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 Cientistas conseguem ver como molécula se quebra e deixa próton escapar - Jornal Brasil em Folhas
Cientistas conseguem ver como molécula se quebra e deixa próton escapar


Cientistas de Espanha, Estados Unidos, Holanda, Dinamarca e Alemanha, conseguiram pela primeira vez observar ao vivo e fotografar como uma molécula se quebra e deixa um próton escapar, um marco pensado há 20 anos, mas só possível de se conseguir agora.

A façanha científica que revela a ruptura de ligações químicas de uma molécula, após se conseguir monitorar diretamente a localização de todos os seus átomos foi publicada hoje na revista Science e representa um avanço na compreensão e controle destes processos.

Segundo explicou hoje o professor do Instituto de Ciências Fotônicas (ICFO) de Barcelona (nordeste da Espanha) e chefe da pesquisa, Jens Biegert, a simples ideia de poder ver como as moléculas se quebram ou se transformam durante as reações químicas era até agora algo inalcançável.

A dificuldade está em que se requer acompanhar todos os átomos de uma molécula, com uma resolução temporária de poucos femtossegundos (1 femtossegundo é a quadrilionésima parte de um segundo, ou seja, 0,000000000000001s) e uma resolução espacial subatômica.

Por isso, poder obter imagens instantâneas com uma resolução espaço-temporário combinada para visualizar uma reação molecular era considerado até agora uma coisa unicamente de ficção científica.

Há 20 anos, uma das ideias propostas levou em conta o uso dos próprios elétrons da molécula para fotografar sua estrutura: ou seja, ensinar à molécula a tirar uma selfie.

Segundo Biegert, a ideia era brilhante, mas impossível de aplicar, até hoje, quando os cientistas obtiveram imagens da quebra de uma ligação molecular de acetileno (C2H2) em nove femtossegundos depois de sua ionização.

A equipe conseguiu realizar um acompanhamento dos átomos individuais de uma molécula isolada de acetileno com uma resolução espacial de até 0,05 Angström - uma resolução menor que a largura de um átomo individual - e com uma resolução temporária de 0,6 femtossegundos.

Inclusive foram capazes de desencadear a quebra de uma só ligação da molécula e ver como um prótón era expulso da mesma.

Nosso método conseguiu finalmente a resolução espacial temporária necessária para poder fazer imagens instantâneas da dinâmica molecular sem perder nenhum de seus eventos, e estamos ansiosos para testá-lo em outros sistemas moleculares como catalisadores químicos e sistemas biorrelevantes, explicou Biegert.

A equipe fabricou uma fonte de laser ultrarrápido no infravermelho médio, com tecnologia de ponta no mundo, e o combinou com um microscópio de reação para detectar os momentos de distribuição em 3D de eléctrons e íons em plena coincidência cinemática.

Os pesquisadores orientaram uma só molécula isolada de acetileno no espaço com a ajuda de um laser de pulso curto. Depois, usaram um pulso infravermelho suficientemente forte para libertar um elétron da molécula, acelerou este elétron com uma trajetória de retorno e o obrigou a se dispersar sobre a molécula ionizada de origem, tudo isso em apenas 9 femtossegundos.

Este é o primeiro experimento a conseguir ter uma visualização direta da ruptura da ligação e uma observação do próton durante sua expulsão da molécula ionizada, algo que nunca tinha sido visto antes.

Pegamos um elétron, o conduzimos ao longo de uma trajetória específica com o laser e o dispersamos sobre uma molécula isolada para observar e registrar seu padrão de difração e é surpreendente poder imaginar e compreender as escalas de tempo e extensão do experimento, detalhou Biegert.

 

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