James Dewar y la invención del termo para criopreservación con nitrógeno líquido
El hombre
James Dewar nació en 1842 en Kincardine, un pequeño pueblo de Escocia Central, en una familia de cinco hermanos, hijos de un vinicultor. Estudiaría y se graduaría de químico en la Universidad de Edinburgo.
En 1875, después de haber ocupado distintos puestos académicos y de investigación en Escocia, fue seleccionado para ocupar el puesto de profesor de Filosofía Natural Experimental en la Universidad de Cambridge, dos años después se le eligió para el puesto de profesor de química de la Royal Institution; estos dos cargos los ocuparía durante los siguientes 45 años, hasta su muerte.
Hasta ese punto, Dewar había llevado a cabo diversos trabajos de investigación científica de manera exitosa, coronados por su contribución a los trabajos del renombrado químico alemán August Kekulé, que culminaron con el descubrimiento de la estructura circular del benceno por parte del germano.
Desde que arribó en Cambridge, sus esfuerzos se habían enfocado en los estudios en torno a la espectroscopía de absorción, en colaboración con el profesor de química George Liveing. Esta asociación investigativa produciría 78 artículos académicos entre 1877 y 1904. Por otra parte, sus actividades en el Royal Institution se concentraron en el campo de la criogenia, es decir, el estudio de las propiedades de los gases a muy bajas temperaturas.
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El problema
Las pretensiones científicas de Dewar iban mucho más allá de lograr la licuefacción de gases consecuencia o resultado del enfriamiento excesivo de estos. Su principal interés consistió en estudiar el comportamiento de dichos elementos (gaseosos a temperatura ambiente) en estado líquido: a bajísimas temperaturas.
Pero el proceso que implicaba licuar los gases era, además complejo, extremadamente costoso, por lo que, una vez licuados, se hacía fundamental el poder conservarlos en estado líquido durante el mayor tiempo posible para poder observar y estudiar detalladamente sus propiedades. Al comienzo de los estudios de criogenia de Dewar, no existía un método, una técnica ni instrumentos que hicieran esto posible.
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La solución
Dewar diseñó y fabricó por sí mismo prácticamente todo el equipo necesario para enfriar los gases a esas temperaturas, lo que logró desarrollar, gracias a su experiencia en colaboración con Peter Tait, una copa aislada al vacío diseñada para mantener sustancias calientes.
Veinte años más tarde, partió de una idea similar para crear un matraz con camisa de vacío. De cuello más estrecho, fue ideado especialmente para mantener las sustancias a muy baja temperatura, minimizando la posibilidad de absorción de calor y de evaporación a través del cuello de este.
Este diseño inicial se mejoró más tarde estrechando aún más el cuello y colocando un revestimiento plateado en el exterior para minimizar el intercambio de temperatura entre el interior y el exterior. El denominado ‘frasco Dewar’ fue presentado en sociedad, en la Royal Institution, el día de Navidad de 1892.
A partir de ese momento, Dewar llevó a cabo un exhaustivo y sistemático estudio de las propiedades de distintas sustancias a muy bajas temperaturas: las propiedades y el comportamiento a temperatura ambiente de los gases licuados, la reactividad química en esas condiciones extremas, el efecto sobre la fosforescencia, el color y las emanaciones radiactivas; y en colaboración con el ingeniero eléctrico John Fleming, cómo afectaban estas sustancias a las propiedades eléctricas y magnéticas de los metales y aleaciones.
En 1898 consiguió obtener por primera vez hidrógeno líquido, una proeza importante si se tiene en cuenta que, cuando Dewar se lo planteó, la temperatura más baja alcanzada hasta entonces rondaba los -200ºC y la temperatura crítica del hidrógeno, a la cual este licúa, es de -241ºC. Este éxito supuso la culminación a una década de intenso trabajo científico.
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