Fizemos imagens das moléculas mudando de carga pela primeira vez

Por , em 16.07.2019

Pesquisadores da IBM Research-Zurich (Suíça) usaram a tecnologia mais avançada de microscópio para captar imagens de moléculas mudando de carga em tempo real. Para fazer isso, eles adicionaram e removeram elétrons, observando diretamente as mudanças de estrutura de quatro moléculas.

Nós já tínhamos há algum tempo a informação de que essas mudanças acontecem, mas esta é a primeira vez que alguém observa o processo acontecendo. Estas imagens podem nos ajudar a compreender melhor vários processos moleculares, incluindo reações químicas, catálises, até processos em organismos vivos.

“Essa nova compreensão desbloqueia alguns mistérios de relacionamentos de função de carga em moléculas e como eles se relacionam com conversões da biologia e transporte de energia”, diz o químico Leo Gross.

Como o magnetismo afeta uma única molécula

A observação

Quatro tipos de moléculas – azobenzeno, pentaceno, tetracianoquinodimetano (TCNQ) e porfina – foram colocados no microscópio de força atômica em uma câmara fria de vácuo para garantir que não haveriam influências externas.

O microscópio de força atômica consiste de uma sonda com ponta bem afiada colocada no lado livre de uma pequena viga. Essa sonda se abaixa em direção à superfície e se afasta, repetindo a movimentação diversas vezes.

Uma única molécula era colocada em um filme de cloreto de sódio, e uma pequena voltagem era enviada pela sonda para transferir elétrons da molécula, uma de cada vez. Assim os pesquisadores conseguiam controlar a carga, em uma técnica desenvolvida por eles mesmos em 2015.

Eles conseguiram fazer imagens das quatro moléculas em dois ou mais estados: positivo (um elétron a menos), neutro (mesmo número de prótons e elétrons), negativo (um elétron a mais) e duplo negativo (dois elétrons a mais). As quatro moléculas reagiram de forma diferente para as mudanças de carga.

No vídeo abaixo você pode ver como as moléculas de porfina muda de formato conforme perde um elétron nessas condições controladas.

Entender melhor este processo é importante porque a porfina faz parte de compostos orgânicos como a clorofila e hemoglobina. “As transições de carga dessas moléculas são essenciais para a vida”, diz Gross.

A pesquisa foi publicada na revista Science. [Science Alert]

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