centro de Espectroscopia Analítica, explica que os ossos perdem água e as proteínas internas decompõe-se em seus aminoácidos constituintes. Os pesquisadores rastrearam essas mudanças usando espectroscopia e então aplicaram um modelo estatístico, para correlacionar o espectro com o intervalo post mortem. Seus testes laboratoriais mostraram uma taxa de erro abaixo de quatro dias para ossos com até 90 dias.

"Em condições ideais no laboratório, o método parece ser muito encorajador," explica Busch. "Uma vez que um modelo de regressão é construído a partir da data espectral, você poderia encontrar a idade dos ossos em questão de minutos, ao invés de levar horas ou dias."

Os pesquisadores usaram 28 diferentes ossos de porco que tinham até 90 dias (porcos são frequentemente usados nos estudos forenses porque possuem grande similaridade com humanos) e usaram espectroscopia de reflectância difusa para obter a hora da morte. Esta técnica é muito sensitiva para o teor de proteínas e umidade; além disso, o que é muito bem vindo quando estamos lidando com provas criminais importantes, esta técnica não é destrutiva.

Os pesquisadores descobriram que o espectro de reflectância difusa (e também espectroscopia de emissão e absorção de UV na faixa visível) não seguiu uma linha reta padrão para a idade dos ossos. Então eles segmentaram os dados em três conjuntos, nos quais foram usados para construir três modelos estatísticos para o processo de datação dos ossos. Eles descobriram que esta aproximação poderia reduzir o erro de predição adicionalmente comparado com o modelo original de 90 dias. A combinação de duas aproximações - um modelo de análise discriminante seguida por um modelo de regressão segmentada - deu resultados ótimos.


Referências

[1] http://www.baylor.edu/chemistry/index.php?id=7255
[2] https://facss.org/contentmgr/showdetails.php/id/32933
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Mountain Dew - FAKE

Pra quem já viu este vídeo (entre outras variações) e pensou, "materiais bem acessíveis e reação impressionante... vou tentar!", não tente... não gaste seu tempo nem seu dinheiro com isso. Porque claro, é óbvio, está na cara que esse vídeo é FAKE! rs

Muito cuidado, a internet está cheia de armadilhas, devemos sempre manter uma postura cética com relação a quase tudo que encontramos aqui. Até publicações acadêmicas possuem um 'índice' de confiabilidade, o IF (fator de impacto, ou 'impact factor'), quanto mais um 'Orkut' e um 'Youtube' da vida...

Essas sodas carbonatadas possuem essencialmente a MESMA composição, variando pouquíssimo de uma pra outra, para dar sabor, cheiro e cor, por exemplo. Não há nada nessas bebidas que possam gerar alguma luminescência com H2O2 e NaCO3.

Uma coisa que notei, e que entrega o vídeo, é que o rapaz não fez quase esforço nenhum, pra abrir a garrafa. Usou poucos pontos de pressão e de apoio em sua superfície. E sabemos que não é tão fácil assim abrir uma garrafinha dessas, ao menos pra mim, não seria. A não ser que ele possua uma força desproporcional nos tendões da mão.

De qualquer forma já há muitos vídeos de tentativas frustradas. Então não seja o próximo! rs

Provavelmente, o autor malandrão, fez previamente uma misturinha básica de Luminol, NH4CO3, CuSO4 e depois, o NaCO3 e finalmente, H2O2. Agora sim... OK!

Uma outra possibilidade é a utilização daqueles "light sticks" ou "neon stiks" vendidos em festas, que ao misturar dois reagentes há uma reação quimioluminescente, e o autor deste vídeo teria se prevalecido disso misturando previamente essas substâncias na garrafa. (há maiores detalhes na figura ao lado, clique para ampliar)

Ou o que é muito provável também, o fabricante desses venenos, tentam através da má-fé, auto-promover sua marca. Boicote a Mountain Dew!
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A cor do outono

Na minha opinião o outono é certamente a estação mais bela do ano, se levarmos em consideração o seu efeito na natureza, ou vice e versa. :) Uma simples busca no Google, revela a beleza dessa estação.

Alguns vegetais nessa época do ano, sofrem um fenômeno que afeta a cor verde normal das suas folhas e arbustos. Por algumas semanas, uma variedade de cores incluindo o amarelo intenso, laranja e o vermelho, dominam a paisagem. E há muito tempo essas cores tem sido atribuídas aos carotenóides e flavonóides presentes no vegetal.

Na verdade essas cores já estão presentes, mas não são visíveis devido a predominância da cor verde da clorofila. No outono a clorofila "desaparece", desmascarando estas cores escondidas. Mas essa não é toda a história de acordo com cientistas australianos. Eles demonstraram pela primeira vez a origem exata dessa cor, e está relacionada também com um produto da quebra da clorofila.

O processo de quebra (ou desarranjo) da clorofila foi considerado um enigma até cerca de 20 anos atrás, quando o primeiro produto de quebra não-verde da clorofila foi descoberto. Como esses produtos são incolores, eles sempre foram entendidos como não contribuidores para as cores vistas no outono. Clique na figura para ampliar.

Fig. 1 Esboço dos passos da quebra da clorofila em folhas senescentes da Cercidiphyllum japonicum: fórmula estrutural da feoforbida a(Pheoa), do catabólito da clorofila vermelha (RCC - Red Chlorophyll Catabolite), do catabólito fluorescente primário (pFCC - primary fluorescent chlorophyll catabolite), a formulação constitucional do Cj-NCC-1 (1), um catabólito "não fluorescente" da clorofila (NCC), e finalmente o Cj-YCC (2).

Esses catabólitos são considerados o produto final da quebra da clorofila, mas agora foi demonstrado que eles podem ser oxidados para dar um composto de coloração amarela (produto 2, vide Fig. 1).

A similaridade da estrutura desses catabólitos com a bilirrubina, um composto natural que protege as células, pode sugerir que eles possuem também uma importante propriedade fisiológica. Os pesquisadores ainda pretendem descobrir qual é esta função ou funções que esses catabólitos exercem nas plantas.


Referências

[1] A yellow chlorophyll catabolite is a pigment of the fall colours
Tools and Resources, Simone Moser, Markus Ulrich, Thomas Müller and Bernhard Kräutler, DOI: 10.1039/b813558d
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Chlorophyll
[3] http://pt.wikipedia.org/wiki/Bilirrubina
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Fluoralcanos: bons solventes

Pesquisadores europeus descobriram que usar solventes fluoretados na metasíntese de olefinas aumenta substancialmente os rendimentos nessa reação.

Essas reações fazem parte de uma extensa literatura sobre as transformações orgânicas sintéticas. Elas provêm uma forma eficiente e seletiva para quebrar e refazer ligações duplas carbono-carbono, permitindo que o grupo substituinte seja trocado, e são usualmente catalizados por complexos orgânicos de metais de transição. Especificamente catalizadores convencionais de Rutênio:


Estes catalizadores disponíveis comercialmente são populares mas frequentemente tidos como ineficientes, principalmente em reações de múltiplos passos na síntese de produtos naturais e moléculas biologicamente ativas.


Os pesquisadores encontraram uma forma eficiente para aumentar os rendimentos dessas reações utilizando esses catalizadores juntamente com solventes aromáticos fluoretados.

Em particular, eles reportaram que é possível aumentar o rendimento dessas reações de em até 18 vezes, somente na mudança do solvente (e.g.: utilizando o perfluorotolueno ao invés do 1,2-dicloroetano).

Referências

[1] http://www.rsc.org/Publishing/Journals/CC/article.asp?doi=b816567j
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O segredo da lagartixa

A corrida para encontrar materiais "pegajosos" como o pé de uma lagartixa é intensa. Agora mais uma descoberta, segundo um relato publicado na última edição da Science por uma equipe formada por quatro instituições americanas.

Hoje em dia, os cientistas têm se interessado muito nessa habilidade que as lagartixas tem em percorrer livremente as paredes e tetos, sustentando-se apenas por suas patas. E já se passaram oito anos desde a descoberta de que esta habilidade está relacionada com a presença de milhares de pequeníssimos pêlos alinhados nos dedos das lagartixas. Estes pêlos elásticos ramificados tiram proveito de uma força atrativa em escala atômica (força de van der Waals, ou força de dipolo-induzido), que causam tamanha aderência e sustentam, surpreendentemente, cargas relativamente pesadas. Agora os pesquisadores encontraram uma forma de mimetizar o efeito causado por esses pêlos, usando polímeros ou nanotubos de carbono.

O novo material tem um poder de aderência três vezes mais forte (aproximadamente 100 newtons por centímetro quadrado) do que o recorde anterior, e nada menos que dez vezes mais forte do que os pés da lagartixa por si só. A pesquisa publicada na Science descreve uma melhoria baseada em um material constituído de nanotubos de carbono, que pela primeira vez criou uma força adesiva direcionalmente variada, ou seja, o novo material poderia dar aos pés artificiais da lagartixa a habilidade de aderência em superfícies verticais e ao mesmo tempo permitir que sejam facilmente desgrudados quando necessário.

Além desta primeira possibilidade encontrada pelos pesquisadores, o material pode ter muitas outras aplicações tecnológicas como unir dispositivos eletrônicos e substituir os adesivos convencionais no vácuo interespacial.

"A resistência a tensão de cisalhamento (força aplicada em sentidos opostos) mantém o adesivo de nanotubo preso fortemente na superfície vertical, mas você pode removê-lo facilmente puxando na direção certa" explica Dayton's Liming, um dos pesquisadores.

O segredo no novo material é o uso de uma matriz anisotrópica de nanotubos de carbono multi-facetada com os topos "encrespados" e dobrados, aumentando significantemente a área em contato com os átomos das superfícies, então as forças eletrostáticas em escala atômica interagem para gerar a forte aderência.

Puxando o material paralelamente a direção dos nanotubos, apenas suas pontas se mantém em contato e a força total atrativa é reduzida (veja a figura esquemática ao lado).

Referências

[1] Carbon Nanotube Arrays with Strong Shear Binding-On and Easy Normal Lifting-Off, Science, 322: 238-242, 2008
[2] http://academic.udayton.edu/LimingDai/
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