Luciérnaga de fiestas
2005/07/03 Galarraga Aiestaran, Ana - Elhuyar Zientzia
Aunque los tubos más extendidos en las fiestas son los tubos flexibles que se colocan alrededor del cuello o la cabeza, hay muchos colores y formas, y no se utilizan sólo para alegrar las fiestas. En situaciones mucho más serias son de gran ayuda, por ejemplo, para indicar un accidente o para destacar la salida de emergencia. En cualquier caso, estos dispositivos se basan en la quimioluminiscencia.
En la naturaleza hay seres que producen luz. Esta característica se llama bioluminiscencia y el ejemplo más claro es el luciérnaga. En el mar son muchos los seres vivos que emiten luz: peces, lombrices, corales, medusas... Esta capacidad adquirió la atención del hombre hace tiempo, pero hasta hace poco no se ha sabido cómo trabajaban. Cuando los científicos descubrieron el misterio, vieron que las luciérnagas eran mucho más efectivas que las bombillas inventadas por el hombre.
El secreto del luciérnaga
La luciérnaga, con un aparato generador de luz en la zona ventral, utiliza únicamente la sustancia luziferina, la enzima luziferasa y el oxígeno del aire para obtener luz. El oxígeno, que llega a este aparato especial a través de unos tubos en la tráquea, y con la participación de la enzima luziferasa, oxida la luciferina. La energía necesaria para la reacción la aporta la molécula de ATP. A continuación, se descompone espontáneamente la luciferina oxidada, obteniéndose por un lado la luciferina inicial y el oxígeno, y por otro, liberando a la luz la energía suministrada por la molécula de ATP.
La reacción es muy efectiva, por eso no se calienta el abdomen. Por el contrario, las bombillas se calientan muchísimo, de hecho, dos tercios de la energía que reciben se liberan en forma de calor y sólo un tercio se convierte en luz.
Los primeros pasos para conseguir la versión del luciérnaga se dieron en los años 60. Los científicos sabían lo que necesitaban: una molécula que emite luz al excitarse y una fuente de energía para excitarla. Hay muchas fuentes de energía disponibles: luz, calor, electricidad... En la quimioluminiscencia, la fuente de energía es una reacción química. Lo más difícil era encontrar una reacción sin pérdida de energía.
Edwin A trabajaba en la misma época en los laboratorios Bell. El joven Chandross estaba ensayando para comprender la quimioluminiscencia. En su opinión, los peróxidos desempeñaban un papel importante, ya que son capaces de liberar mucha energía en algunas reacciones químicas. Tras muchos experimentos, descubrió que la mezcla del cloruro de oxalilo con agua oxigenada y un colorante fluorescente producía luz. Sin embargo, Chandross no reconocía el potencial de la reacción y no la patentó.
Otros químicos, por su parte, actuaron más rápido y, al enterarse de los descubrimientos de Chandross, intentaron sacarle partido. A partir de este camino, el químico Rauhut encontró un feniloxalato éster que liberaba bastante luz en la reacción.
Luz fría en un tubo
En la actualidad, las empresas productoras de productos basados en la quimioluminiscencia siguen aplicando esta reacción. Al reaccionar el éster de oxalato y el agua oxigenada, se generan otras sustancias químicas que al descomponerse liberan gran cantidad de energía. Finalmente, esta energía excita a la molécula colorante, dando lugar a la fluorescencia.
La reacción se produce en un lugar cerrado y, al no producirse calor, puede ser utilizada por los niños. Para poner en marcha la reacción hay que doblar o romper el tubo o el bastón, poniendo así en contacto los productos químicos. La luz dura entre 6 y 7 horas y dependiendo del colorante se emite luz de un color u otro. Los colores más fáciles de conseguir en la industria son el amarillo y el verde, mientras que el rojo y el azul son muy difíciles y el más difícil es el morado, mezcla de tres colorantes.
Al margen de conseguir más colores y más bonitos, el principal reto de los químicos es mejorar la eficiencia. De hecho, en la quimioluminiscencia se dan muchos más pasos que en la reacción enzimática de la luciérnaga, por lo que no se ha alcanzado su grado de eficacia. Parece que la naturaleza sigue siendo más poderosa que la química
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