Sir James Dewar (1842-1923). El visionario de la calorimetría y la química explosiva

Sir James Dewar (1842-1923) fue uno de los científicos más influyentes de su época, cuyo legado perdura hoy día gracias a sus avances en la física y la química, especialmente en áreas como la calorimetría, la espectroscopía y los explosivos. Nacido en Kincardine on Forth, Escocia, Dewar se destacó por sus contribuciones esenciales en la comprensión de los gases a bajas temperaturas, su trabajo con compuestos explosivos y la invención de un instrumento revolucionario: el vaso Dewar, precursor del termo moderno. Este artículo repasa su vida y su impacto científico, explorando los momentos clave de su carrera y su relevancia actual en diversas disciplinas.

Orígenes y contexto histórico

James Dewar nació el 20 de septiembre de 1842 en Kincardine on Forth, un pequeño pueblo en Escocia. Desde temprana edad, mostró un notable interés por la ciencia, lo que le llevó a estudiar en la Universidad de Edimburgo, donde desarrolló una sólida formación en ciencias naturales y física. Sus estudios académicos le proporcionaron una base sólida que lo impulsaría hacia sus futuros logros en la investigación científica.

Durante la segunda mitad del siglo XIX, la ciencia estaba viviendo un período de grandes descubrimientos, especialmente en los campos de la física y la química. La Revolución Industrial había dado paso a nuevas técnicas experimentales y métodos más precisos para estudiar los fenómenos naturales. Fue en este contexto donde Dewar comenzó a hacer importantes contribuciones.

Tras completar sus estudios, Dewar se trasladó a Cambridge, donde se convirtió en profesor en 1875. Al poco tiempo, su carrera experimentó un ascenso meteórico que lo llevó a ser nombrado profesor en la Royal Institution de Londres en 1877, institución que ocupó durante el resto de su vida. A lo largo de su carrera, Dewar fue reconocido por su rigor científico y su capacidad para llevar a cabo experimentos innovadores.

Logros y contribuciones

El avance de la calorimetría y los gases criogénicos

Uno de los mayores logros de Dewar fue su trabajo pionero en el campo de la calorimetría. A fines del siglo XIX, los científicos estaban interesados en entender el comportamiento de los gases a temperaturas extremadamente bajas. Dewar, a través de sus estudios del calor específico del hidrógeno, logró avances significativos que serían fundamentales para el desarrollo de la física de bajas temperaturas.

En 1898, Dewar consiguió por primera vez obtener hidrógeno en estado líquido a una temperatura de -252,7ºC, un logro que lo posicionó como líder mundial en la investigación de gases criogénicos. Al año siguiente, en 1899, fue capaz de congelar el hidrógeno, obteniendo el hidrógeno en estado sólido a -259,2ºC. Este avance fue de vital importancia para la comprensión de la naturaleza de los gases y su comportamiento bajo condiciones extremas de temperatura.

Pero Dewar no solo se centró en el hidrógeno; también fue pionero en la obtención de oxígeno líquido, un logro que marcó una nueva era en la experimentación científica a temperaturas criogénicas. Para almacenar estos gases a tan bajas temperaturas, Dewar ideó un recipiente revolucionario que pasó a la historia como el vaso Dewar. Este invento fue el precursor del termo moderno, una invención que permite la conservación de sustancias a temperaturas extremadamente bajas, y sigue siendo utilizado ampliamente hoy en día en múltiples disciplinas científicas.

Contribuciones a la química orgánica

Además de sus avances en calorimetría, Dewar también se destacó en el campo de la química orgánica. Fue un firme defensor de las estructuras moleculares y sus investigaciones le permitieron hacer importantes propuestas sobre la estructura del benceno. En un momento en que la química orgánica se encontraba en plena expansión, las propuestas de Dewar sobre las fórmulas estructurales contribuyeron significativamente al desarrollo de la teoría de las estructuras químicas.

La invención de la cordita

Otro de los logros destacados de Dewar fue su colaboración con el químico británico Frederick Abel en el desarrollo de la cordita, un compuesto explosivo altamente efectivo. La cordita fue una mezcla de nitroglicerina, nitrocelulosa y gelatina de petróleo, que resultó ser mucho más estable y segura de manejar que la dinamita. Este invento, crucial para la industria armamentística y para la minería, representó un avance significativo en la tecnología de explosivos, mejorando tanto la seguridad como la eficacia de las cargas explosivas.

Vacío más perfecto

En 1905, Dewar realizó otro importante experimento que involucró el vacío perfecto. Utilizó las propiedades de absorción del carbón vegetal frente a ciertos gases, lo que permitió conseguir un vacío mucho más eficiente. Al fijar las moléculas de los gases en la superficie del carbón sin interactuar directamente con ellas, Dewar mejoró considerablemente la técnica de creación de vacíos, un desarrollo fundamental para numerosos experimentos científicos de la época.

Momentos clave

• 1875: Dewar se convierte en profesor en la Universidad de Cambridge.

• 1877: Es nombrado profesor en la Royal Institution de Londres, donde trabajará durante el resto de su carrera.

• 1898: Consigue el hidrógeno en estado líquido a -252,7ºC.

• 1899: Obtiene el hidrógeno en estado sólido a -259,2ºC.

• 1905: Realiza el avance en la creación de un vacío perfecto mediante el uso de carbón vegetal.

• Finales del siglo XIX: Propone la fórmula estructural del benceno.

• Desarrollo de la cordita: En colaboración con Frederick Abel, crea un compuesto explosivo más seguro y estable.

Relevancia actual

El legado de James Dewar sigue siendo fundamental en varias áreas de la ciencia. Sus contribuciones al estudio de la calorimetría y los gases criogénicos sentaron las bases para los avances en tecnologías que hoy se utilizan en la investigación científica y la industria. La invención del vaso Dewar, por ejemplo, sigue siendo una de las herramientas más importantes en los laboratorios de todo el mundo, especialmente en áreas como la física de partículas y la astronomía, donde las temperaturas extremadamente bajas son esenciales para los experimentos.

En el campo de la química orgánica, su trabajo sobre la estructura del benceno anticipó descubrimientos clave que se hicieron en el siglo XX, ayudando a definir la moderna teoría química. Además, su investigación sobre compuestos explosivos sigue siendo relevante para la industria armamentística y la minería, que continúan utilizando productos derivados de sus experimentos.

En resumen, la figura de Sir James Dewar sigue siendo un pilar en la ciencia moderna, cuyo trabajo, tanto en el campo de la fisicoquímica como en el de los explosivos, ha dejado una huella imborrable en la historia de la ciencia.