¡El Museo de la Ciencia de Valladolid te invita a descubrir la Tabla Periódica mediante una APP!

¡El Museo de la Ciencia de Valladolid te invita a descubrir la Tabla Periódica mediante una APP!

¡El Museo de la Ciencia de Valladolid te invita a descubrir la Tabla Periódica! ¿Eres estudiante o profesor y buscas una herramienta didáctica útil y atractiva? ¿Te interesa el tema o sientes curiosidad? ¿Recuerdas la Tabla Periódica como una pesadilla…? En esta App interactiva encontrarás todos los secretos de los elementos químicos y las claves para comprender cómo se ordenan, gráficas de abundancias y producción mundial, un glosario, Tablas de todo el mundo... y mucho más. ¡A un click en tu dispositivo móvil!

Así se presenta “MENDELEVIUM”, una App del Museo de la Ciencia de Valladolid para dispositivos móviles. Lleva el nombre latino del elemento que rinde homenaje a Dmitri Mendeléiev, químico ruso y padre de la Tabla Periódica.
El proyecto de creación de esta App, titulado “Mendelevio y Cía. Tabla Periódica para todos”, ha sido realizado gracias a una subvención de la FECYT, dentro de su Convocatoria de ayudas 2013. Los contenidos han sido elaborados por el Museo con la inestimable colaboración de varios investigadores de la Real Sociedad Española de Química que imparten clase en la UVa.
Desde 2011, Año Internacional de la Química, el Museo cuenta con una sala permanente llamada “La Química a escena”, presidida por una Tabla Periódica 3D gigante (8 m x 3 m), cuyas casillas son cubos que contienen elementos químicos nativos, minerales, objetos cotidianos… Una pantalla táctil permite interaccionar con este módulo a través de una aplicación diseñada ad-hoc. “Mendelevium” es una versión de esa aplicación, actualizada y adaptada para dispositivos móviles.
Desde los mercados para Android y Apple se puede descargar de forma gratuita esta App, en español o en inglés, según el idioma predeterminado del dispositivo, que puede ser un Smartphone, Tablet, iPhone o iPad. Una vez instalada, la aplicación no necesita conexión a Internet.
La App abre una Tabla Periódica interactiva, con los Grupos en distintos colores, y una breve descripción de cada uno. Es posible visualizar las casillas en texto o imágenes, e iluminar los elementos que se encuentran en estado gaseoso, líquido, sólido, o son sintéticos. El último elemento incluido es el Ununoctio, de número atómico 118, detectado por primera vez en 2002.
Pulsando sobre cada elemento, aparece información sobre sus propiedades químicas, características, obtención, usos, historia e imágenes. Y desde todas las pantallas se puede consultar un amplio glosario de términos químicos.
La abundante información complementaria contenida en esta App le da un valor añadido frente a otras aplicaciones similares en el mercado. Así, se ofrecen gráficas de producción mundial de numerosos elementos, gráficas de abundancias de los elementos en distintos escenarios físicos, y listas de los elementos ordenados por nombre, número atómico o año de descubrimiento, con información sobre los científicos descubridores.
Como oferta más lúdica, el usuario puede evaluar sus conocimientos mediante un “Quimitest”, y disfrutar de una completa colección de imágenes de tablas periódicas de todo el mundo (desde un bajorrelieve en homenaje a Mendeléiev hasta esta misma App, pasando por la Tabla Periódica dibujada en un pelo humano mediante nanotecnología o impresa en un bus).
Finalmente, una veintena de preguntas con sus respuestas son la herramienta “Para entender la Tabla Periódica".
Confiamos en que el uso y disfrute de esta App, y la visita a la Sala de Química del Museo, te ayuden a descubrir esta apasionante ciencia y a recordar que...¡tú eres Química… y el resto del Universo, también!

MÁS INFORMACIÓN, PINCHANDO ESTOS ENLACES:

http://pilariglesiasdelatorre2.blogspot.com.es/2014/12/el-museo-de-la-ciencia-de-valladolid-te.HTML

http://www.alkaidediciones.com/foro/index.php?topic=3424.msg15109#msg15109

http://www.alkaidediciones.com/revista_21.html

Un catalizador más eficiente para reducir dióxido de carbono/A more efficient catalyst to reduce carbon dioxide

Illustration courtesy of Feng Jiao

Un equipo de investigadores de la Universidad de Delaware ha desarrollado un catalizador altamente selectivo capaz de convertir electroquímicamente el dióxido de carbono - gas de efecto invernadero en monóxido de carbono con una eficiencia del 92 por ciento. El monóxido de carbono se puede usar para desarrollar productos químicos. Los investigadores han publicado sus hallazgos en Nature Communications .
Según Feng Jiao, profesor asistente de Ingeniería Química y Biomolecular e investigador principal del proyecto "La conversión del dióxido de carbono en productos químicos útiles de manera selectiva y eficaz, sigue siendo un reto importante en la investigación de energías renovables y sostenibles".
Los investigadores encontraron que un electrocatalizador de plata nano-porosa, resultaba 3000 veces más activo que si era de plata policristalina, el catalizador más comúnmente utilizado para convertir dióxido de carbono en productos químicos útiles.
La plata se considera un material prometedor como catalizador de la reducción del dióxido de carbono, debido a que es altamente selectiva - aproximadamente 81 por ciento - y porque es mucho más barata que otros catalizadores hechos con metales preciosos. Además, y debido a su carácter inorgánico, la plata es más estable en condiciones agresivas para los catalizadores.
Según Jiao, su excepcionalmente alta actividad se debe probablemente debida a la superficie interior altamente curvada y extremadamente larga de este electrocatalizador desarrollado por la Universidad de Delware, la cual es aproximadamente 150 veces más grande y 20 veces intrínsecamente más activa que la plata policristalina. Jiao argumenta que los puntos activos situados sobre la superficie interna curvada precisan un voltaje mucho menor de lo esperado, para superar la barrera de la energía de activación necesaria para producir la reacción.
El monóxido de carbono resultante puede ser utilizado como materia prima industrial para fabricar combustibles sintéticos, reduciendo a la vez las emisiones industriales de dióxido de carbono hasta en un 40 por ciento .
Para validar sus hallazgos, los investigadores compararon el catalizador de plata nano-porosa con otros potenciales electrocatalizadores de dióxido de carbono, hechos con plata policristalina o con otras nanoestructuras, tales como nanopartículas de plata y nanocables. Las pruebas realizadas en idénticas condiciones confirmaron las significativas ventajas del catalizador de plata nanooporosa sobre otros catalizadores de plata en medios acuosos.
La reducción de las emisiones de dióxido de carbono de efecto invernadero, procedentes del uso de combustibles fósiles se considera crítica para la supervivencia de nuestra sociedad. Durante los últimos 20 años, la reducción electrocatalítica del dióxido de carbono ha llamado mucho la atención debido a la posibilidad de utilizar electricidad procedente de fuentes de energía renovables como la eólica, solar y la de las mareas.
Un informe de 2007 del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático indicó que el 19 por ciento de las emisiones de gases de efecto invernadero provenían en 2004 de la industria.
Según Liao, "la conversión selectiva del dióxido de carbono en monóxido de carbono es una ruta prometedora para obtener energía limpia pero es un proceso técnicamente difícil de llevar a cabo. Tenemos la esperanza de que el catalizador desarrollado pueda allanar el camino a futuros avances en este área".

Imagen de/Image from University of Delaware

A team of researchers at the University of Delaware has developed a highly selective catalyst capable of electrochemically converting carbon dioxide -- a greenhouse gas -- to carbon monoxide with 92 percent efficiency. The carbon monoxide then can be used to develop useful chemicals. The researchers recently reported their findings in Nature Communications.
"Converting carbon dioxide to useful chemicals in a selective and efficient way remains a major challenge in renewable and sustainable energy research," according to Feng Jiao, assistant professor of chemical and biomolecular engineering and the project's lead researcher.
The researchers found that when they used a nano-porous silver electrocatalyst, it was 3,000 times more active than polycrystalline silver, a catalyst commonly used in converting carbon dioxide to useful chemicals.
Silver is considered a promising material for a carbon dioxide reduction catalyst because of it offers high selectivity -- approximately 81 percent -- and because it costs much less than other precious metal catalysts. Additionally, because it is inorganic, silver remains more stable under harsh catalytic environments.
The exceptionally high activity, Jiao said, is likely due to the University of Delaware-developed electrocatalyst's extremely large and highly curved internal surface, which is approximately 150 times larger and 20 times intrinsically more active than polycrystalline silver. Jiao explained that the active sites on the curved internal surface required a much smaller than expected voltage to overcome the activation energy barrier needed drive the reaction.
The resulting carbon monoxide can be used as an industry feedstock for producing synthetic fuels, while reducing industrial carbon dioxide emissions by as much as 40 percent.
To validate whether their findings were unique, the researchers compared the UD-developed nano-porous silver catalyst with other potential carbon dioxide electrocatalysts including polycrystalline silver and other silver nanostructures such as nanoparticles and nanowires. Testing under identical conditions confirmed the nano-porous silver catalyst's significant advantages over other silver catalysts in water environments.
Reducing greenhouse carbon dioxide emissions from fossil fuel use is considered critical for human society. Over the last 20 years, electrocatalytic carbon dioxide reduction has attracted attention because of the ability to use electricity from renewable energy sources such as wind, solar and wave.
A 2007 Intergovernmental Panel on Climate Change report stated that 19 percent of greenhouse gas emissions resulted from industry in 2004, according to the Environmental Protection Agency's website.
"Selective conversion of carbon dioxide to carbon monoxide is a promising route for clean energy but it is a technically difficult process to accomplish," said Jiao. "We're hopeful that the catalyst we've developed can pave the way toward future advances in this area."

Tomado de /Taken from Science Daily

Resumen de la publicación científica/Abstract of the paper
A selective and efficient electrocatalyst for carbon dioxide reduction
Q. Lu,J. Rosen, Y. Zhou, G.S. Hutchings, Y.C. Kimmel, J.G. Chen and F. Jiao
Nature Communications 5:3242; doi:10.1038/ncomms4242; Published 30 January 2014

Abstract
Converting carbon dioxide to useful chemicals in a selective and efficient manner remains a major challenge in renewable and sustainable energy research. Silver is an interesting electrocatalyst owing to its capability of converting carbon dioxide to carbon monoxide selectively at room temperature; however, the traditional polycrystalline silver electrocatalyst requires a large overpotential. Here we report a nanoporous silver electrocatalyst that is able to electrochemically reduce carbon dioxide to carbon monoxide with approximately 92% selectivity at a rate (that is, current) over 3,000 times higher than its polycrystalline counterpart under moderate overpotentials of less 0.50 V. The high activity is a result of a large electrochemical surface area (approximately 150 times larger) and intrinsically high activity (approximately 20 times higher) compared with polycrystalline silver. The intrinsically higher activity may be due to the greater stabilization of CO2 − intermediates on the highly curved surface, resulting in smaller overpotentials needed to overcome the thermodynamic barrier.

El sofrito reduce el riesgo de enfermedad cardiovascular/Spanish 'sofrito' reduces cardiovascular disease risks

Ingredientes del sofrito/Sofrito ingredients

La combinación de tomate, aceite de oliva, ajo y cebolla en un sofrito aumenta la cantidad de polifenoles y carotenoides, compuestos biosaludables que ayudan, respectivamente, a prevenir las enfermedades cardiovasculares y el cáncer. Así lo recoge un estudio de la Universidad de Barcelona y la red CIBERobn que confirma al sofrito como un elemento esencial en la dieta mediterránea.
El estudio PREvención con DIeta MEDiterránea (PREDIMED) ha demostrado recientemente la asociación entre dieta mediterránea y bajo índice de enfermedad cardiovascular. En el cuestionario usado de referencia se preguntaba al consumidor la frecuencia con la que tomaba verduras, pasta, arroz y otros platos acompañados con sofrito, pero nunca se habían analizado los compuestos beneficiosos de este producto.
Ahora investigadores de la Universidad de Barcelona (UB) y el Centro de Investigación Biomédica en Red - Fisiopatología de la Obesidad y Nutrición (CIBERobn) del Instituto de Salud Carlos III, en colaboración con el Hospital Clínic de Barcelona, han identificado por primera vez los polifenoles y carotenoides –sustancias antioxidantes beneficiosas para la salud– que lleva el sofrito, mediante una técnica de espectrometría de masas de alta resolución.
Los resultados se publican en la revista Food Chemistry y revelan la presencia de al menos 40 tipos de polifenoles. “Estos compuestos que producen las plantas y tomamos en la dieta se asocian con una disminución de la enfermedad cardiovascular”, destaca a SINC Rosa María Lamuela, investigadora de la UB y responsable del trabajo.
Otros de los compuestos bioactivos encontrados en el sofrito son los carotenoides y la vitamina C. Diversos estudios han demostrado que la ingesta de carotenoides, como el licopeno, previene el cáncer de próstata, y el consumo de alimentos ricos en beta-caroteno, ayudan a reducir la incidencia del cáncer de pulmón.
“Con un consumo diario de 120 gramos de sofrito –añadido a la pasta, por ejemplo– la ingesta de polifenoles totales es de 16 a 24 miligramos por porción y de 6 a 10 miligramos en el caso de los carotenoides”, señala Lamuela. El equipo analizó diez tipos de sofritos comerciales, “aunque los resultados son extensibles al sofrito casero, ya que, en general –y sin contar las sustancias espesantes– tienen los mismos ingredientes: tomates, cebollas, ajo y aceite”. La unión de estos alimentos suma los compuestos biosaludables que tienen cada uno por separado.
Respecto al aceite, los científicos recomiendan utilizar mejor el de oliva virgen que el de girasol. De hecho, ahora están buscando la proporción ideal de los cuatro ingredientes, y parece que la presencia de un 10% de aceite de oliva extra virgen ofrece muy buenos resultados en las propiedades del sofrito.
Los investigadores también han efectuado un análisis estadístico con los niveles de compuestos fenólicos y carotenoides encontrados en cada sofrito, lo que les ha permitido identificar marcadores que diferencian los componentes de cada marca.

Pirámide de la dieta mediterránea/Mediterranean diet pyramid

The combination of tomato, olive oil, garlic and onion in a sofrito increases the amount of polyphenols and carotenoids. These bioactive compounds respectively help to prevent cardiovascular diseases and cancer. This is contained in a study carried out by the University of Barcelona and the CIBERobn network, Spain, which confirms sofrito as an essential part of the Mediterranean diet.
The study, PREvention with a MEDiterranean Diet (PREDIMED) has recently shown the link between the Mediterranean diet and low levels of cardiovascular disease. The questionnaire used as a reference asked consumers how often they ate vegetables, pasta, rice and other dishes made with sofrito, but the beneficial compounds of this product had never been analysed.
Now researchers from the University of Barcelona (UB) and the Biomedical Research Centres Network – Physiopathology of Obesity and Nutrition (CIBERobn) of the Carlos III Health Institute, have for the first time identified polyphenols and carotenoids, healthy antioxidant substances, in sofrito, by using a high resolution mass spectrometry technique.
The results have been published in the ‘Food Chemistry’ magazine and they show the presence of at least 40 types of polyphenols. “These compounds produced by plants and which we eat are related to reduced cardiovascular diseases", Rosa María Lamuela, researcher at the UB and the person responsible for the project, told SINC.
Other bioactive compounds found in the sofrito are carotenoids and vitamin C. Various studies have shown that the intake of carotenoids such as lycopene prevents prostate cancer and the consumption of foods rich in beta-carotene help to reduce the incidence of lung cancer.
“Eating a daily amount of 120 grams of sofrito, added to pasta for example, the total intake of polyphenols is 16 to 24 milligrams per portion and 6 to 10 milligrams in the case of carotenoids”, explains Lamuela. The team analysed ten types of commercial sofritos, “although the results do apply to homemade sofrito, given that they generally include the same ingredients, without taking into account thickeners: tomatoes, onions, garlic and oil”. The combination of these foods equals the bio-health compounds of each one separately.
With regard to oil, scientists recommend using virgin olive oil instead of sunflower oil. In fact, they are now looking for the ideal proportion of the four ingredients and it would seem that the inclusion of 10% extra virgin olive oil gives very good results in the sofrito properties.
Researchers have also performed a statistical analysis with the levels of phenolic and carotenoid compounds present in each sofrito, which has enabled them to identify markers that differentiate the components of each brand.

Tomado de/Taken from SINC (Español/English)

Resumen de la publicación/Abstract of the paper
Bioactive compounds present in the Mediterranean sofrito
A. Vallverdú-Queralt, J.F. Rinaldi de Alvarenga, R. Estruch and R.M.Lamuela-Raventos
Food Chemistry 141 (4); 3365–3372, 2013
Abstract
Sofrito is a key component of the Mediterranean diet, a diet that is strongly associated with a reduced risk of cardiovascular events. In this study, different Mediterranean sofritos were analysed for their content of polyphenols and carotenoids after a suitable work-up extraction procedure using liquid chromatography/electrospray ionisation-linear ion trap quadrupole-Orbitrap-mass spectrometry (LC/ESI-LTQ-Orbitrap-MS) and liquid chromatography/electrospray ionisation tandem triple quadrupole mass spectrometry (LC/ESI-MS-MS). In this way, 40 polyphenols (simple phenolic and hydroxycinnamoylquinic acids, and flavone, flavonol and dihydrochalcone derivatives) were identified with very good mass accuracy (<2 mDa), and confirmed by accurate mass measurements in MS and MS2 modes. The high-resolution MS analyses revealed the presence of polyphenols never previously reported in Mediterranean sofrito. The quantification levels of phenolic and carotenoid compounds led to the distinction of features among different Mediterranean sofritos according to the type of vegetables (garlic and onions) or olive oil added for their production.

23 de octubre: Día del Mol/October 23: Mole's Day

El día del mol se celebra todos los años, el día 23 de octubre entre las 6:02 de la mañana y las 6:02 de la tarde. Conmemora el Número de Avogadro (6,02.10^23) que es la únidad básica de cantidad de materia en el Sistema Internacional. Comenzó a celebrarse como para aumentar el interés en la Química. Las escuelas de Estados Unidos y de todo el mundo suelen celebrar este día con diversas actividades relacionadas con la Química y los moles.
El Número se denomina así en honor del italiano Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro (1776-1856), conde de Quaregna e Cerreto, quien propuso por primera vez que el volumen de un gas (a una presión y temperatura dadas) es proporcional al número de átomos o moléculas, independiente del gas que se trate.
Avogadro formuló su hipótesis en un artículo publicado el 14 de julio de 1811 en el Journal de Physique, de Chimie et d'Histoire naturelle con el título; Essai d'une manière de déterminer les masses relatives des molecules élémentaires des corps, et les proportions selon lesquelles elles entrent dans ces combinaisons. El valor de la constante fue calculado por primera vez por Johann Josef Loschmidt en 1865, y fue el físico francés Jean Perrin (Premio Nobel de Física en 1926) el que propuso en 1909 nombrar la constante en honor de Avogadro, que recibió el reconocimiento de los científicos 53 años después de su muerte.

Celebrated annually on October 23 from 6:02 a.m. to 6:02 p.m., Mole Day commemorates Avogadro's Number (6.02 x 10^23), which is the basic measuring unit of matter in the International System. Mole Day was created as a way to foster interest in chemistry. Schools throughout the United States and around the world celebrate Mole Day with various activities related to chemistry and/or moles.
The Avogadro constant is named after the early nineteenth-century Italian scientist Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro (1776-1856), who first proposed that the volume of a gas (at a given pressure and temperature) is proportional to the number of atoms or molecules regardless of the nature of the gas.
Avogadro proposed his hypothesis in a paper published the 14th of July of 1811 in the Journal de Physique, de Chimie et d'Histoire naturelle with the title; Essai d'une manière de déterminer les masses relatives des molecules élémentaires des corps, et les proportions selon lesquelles elles entrent dans ces combinaisons. The value of the constat was first calculated in 1865 by Johann Josef Loschmidt, whereas the French physicist Jean Perrin (Nobel Prize in Physics 1926) proposed in 1909 to name the constant in honor of Avogadro, who received at last the acknowledgement of the scientific world, 53 years after his death.


Publicación original de Avogadro/Original Avogadro's paper
Avogadro, Amedeo. 1811. Essai d'une manière de déterminer les masses relatives des molecules élémentaires des corps, et les proportions selon lesquelles elles entrent dans ces combinaisons.
Journal de Physique, de Chimie et d'Histoire naturelle. 73. 58-76.

Un químico español referencia en el Nobel 2013/A Spanish chemist cited in the 2013 Nobel Prize

Martin Karplus, Michael Levitt y Arieh Warshel han sido galardonados con el Premio Nobel de Química 2013 por su trabajo en el desarrollo de los métodos multiescala, claves para sentar las bases de la química computacional moderna
El profesor español Feliu Maseras, del Instituto Catalán de Investigación Química (ICIQ) aparece citado en la documentación de la Fundación Nobel: ‘Importantes contribuciones han sido aportadas no sólo por los tres galardonados de este año, sino también por muchos otros incluyendo J. Gao, F. Maseras y K. Morokuma, U.C. Sing y P. Kollman y H.H. Senn y W. Thiel’.
La relevancia de la investigación merecedora del premio Nobel de Química de este año, puede entederse mejor en palabras del propio Maseras
"Los tres investigadores premiados contribuyeron de manera fundamental al desarrollo inicial de los métodos multiescala, que son métodos que posibilitan el estudio de moléculas muy grandes mediante química computacional, en el ordenador.
Los métodos multiescala añaden otra dimensión a la química computacional, ya que se utilizan distintos métodos para distintas regiones del mismo sistema químico a estudiar. El caso más típico es la utilización de un método cuántico, preciso pero caro, para describir una región pequeña del sistema, y un método de mecánica molecular, con menos coste computacional, para el resto del sistema.
En muchos sistemas químicos existen regiones muy específicas que hay que describir con mayor precisión. Por ejemplo, las enzimas contienen un centro activo bien determinado y de tamaño relativamente pequeño y una región de proteína mucho mayor que engloba al centro activo y se diferencia mucho de éste. En este caso, gracias a los métodos multiescala, podemos estudiar el sistema global, ya que se aplican métodos cuánticos en el estudio del centro activo y métodos de mecánica molecular para el resto.
Warshel y Levitt publicaron el primer artículo que describía los métodos multiescala, en los años 70, pero en aquel momento no tuvo mucha repercusión porque era una investigación muy avanzada para su época y no se podía aplicar, ya que requería el uso de ordenadores más potentes que los que existían entonces. Más tarde, en la década posterior, apareció el trabajo de Karplus, que hizo una adaptación del método desarrollado por Warshel y Levitt que permitió extender su aplicación en el campo del cálculo de sistemas bioquímicos. Su trabajo sentó las bases para la expansión de este tipo de métodos que tuvo lugar en la última década del siglo pasado.
El desarrollo de estos métodos posibilita el estudio teórico de reacciones enzimáticas, como por ejemplo el proceso acoplamiento de un medicamento a su proteína diana. También se pueden aplicar de manera exitosa en otras áreas de la química, como en procesos complejos de catálisis homogénea."
Feliu Maseras trabajó con otra de las grandes figuras en el mundo de los métodos multiescala, el profesor Morokuma. Una de sus investigaciones conjuntas, la que aparece citada en la descripción que ha facilitado la Real Academia Sueca de las Ciencias acerca de la investigación premiada en esta última edición, consiste en una adaptación y generalización de los métodos multiescala para facilitar su aplicación en otros campos de la química, distintos de la bioquímica, como la catálisis homogénea.
Ésta es la segunda vez que el profesor Maseras aparece nombrado como referencia en los Nobel. El profesor Akira Suzuki, Premio Nobel de Química en 2010, en la Nobel Lecture que tuvo lugar el 8 de diciembre de 2010 en la Universidad de Estocolmo, también hace referencia a un artículo del profesor Maseras sobre una investigación desarrollada en el ICIQ.

Feliu Maseras

Martin Karplus, Michael Levitt and Arieh Warshel have been awarded the Nobel Prize 2013 in Chemistry for their work on the development of multiscale methods, keys to lay the foundations of modern computational chemistry.
The Spanish professor Feliu Maseras, from the Instituto Catalán de Investigación Química (ICIQ), has been cited in the documents of the Nobel Foundation: 'Important contributions have been given not only by this year's laureates but also by many others including J. Gao, F. Maseras and K. Morokuma, C.U. Sing and P. Kollman and H. H. Senn and W. Thiel'.
The relevance of the research awarded with this year's Nobel Prize in Chemistry, can be better understended using the own Maseras's words
"The three laureates' contribution was pivotal to the initial development of multiscale methods, which are methods that allow the study of very large molecules by computational chemistry.
Multiscale methods add another dimension to computational chemistry, as they use different methods for different regions of the same chemical system. The most typical case is the use of quantum methods, which are accurate but expensive, to describe a small region of the system, and a method of molecular mechanics, with less computational cost, for the entire system.
In many chemical systems there are very specific regions that require a more accurate description. For instance, an enzyme consists of a well-defined and relatively small in size active site, and a much larger protein region surrounding the active center and very different from this one. In this case, multiscale methods allows the study of the global system: Quantum methods are applied in the study of the active site whereas molecular mechanics methods are used for the rest of the system.
Warshel and Levitt published the first article describing multiscale methods back in the 70s. At that time, those results did not have much impact because the investigation was very advanced for its time and it could not be applied, since it required the use of more powerful computers than did not exist back then. Karplus' results appeared a decade afterwards. He adapted the method developed by Warshel and Levitt to make it suitable for a wider application in the field of biochemical systems calculation. His work laid the foundations for the expansion of such methods, which took place in the last decade of the last century.
The development of these methods enables the theoretical study of enzymatic reactions, such as the coupling process of a drug to its target protein. They can also be successfully applied in other areas of chemistry, such as complex processes in homogeneous catalysis."
Feliu Maseras has worked with another of the great figures in the world of multiscale methods, Professor Morokuma. One of their joint research papers, the one that is mentioned in the description that has facilitated the Royal Swedish Academy of Sciences, deals with an adaptation of multiscale methods to facilitate its application in other chemistry fields, other than biochemistry, like for instance homogeneous catalysis.
This is the second time that Professor Maseras is referenced in the Nobels. Professor Akira Suzuki, Nobel Prize in Chemistry in 2010, also refers to an article by Professor Maseras during his Nobel Lecture at the University of Stockholm in December 8th, 2010.

Tomado de /Taken from ICIQ

Resumen del trabajo de Maseras citado por la Fundación Nobel/Abstract of the Masera's paper cited by the Nobel Foundation

IMOMM: A new integrated ab initio + molecular mechanics geometry optimization scheme of equilibrium structures and transition states
Feliu Maseras and Keiji Morokuma
Journal of Computational Chemistry 1995 16(9) 1170–1179
Abstract
A new computational scheme integrating ab initio and molecular mechanics descriptions in different parts of the same molecule is presented. In contrast with previous approaches, this method is especially designed to allow the introduction of molecular mechanics corrections in full geometry optimizations concerning problems usually studied through ab initio calculations on model systems. The scheme proposed in this article intends to solve some of the systematic error associated with modeling through the use of molecular mechanics corrections. This method, which does not require any new parameter, evaluates explicitly the energy derivatives with respect to geometrical parameters and therefore has a straightforward application to geometry optimization. Examples of its performance on two simple cases are provided: the equilibrium geometry of cyclopropene and the energy barriers on SN2 reactions of alkyl chloride systems. Results are in satisfactory agreement with those of full ab initio calculations in both cases

Nanotransistores sin Silicio/Nanotransistor without Silicon

Durante décadas, los dispositivos electrónicos han sido cada vez más y más y más pequeños. Hoy día es sencillo, e incluso rutinario  poner millones de transistores en un único chip de silicio.
Pero los transistores basados en semiconductores no pueden ir más allá. Según el físico Yoke Khin Yap, de la Universidad Tecnológica de Michigan "Al ritmo que progresa la tecnología actual, en 10 o 20 años, no seremos capaces de hacer algo más pequeño”, y continúa "además, los semiconductores tienen otra desventaja: pierden mucha energía en forma de calor."
Los científicos han experimentado con diferentes materiales y diseños de transistores para abordar estas cuestiones, pero siempre utilizando semiconductores como el silicio. Ya en 2007, Yap buscaba algo diferente que pudiera abrir la puerta a una nueva era de la electrónica. "La idea era hacer un transistor a nanoescala con metales a nanoescala en la parte superior . Eso puede hacerse, si se coge un trozo de plástico, y se extiende de la forma adecuada, polvo metálico por encima. Pero queríamos hacerlo a nanoescala. Así que elegimos un aislante de nanotubos de nitruro de boro como sustrato (BNNT)"
El equipo de Yap había descubierto como fabricar alfombras virtuales de BNNT que resultaron ser aislantes y muy resistentes a la carga eléctrica. Utilizando láseres, se colocaron puntos cuánticos de oro (QD) de 3 nm de diámetro encima de los BNNNt formando QD-BNNT. Los nanotubos de nitruro de boro han esultado ser sustratos perfectos para los puntos cuánticos, debido a su naturaleza aislante y sobre todo a su diámetro pequeño, uniforme y controlable..
Al colocar electrodos a temperatura ambiente en los extremos de los QD-BNNT, con ayuda de científicos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, sucedió algo muy interesante: los electrones saltaban con precisión de un punto de oro a otro, un fenómeno conocido como túnel cuántico
“Imaginemos que los los nanotubos son un río, con une un electrodo en cada orilla. Ahora imaginemos que hay piedras muy delgadas en el lecho del río. Los electrones saltan de piedra en piedra y como éstas son tan pequeñas, solo puede haber un electrón encima cada vez, y todos los electrones saltan de la misma forma, por lo que el artefacto es estable"
El equipo de Yap había construido un transistor sin usar semiconductores. Si el voltaje aplicado es grande, el artefacto conduce la corriente, pero cuando es bajo o se desconecta, el sistema vuelve a su estado aislante natural. Además, no hayfugas de electrones desde los puntos de oro, por lo que el canal conductor siempre permanece frío. Por el contrario, el silicio sufre fugas que consumen energía y hace que los artefactos electrónicos habituales generen gran cantidad de calor. Esto permite que el sistema de Yap opere a temperatura ambiente y no a la temperatura del helio líquido como hacen otros sistemas que aprovechan el efecto túnel.
La clave es el tamaño submicroscópico: una micra de largo y unos 20 nm de ancho que puede en teoría reducirse aún más, si se disminuye la distancia entre los puntos de oro hasta fracciones de una micra.
El equipo de Yap ha patentado su descubrimiento a nivel internacional

For decades, electronic devices have been getting smaller, and smaller, and smaller. It’s now possible—even routine—to place millions of transistors on a single silicon chip.
But transistors based on semiconductors can only get so small. “At the rate the current technology is progressing, in 10 or 20 years, they won’t be able to get any smaller,” said physicist Yoke Khin Yap of Michigan Technological University. “Also, semiconductors have another disadvantage: they waste a lot of energy in the form of heat.”
Scientists have experimented with different materials and designs for transistors to address these issues, always using semiconductors like silicon. Back in 2007, Yap wanted to try something different that might open the door to a new age of electronics.“The idea was to make a transistor using a nanoscale insulator with nanoscale metals on top,” he said. “In principle, you could get a piece of plastic and spread a handful of metal powders on top to make the devices, if you do it right. But we were trying to create it in nanoscale, so we chose a nanoscale insulator, boron nitride nanotubes, or BNNTs for the substrate.”
Yap’s team had figured out how to make virtual carpets of BNNTs,which happen to be insulators and thus highly resistant to electrical charge. Using lasers, the team then placed quantum dots (QDs) of gold as small as three nanometers across on the tops of the BNNTs, forming QDs-BNNTs. BNNTs are the perfect substrates for these quantum dots due to their small, controllable, and uniform diameters, as well as their insulating nature. BNNTs confine the size of the dots that can be deposited.
In collaboration with scientists at Oak Ridge National Laboratory (ORNL), they fired up electrodes on both ends of the QDs-BNNTs at room temperature, and something interesting happened. Electrons jumped very precisely from gold dot to gold dot, a phenomenon known as quantum tunneling. “Imagine that the nanotubes are a river, with an electrode on each bank. Now imagine some very tiny stepping stones across the river,” said Yap. “The electrons hopped between the gold stepping stones. The stones are so small, you can only get one electron on the stone at a time. Every electron is passing the same way, so the device is always stable.”
Yap’s team had made a transistor without a semiconductor. When sufficient voltage was applied, it switched to a conducting state. When the voltage was low or turned off, it reverted to its natural state as an insulator. Furthermore, there was no “leakage”: no electrons from the gold dots escaped into the insulating BNNTs, thus keeping the tunneling channel cool. In contrast, silicon is subject to leakage, which wastes energy in electronic devices and generates a lot of heat. This allows the Yap’s de vice to operate at room temperature and not at liquid helium as make other devices ualso using tunneling effect.
The secret to Yap’s gold-and-nanotube device is its submicroscopic size: one micron long and about 20 nanometers wide, and the size could theoretically  further reduce if the the distance between dots is lreduced to a small fraction of a micron.
Yap has filed for a full international patent on the technology

Tomado de/Taken from University of Michigan

Resumen de la publicación/Abstract of the paper
Lee, C. H., Qin, S., Savaikar, M. A., Wang, J., Hao, B., Zhang, D., Banyai, D., Jaszczak, J. A., Clark, K. W., Idrobo, J.-C., Li, A.-P. and Yap, Y. K. (2013), Room-Temperature Tunneling Behavior of Boron Nitride Nanotubes Functionalized with Gold Quantum Dots. Adv. Mater.
 doi: 10.1002/adma.201301339
One-dimensional arrays of gold quantum dots (QDs) on insulating boron nitride nanotubes (BNNTs) can form conduction channels of tunneling field-effect transistors. We demonstrate that tunneling currents can be modulated at room temperature by tuning the lengths of QD-BNNTs and the gate potentials. Our discovery will inspire the creative use of nanostructured metals and insulators for future electronic devices.

Una reacción química vista en tiempo real/A chemical reaction seen in real time

Greg Stewart / SLAC National Accelerator Laboratory

Los pulsos ultrarrápidos de rayos X, de la fuente de luz coherente Linac (LCLS) han permitido obtener vistas sin precedentes de un catalizador en la acción, un paso importante en el esfuerzo por desarrollar fuentes de energía más limpios y más eficientes.
Científicos del National Accelerator Laboratory SLAC han usado el LCLS en combinación con simulaciones computarizadas, para revelar detalles sorprendentes de un estado temprano y de corta duración de una reacción química que tiene lugar sobre la superficie de un catalizador. El estudio ofrece pistas importantes acerca del funcionamiento de los catalizadores y abre una nueva era en mostrar la química de superficies tal como sucede.
"Estudiar una reacción de este tipo en tiempo real es el sueño de un químico", dijo Anders Nilsson, primer firmante del estudio, publicado el 15 de marzo en Science. "Estamos realmente saltando hacia lo desconocido"
Los catalizadores, que pueden acelerar las reacciones químicas y hacerlas más eficientes y eficaces, son esenciales para la mayoría de los procesos industriales y para la producción de muchos productos químicos. Por ejemplo, los convertidores catalíticos de los automóviles reducen las emisiones mediante la conversión de los gases de escape en compuestos menos tóxicos. Comprender cómo funcionan los catalizadores, a escalas de tiempo ultrarrápidas y con precisión molecular, es esencial para producir combustibles sintéticos nuevos y de menor costo y fuentes alternativas de energía que reduzcan la contaminación.
En el experimento LCLS, los investigadores observaron una reacción sencilla en un cristal compuesto de rutenio, un catalizador que ha sido ampliamente estudiado, en su reacción con monóxido de carbono gaseoso. Los científicos escudriñaron la superficie del cristal con un láser convencional, lo que provocó que las moléculas de monóxido de carbono comenzaran a separarse. Después observaron eeste estado de la reacción, mediante pulsos de láser rayos X, y vieron que las moléculas estaban temporalmente atrapadas en un estado cuasi-gaseoso mientras seguían interaccionando con el catalizador.
"Nunca esperé ver este estado", dijo Nilsson, "fue una sorpresa".
No sólo fue el experimento el primero en confirmar los detalles de esta etapa inicial de la reacción, sino que también encontró que una proporción inesperadamente alta de moléculas quedaban atrapadas en este estado durante un tiempo mucho más largo de lo que estaba previsto. Esto plantea nuevos interrogantes acerca de la interacción a escala atómica de productos químicos, que se estudiarán en futuras investigaciones.
Algunas de las primeras etapas de una reacción química son tan rápidas que no han podido ser observadas hasta la construcción de láseres libres de electrones, comoel LCLS. Futuros experimentos en el LCLS estudiarán reacciones y materiales más complejos. Según Nilsson: "Existe el potencial para investigar una serie de importantes procesos catalíticos y hay un montón de cosas que podemos hacer desde aquí."

Hirohito Ogasawara / SLAC National Accelerator Laboratory

The ultrafast, ultrabright X-ray pulses of the Linac Coherent Light Source (LCLS) have enabled unprecedented views of a catalyst in action, an important step in the effort to develop cleaner and more efficient energy sources.
Scientists at SLAC National Accelerator Laboratory used LCLS, together with computerized simulations, to reveal surprising details of a short-lived early state in a chemical reaction occurring at the surface of a catalyst sample. The study offers important clues about how catalysts work and launches a new era in probing surface chemistry as it happens.
"To study a reaction like this in real time is a chemist's dream," said Anders Nilsson, leading author in the research, published March 15 in Science. "We are really jumping into the unknown."
Catalysts, which can speed up chemical reactions and make them more efficient and effective, are essential to most industrial processes and to the production of many chemicals. Catalytic converters in cars, for example, reduce emissions by converting exhaust to less toxic compounds. Understanding how catalysts work, at ultrafast time scales and with molecular precision, is essential to producing new, lower-cost synthetic fuels and alternative energy sources that reduce pollution.
In the LCLS experiment, researchers looked at a simple reaction in a crystal composed of ruthenium, a catalyst that has been extensively studied, in reaction with carbon monoxide gas. The scientists zapped the crystal's surface with a conventional laser, which caused carbon monoxide molecules to begin to break away. They then probed this state of the reaction using X-ray laser pulses, and observed that the molecules were temporarily trapped in a near-gas state and still interacting with the catalyst.
"We never expected to see this state," Nilsson said. "It was a surprise."
Not only was the experiment the first to confirm the details of this early stage of the reaction, it also found an unexpectedly high share of molecules trapped in this state for far longer than what was anticipated, raising new questions about the atomic-scale interplay of chemicals that will be explored in future research.
Some of the early stages of a chemical reaction are so rapid that they could not be observed until the creation of free-electron lasers such as LCLS. Future experiments at LCLS will examine more complex reactions and materials, Nilsson said: "There is potential to probe a number of catalytic-relevant processes – you can imagine there are tons of things we could do from here."

Tomado de/Taken from SLAC

Resumen de la publicación/Abstract of the paper
Real-Time Observation of Surface Bond Breaking with an X-ray Laser
A. Nilsson et al.
Science 339 (2013) 1302-1305
DOI: 10.1126/science.1231711
Abstract
We used the Linac Coherent Light Source free-electron x-ray laser to probe the electronic structure of CO molecules as their chemisorption state on Ru(0001) changes upon exciting the substrate by using a femtosecond optical laser pulse. We observed electronic structure changes that are consistent with a weakening of the CO interaction with the substrate but without notable desorption. A large fraction of the molecules (30%) was trapped in a transient precursor state that would precede desorption. We calculated the free energy of the molecule as a function of the desorption reaction coordinate using density functional theory, including van der Waals interactions. Two distinct adsorption wells—chemisorbed and precursor state separated by an entropy barrier—explain the anomalously high prefactors often observed in desorption of molecules from metals.

La controversia Arsénico-Fósforo/The Arsenic-Phosphorus controversy

Durante el mes de diciembre pasado, tuvo lugar una controversia científica que en vez de tener lugar en los medios académicos, se desarrollo fundamentalmente en los medios de comunicación y en internet. El tema no era para menos: el presunto hallazgo de una bacteria terrestre que parecía capaz de sustituir el fósforo (P) por el arsénico (As) en la estructura de su ADN.

P y As son elementos con propiedades químicas similares, como podría predecir cualquiera que haya estudiado Química en Bachiller y recuerde que el As se encuentra debajo del P en la misma columna del Sistema Periódico. No obstante, un paradigma habitual de la Química de la vida, dice que cualquier pequeña modificación en la estructura química de las sustancias implicadas en la misma (y el ADN es una de ellas) resulta inviable, al cambiar tanto la estructura como la reactividad de las sustancias modificadas. Por tanto, el anuncio de un hallazgo de esas características tiene implicaciones tan importantes, que el interés del mundo académico-científico por la noticia estaba asegurado de antemano.

Pero además la investigación estaba financiada por la NASA, lo que añadía un aspecto mediático especial. La agencia espacial norteamericana es muy dada a las conferencias de prensa y a los anuncios extraordinarios (¡sobre todo cuando llega la hora de la elaboración de los presupuestos económicos en USA!) y orquestó una campaña publicitaria centrada alrededor de una conferencia de prensa, prevista para el día 2 de diciembre de 2010, en la que se anunciaría lo que la NASA calificó como un 'descubrimiento astrobiológico que tendría un gran impacto en la búsqueda de pruebas de vida extraterrestre'. La campaña incluía además el 'embargo' del correspondiente artículo científico en la revista SCIENCE, una revista muy dada a publicar artículos científicos rompedores y de vanguardia. Todo ello disparó especulaciones salvajes acerca del descubrimiento de vida alienígena fuera de nuestro planeta.

El show no defraudó, como tampoco el artículo en Science con un título ilustrativo "Una bacteria que puede crecer utilizando Arsénico en lugar de Fósforo” (A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus) (1) y un resumen que incluía las siguientes afirmaciones: “Describimos una bacteria, la variedad GFAJ-1 de la Halomonadaceas, aislada en el Lago Mono, California, que cambia arsénico por fósforo para sostener su crecimiento. Nuestros datos muestras evidencias de arseniato en macromoléculas que normalmente contienen fosfato, más notablemente ácidos nucleicos y proteínas. Este cambio en una de los bio-elementos mayoritarios, podría tener profunda importancia evolutiva y geoquímica” (... we describe a bacterium, strain GFAJ-1 of the Halomonadaceae, isolated from Mono Lake, CA, which substitutes arsenic for phosphorus to sustain its growth. Our data show evidence for arsenate in macromolecules that normally contain phosphate, most notably nucleic acids and proteins. Exchange of one of the major bio-elements may have profound evolutionary and geochemical significance).

En el pasado, un anuncio así casi habría pasado desapercibido y las reacciones se habrían producido unos meses más tarde y dentro del entorno científico, pero estamos en pleno auge de la Web 2.0 y las reacciones fueron inmediatas. Así, después de las primeras reacciones en plan laudatorio, no tardaron en comenzar las primeras críticas y se produjo una vorágine en la que entraron en primer lugar los medios de comunicación a través de sus páginas de divulgación, y casi inmediatamente después los blogs de divulgación científica y los que mantenidos por científicos, bioquímicos, químicos, exobiólogos, geoquímicos, etc., relacionados con el presunto descubrimiento.
Haciendo abstracción de las críticas a las interpretaciones iniciales sobre vida alienígena, más propias de la ciencia-ficción, las objeciones científicas al artículo se han centrado en:
(1) Pobre calidad de los resultados experimentales aportados, que van desde la utilización de medios de cultivo contaminados con fosfato, al empleo de métodos no concluyentes o la utilización de técnicas analíticas no adecuadas
(2) La elevada velocidad de hidrólisis de los arseniatos, que haría que un ADN con As se desmoronara en diez minutos. Eso hace esas estructuras inviables en la práctica por su inestabilidad y además hubiera impedido que Wolfe-Simon y sus col. hallaran fragmentos grandes de ADN, como describen en la publicación.
(3) La bacteria estudiada pertenece a un grupo convencional de bacterias basadas en ADN con P. Si el ADN de GFAJ-1 contuviera As, el mayor tamaño iónico de éste y la mayor longitud de los enlace As-O frente a los P-O, haría que las enzimas tipo ADN-polimerasa, no pudieran funcionar correctamente por problemas estéricos.

Todo permite pues pensar por ahora y a falta de otros estudios experimentales por grupos independientes, el que nos encontramos como mucho ante el caso de una bacteria que es capaz de sobrevivir en un ambiente con As, pero que no lo incorpora en su ADN.

¿Y la polvareda levantada es normal? Lo cierto es que la comunicación científica basada en la revisión por pares (peer-review) funciona siempre así, pero a un ritmo mucho más lento. Cada nueva publicación sufre un escrutinio inicial por los revisores (reviewers o referees) de la revista en la que se pretende publicar, que buscan debilidades en la experimentación, en el tratamiento de los resultados o en la lógica que lleva a las conclusiones finales. Pero esto es solo el principio, pues una vez superada esa fase y publicado el trabajo, las ideas expuestas pueden ser rebatidas, ser simplemente olvidadas si no son ciertas o aguantar el paso del tiempo sirviendo de germen a nuevas investigaciones. Cuando se trata de investigaciones o estudios que ponen en cuestión algunos de los paradigmas existentes, este proceso se lleva a cabo con más intensidad (algunos dirían con más saña). Pero lo peculiar en este caso, es que la discusión ha tenido lugar de una forma mucha más pública que lo habitual.

Queda reflexionar ahora acerca de si la inmediatez de la web 2.0 es lo más adecuado para la reflexión serena y la crítica seria de las publicaciones científicas. Lo que sí que resulta obvio, es que los anuncios espectaculares basados en despliegues mediáticos, son más susceptibles de generar situaciones como la que se ha vivido con este asunto. Lo sucedido en diciembre no parece haber gustado ni a los autores ni a la NASA, que hubieran deseado mantener la controversia en los cauces habituales, pero visto con un poco de perespectiva, era lo que cabría esperar.

A scientific controversy took place during the past December 2010, but instead taking place in the academic circuits, it developed in the ‘normal’ mass media (newspapers, TV…) and mainly in Internet. The controversial subject was very promising: the supposed finding of a terrestrial bacterium that seemed able to replace phosphorus (P) by arsenic (As) in the structure of its DNA. P and As are elements with similar chemical properties, as it could predict any High-School student of Chemistry, by remembering that As is located underneath P in the same column of the Periodic Table of the Elements. However, a habitual paradigm of Life Chemistry, says that any small modification in the chemical structure of the substances implied in the life (and DNA is the most important of them) is non-viable, because the structure as the reactivity of the substances will be modified. Therefore, the announcement of a finding of such characteristics has so important implications that the interest of the academic- scientific world in the news, was assured beforehand. Additionally the research project was founded by NASA, which added a special mediatic look. The North America Spatial Agency is very used to spectacular press conferences and extraordinary announcements (mainly when ids the time of the elaboration of USA economic budgets!) so it launched an intoxicating advertising campaign, focused around a press conference, scheduled for December 2, 2010, to discuss “an astrobiology finding that will impact the search for extraterrestrial life”. The campaign included the publication of a paper in SCIENCE to be released on-line that same day. SCIENCE is a scientific journal that usually publishes frontier and breaking research results, so the campaign triggered wild speculations about the discovery of extraterrestrial alien life. The show did not defraud, like either the paper simultaneously posted on the web site of SCIENCE: A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus) (1) whose Abstract includes the following affirmations "... we describe a bacterium, strain GFAJ-1 of the Halomonadaceae, isolated from Mono Lake, CA, which substitutes arsenic for phosphorus to sustain its growth. Our data show evidence for arsenate in macromolecules that normally contain phosphate, most notably nucleic acids and proteins. Exchange of one of the major bio-elements may have profound evolutionary and geochemical significance". In the past, a such announcement would go almost unnoticed for the general public, and the subsequent reactions would have taken place some months later and within the scientific environment (scientific journals, symposia and such) but we are now in the world of the Web 2,0 so the reactions were almost immediate. Thus, after the first laudatory reactions, the scientific criticisms arrived and the controversy spread from the pages of on-line sites of the normal mass-media (journals, TV..) to the blogs of scientific journalism and almost immediately to the personal blogs maintained by scientists (biochemists, chemicals, exobiologists, geochemists, etc) related to the supposed discovery. Making abstraction of the criticisms to the initial, sci-fi type, interpretations on foreign life, the scientific objections to the article have focused on: (1) Poor quality of the experimental results, including low-level phosphate contamination of the culture media, the use of both non-conclusive methods and analytical techniques that are inadequate for the pursued goals (2) The high hydrolysis rate of arsenates that would cause that As-based DNA would go apart quickly in water (10 minutes or les). This makes nonviable such structures because of their instability, but in addition it had prevented that Wolfe-Simon and col. would find large DNA fragments during the study, as they described in the paper. (3) The studied bacterium strain belongs to a conventional group of normal P-DNA based bacteria. Assuming that the DNA of the GFAJ-1 contains As, the larger ionic size of this last and the larger length of As-O bonds when compared with P-O ones, would cause that the enzymes such the DNA-polymerase type, could not work correctly by spatial problems. Therefore, until new other experimental results by independent research groups were available, the more plausible explanation is that GFAJ-1 strain is able to survive in environments loaded with As, but this last is not incorporated in the structure of its DNA. And the raised controversy is normal? Actually, scientific communication based on peer-review works always in this same way, but at a slower rate. Each new publication undergoes an initial scrutiny by the reviewers or referees of the journal in which the authors try to publish. They look for weaknesses in the experimentation, in the processing of the data or in the logic leading t the final conclusions. But this is only the beginning, because once this phase is passed and the paper goes on publication, the ideas behind can be refuted, forgotten if they were not true or they can hold the time passage acting as a germ to new research. In the case of studies or research questioning the existing paradigms, this process is carried out with more intensity (some would say with more viciousness). But this case is peculiar because the discussion has taken place in a way more exposed to the public than habitual. We must now to think about if the immediacy of Web 2.0 is adequate for the calm reflection and the serious critics of scientific publications. However, it results obvious that spectacular announcements based on mass-media tactics, are more susceptible to generate situations like this. Neither NASA nor the authors of the paper seem to like the actual situation, and surely they would wish to maintain the controversy within the habitual scientific channels but, thinking with insight, this was the more probable way in which a such campaign would evolve. Para saber más/To known more (1) El paper de la discordia/The controversy paper (A Bacterium That Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus) (2) Un resumen día a día de las reacciones generadas/A day to day summary of the reactions (Fallout from Nasa's 'arsenic bacteria') (3) Todos los links del asunto en un único blog/All the link of the affaire in an single source ( Arsenic Bacteria link-dump)

Rembrandt usaba harina de trigo para sus pinturas/Rembrandt used wheat flour in his paintings

Un reciente estudio sobre uno de los cuadros más famosos de Rembrandt, el Retrato de Nicolaes van Bambeeck ha demostrado que entre su paleta de rojos y ocres, Rembrandt usó almidón de trigo para hacer que sus pinturas fueran, entre otras propiedades, más adherentes y transparentes. Los manuales antiguos de pintura describen el uso de almidón de trigo o de harina como una capa base que se pone sobre el lienzo o el papel, pero el nuevo estudio, publicado en la revista Analytical Chemistry por Jana Sanyova y sus colaboradores, es el primero en revelar el uso de trigo antes del siglo diecinueve, como agente modificador de las propiedades de la pintura.
En este estudio, se tomaron micromuestras de la pintura que fueron embebidas en una resina sintética que se polio hasta obtener una sección transversal plana. Estas secciones permiten no solo estudiar la estructura de las capas sino también caracterizar los componentes de cada una de ellas, empleando técnicas como la espectrometría de masas de tiempo de vuelo de ion secundario (TOF-SIMS), que es la empleada en la publicación de Sanyova. Las muestras se tomaron en 2006 durante un trabajo de restauración y han demostrado que el retrato de Nicolaes van Bambeeck está pintado sobre una base doble gris sobre roja. La primera base contiene pigmentos de tierras marrón-rojizas aplicados con una espátula de imprimación. La segunda base, gris clara y formada y basada en aceite de linaza, contiene ‘plomo blanco’ y partículas ovales grandes y pequeñas de almidón. Por encima de estas capas base, la capa de pintura al oleo está compuesta principalmente por carbonato cálcico, aluminosilicatos y partículas grandes de pigmento de negro de huesos, y laca roja compuesta de aluminio y sustratos conteniendo proteínas. También se lencuentran carboxilatos de plomo localizados en la zona de contacto con la segunda base. Es probable que se usara cola animal para sellar el lienzo.
La técnica parece muy prometedora para estudiar materials complejos biológicos o muestras arqueológicas hechas de materiales híbridos con compuestos minerales y orgánicos, y podría ayudar a entender su organización espacial supramolecular y su evolución sin poner en riesgo su integridad.

A recent study of one of the more famous Rembrandt paintings, the Portrait of Nicolaes van Bambeeck (Royal Museums of Fine Arts of Belgium, Brussels) has shown that amidst his palette of reds and browns, Rembrandt used wheat starch to make his paints stickier and more transparent, among other properties. Ancient painting manuals described the use of wheat starch or flour as a base layer of support on the canvas or paper. But the new study, published in the journal Analytical Chemistry by Jana Sanyova and col. is the first to reveal the use of wheat before the 19th century as an agent for changing the working properties of paint.
In the study, microsamples taken from the picture are embedded in a synthetic resin and polished to a flat cross-section. These cross-sections allow not only the study of the layer structure but also the characterization of the components of each layer by means of different analytical instrumental techniques such as time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS), that is the one used in the Sayova's paper. The samples were taken in 2006 during a restoration work and shown that the portrait of Nicolaes van Bambeeck is painted on a grey-on-red double ground. The first ground contains red brown earth pigments applied with a 'primer's knife'. The second ground, light grey and linseed oil-based, contains lead white and large and small oval particles of starch. Above these ground layers, the oil paint layer is composed mainly of calcium carbonate, aluminosilicates, and large particles of black bone pigment, and the red lake which is composed of aluminum- and protein-containing substrates. Some lead carboxylates are localized in this paint layer on the border with the second ground layer. Animal glue was likely used for the sizing of the canvas.
The technique seems to be a very promising tool to study complex biological or archaeological samples made from hybrid materials containing both mineral and organic compounds, and may help to understand their supramolecular spatial organization and evolution without putting their integrity at risk

Resumen de la publicación/Abstract of the paper
Unexpected Materials in a Rembrandt Painting Characterized by High Spatial Resolution Cluster-TOF-SIMS Imaging
Jana Sanyova, Sophie Cersoy, Pascale Richardin, Olivier Laprévote, Philippe Walter and Alain Brunelle
Analytical Chemistry (2011) 83, 753–760
dx.doi.org/10.1021/ac1017748

ABSTRACT: The painting materials of the Portrait of Nicolaes van Bambeeck (Royal Museums of Fine Arts of Belgium, Brussels, inv. 155) painted by Rembrandt van Rijn in 1641 has been studied using high resolution cluster-TOF-SIMS imaging. In the first step, a moderate spatial resolution (2 μm) was used to characterize the layer structure and the chemical composition of each layer on account of a high mass resolution. Then, in the second step, and despite a low mass resolution, the cluster primary ion beam was focused well below 1 μm in order to reveal smaller structures in the painting sample. The study confirmed the presence of starch in the second ground layer, which is quite surprising and, at least for Rembrandt paintings, has never been reported before. TOF-SIMS also indicated the presence of proteins, which, added to the size and shape of lake particles, suggests that it was manufactured from shearings (waste of textile manufacturing) of dyed wool, used as the source of the dyestuff. The analyses have also shown various lead carboxylates, being the products of the interaction between lead white and the oil of the binding medium. These findings considerably contribute to the understanding of Rembrandt’s studio practice and thus demonstrate the importance and potential of cluster-TOF-SIMS imaging in the characterization on a submicrometer scale of artist painting materials.

El 'nuevo kilogramo' se acerca/The 'new kilogram' is approaching

Se ha alcanzado un hito en el proyecto internacional Avogadro, coordinado por el Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) : La constante (o número) de Avogadro ha sido determinada con una exactitud nunca antes alcanzada, una incertidumbre total relativa de 3.10^-8, empleando un único cristal de Si-28 altamente enriquecido . Este valor de NA = 6.02214078 (18) · 10^23 mol^-1 es la medida más exacta de esta cantidad en la actualidad, y tiene como objetivo último la redefinición del kilogramo. Los resultados han sido publicados en la revista Physical Review Letters.
Esta fase crucial del proyecto Avogadro comenzó en 2003: En ese año, varios institutos nacionales de metrología - junto con la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM) y en cooperación con institutos de investigación de Rusia - lanzaron un ambicioso proyecto para obtener cerca de 5 kg de silicio-28 altamente enriquecido (99,99%) en un único cristal, con el objeto de emplearlo para medir la constante de Avogadro y alcanzar - en el año 2010 - una incertidumbre de 2·10^-8. A fecha de hoy se han completado las primeras medidas sobre dos esferas de Si-28 de un kg, pulidas en Australia, y de las que se ha determinado la densidad, los parámetros de su red cristalina y la calidad de su superficie.
El resultado es un hito en el camino hacia una nueva definición del kilogramo, basada en constantes fundamentales de valores fijos. En la actualidad, la concordancia de este valor con otras realizaciones del kilogramo no es suficiente para cambiar la actual definición de la unidad de masa. Sin embargo, el estado actual del proyecto Avogadro es tan prometedor, que se espera que la incertidumbre de medida de 2·10^-8 exigida por el Comité Consultivo para la Masa (CCM), se alcance en un futuro próximo (y probablemente se mejore) empleando esferas de Si-28 libres de contaminación.

Según la Physics Synopsis de Sami Mitra
La constante o número de Avogadro —el número de átomos en un mol de un elemento— es el vínculo entre las propiedades atómicas y macroscópicas de la materia. El método más reciente(state-of-the-art method) para mejorar la exactitud de esta constante fundamental, consiste en emplear cristalografía de rayos X sobre esferas de silicio altamente cristalinas. El número de Avogadro se obtiene a partir del cociente entre el volumen de un mol de silicio (conocido a partir de su masa) y el de una única celda unitaria del cristal.
Esta técnica ha estado plagada de grandes incertidumbres de medida. La principal dificultad es determinar con exactitud la composición isotópica de un cristal natural de silicio, una medida clave para determinar el número de Avogadro. La publicación de Andreas y sus colegas europeos y norteamericanos, informa sobre estudios realizados con un cristal altamente enriquecido en el isótopo 28 del Silicio. Comparan sus resultados con varios otros y demuestran una mejora significativa en la exactitud de la constante de Avogadro, que vale según ellos 6,02214078(18)×10^23 con una incertidumbre relativa de 3.0×10^-8. Su técnica podría incluso permitir el encontrar un sustituto para el actual prototipo, de platino-iridio, del kilogramo.

A milestone in the international Avogadro project coordinated by the Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) has been reached: With the aid of a single crystal of highly enriched 28Si, the Avogadro constant has now been measured as exactly as never before with a relative overall uncertainty of 3 · 10-8. Within the scope of the redefinition of the kilogram, the value NA = 6.02214078(18) · 10^23 mol^-1 permits the currently most exact realization of this unit. The results have been published in the journal Physical Review Letters.
This crucial phase of the long-term Avogadro project started in 2003: In that year, several national metrology institutes launched -- together with the Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) and in cooperation with Russian research institutes -- the ambitious project of having approximately 5 kg of highly enriched 28Si (99.99 %) be manufactured as a single crystal, of measuring the Avogadro constant with it and of achieving -- by the year 2010 -- a measurement uncertainty of approx. 2·10^-8. Meanwhile, the first measurements have been completed on the two 1 kg spheres of 28Si -- which had been polished in Australia -- and their density, lattice parameter and surface quality have been determined.
The result is a milestone on the way towards a successful realization of the new kilogram definition on the basis of fundamental constants whose values have been fixed. At present, the agreement of this value with other realizations of the kilogram is not good enough to change the existing definition of the mass unit. The present state of the Avogadro project is, however, so promising that the measurement uncertainty of 2 · 10-8 demanded by the Consultative Committee for the Mass (CCM) will in the near future be achieved on contamination-free Si-28spheres and will probably even be undercut.

According to Sami Mitra's Physics Synopsis
The Avogadro constant—the number of atoms in one mole of an element—provides a link between the atomic and macroscopic properties of matter. One state-of-the-art method for improving the accuracy of this fundamental constant is to use precision x-ray crystallography of highly crystalline silicon spheres: one obtains Avagadro’s number from the ratio of the volume of a mole of silicon (known from its mass) relative to that of a single unit cell in the crystal.
This technique has, however, been plagued by large measurement uncertainties. The main difficulty is accurately determining the isotopic composition of a natural silicon crystal, a key measurement for determining the Avogadro constant. In a paper published in Physical Review Letters, Birk Andreas at Physikalisch-Technische Bundesanstalt in Braunschweig, Germany, with colleagues in Europe and the US report on x-ray studies with a silicon crystal highly enriched with the silicon-28 isotope. They compare their results with several others and show a significant improvement in the accuracy of the Avogadro constant, which they determine to be 6.02214078(18)×1023 with 3.0×10-8 relative uncertainty. Their technique may even allow us to find a replacement for the current platinum-iridium prototype for the value of the kilogram. –

Tomado de/Taken from Science Daily

Resumen de la publicación/Abstract of the paper
Determination of the Avogadro Constant by Counting the Atoms in a 28Si Crystal
Phys. Rev. Lett. 106, 030801 (2011)
doi: 10.1103/PhysRevLett.106.030801
B. Andreas, Y. Azuma, G. Bartl, P. Becker, H. Bettin, M. Borys, I. Busch, M. Gray, P. Fuchs, K. Fujii, H. Fujimoto, E. Kessler, M. Krumrey, U. Kuetgens, N. Kuramoto, G. Mana, P. Manson, E. Massa, S. Mizushima, A. Nicolaus, A. Picard, A. Praman, O. Rienitz1, D. Schiel, S. Valkiers, and A. Waseda
Abstract
The Avogadro constant links the atomic and the macroscopic properties of matter. Since the molar Planck constant is well known via the measurement of the Rydberg constant, it is also closely related to the Planck constant. In addition, its accurate determination is of paramount importance for a definition of the kilogram in terms of a fundamental constant. We describe a new approach for its determination by counting the atoms in 1 kg single-crystal spheres, which are highly enriched with the 28Si isotope. It enabled isotope dilution mass spectroscopy to determine the molar mass of the silicon crystal with unprecedented accuracy. The value obtained, NA=6.022 140 78(18)×1023  mol-1, is the most accurate input datum for a new definition of the kilogram.