Estas são algumas das melhores imagens de átomos e moléculas reais
Um dos maiores desafios na observação de coisas realmente pequenas é que o ato da própria observação provoca uma interação entre o dispositivo de observação e o que está sendo observado.
Em física, isso é chamado de “efeito do observador”. Por exemplo, a fotografia registra objetos usando luz, e fótons não são uma boa maneira de observar coisas minúsculas como moléculas, já que eles facilmente interagem com a nuvem de elétrons e estragam tudo.
Outros dispositivos de imagem, especialmente microscópios eletrônicos, são de interesse maior nesse caso, embora também possam interagir com moléculas e átomos.
Muitas técnicas inovadoras foram aplicadas para contornar esse problema. Confira algumas:
Átomos de hidrogênio
Uma técnica interessante é a utilização de um elétron para fazer a imagem. Há literalmente dezenas de diferentes tipos de microscópios eletrônicos usados hoje, e eles podem ser usados para fazer imagens de todos os tipos de coisas, de formigas a vespas a átomos pesados (por exemplo, urânio).
Em 2008, Jannik Meyer, Allex Zettl e outros colegas da Universidade da Califórnia em Berkeley (EUA) conseguiram fotografar átomos de hidrogênio únicos.
A imagem, é claro, não passa de manchas, mas é uma imagem de um átomo de hidrogênio, o que é impressionante.
Pentaceno
Em 2009, a companhia IBM fez manchete com uma imagem impressionante de pentaceno. Moléculas aromáticas têm sido estudadas em química orgânica há anos. Enquanto sua estrutura já era conhecida, foi ótimo finalmente ter uma “confirmação visual” dela.
Para isso, os pesquisadores da IBM usaram o que é chamado de microscópio de força atômica. Eletrostática e forças de Van der Waals fazem com que moléculas interajam com o microscópio, interrompendo a leitura. A IBM superou este problema anexando uma molécula de monóxido de carbono simples. Graças a mecânica quântica, as moléculas de CO e o pentaceno configuram seus elétrons de tal forma que anulam a eletrostática e as forças de Van der Waals.
Nanografeno
Leo Gross, um pesquisador da IBM pioneiro neste campo, que fez parte da equipe que fotografou o pentaceno acima, também usou um microscópio de varredura por tunelamento para fazer uma imagem das ligações químicas em um nanografeno.
As cores que você vê acima não são “reais” no sentido convencional. As áreas verdes ilustram como os elétrons se comportam em uma ligação química. Como ocorreu com o pentaceno, essa imagem foi feita para confirmar a nossa compreensão atual das ligações químicas.
Ligação química se quebrando
Em 2013, Felix Fischer, do Laboratório Nacional de Lawrence Berkeley (EUA), fez imagens fantásticas de uma molécula quebrando e em seguida reformando uma ligação química.
Mais uma vez, a imagem confirmou modelos teóricos. [Quora]
