Moléculas vibratórias de monóxido de carbono adsorvidas na superfície de um cristal de sal param de se mover após alguns milissegundos. Os cientistas agora descobriram que isso é predominantemente devido à emissão de ondas eletromagnéticas. O papel da ligação química na superfície, portanto, parece ser menos importante do que se pensava anteriormente. Jörg Meyer, do Instituto de Química de Leiden, contribuiu para a pesquisa fundamental publicada na revista Science em 14 de dezembro.

Quando as moléculas de monóxido de carbono (CO) se ligam à superfície de um cristal de sal de NaCl, a chamada ligação química entre diferentes átomos e moléculas é considerada muito importante. Não apenas para manter as moléculas em uma posição estável na superfície, mas também para a transferência de energia vibracional. "Você pode comparar esta ligação com a mola do amortecedor do carro que suaviza o passeio, "Meyer explica." Nós agora descobrimos que as moléculas de CO vibratórias em uma superfície de sal diminuem predominantemente devido à emissão de ondas eletromagnéticas e menos devido à ligação química. "Essas ondas parecem desempenhar um papel mais importante na transferência de vibração energia do que se pensava anteriormente.

De acordo com Meyer, a descrição teórica adequada das ligações químicas entre os átomos, moléculas e superfícies requerem mecânica quântica. Por causa disso, Também se esperava que a mecânica quântica fosse crucial para descrever a transferência de energia vibracional. Em contraste, a teoria clássica por trás das ondas eletromagnéticas, como ondas de luz ou rádio, é a chamada teoria do contínuo, isso não explica explicitamente o fato de que a matéria consiste em átomos individuais. O físico escocês James Clerk Maxwell desenvolveu a teoria na segunda metade do século 19, quando a mecânica quântica ainda não foi inventada. "Portanto, tem sido realmente surpreendente e, inicialmente, muito difícil de acreditar que tal teoria desempenhe um papel fundamental aqui - da mesma forma que para o intervalo finito de, por exemplo, transmissão de rádio em escala macroscópica. "

Meyer colaborou de perto com os grupos de pesquisa da Universidade de Göttingen, bem como com o Instituto Max Planck local liderado por Dirk Schwarzer e Alec Wodtke, que traduziu as observações em novos insights sobre o papel da ligação química à superfície. "Na verdade, eles tiveram a ideia, e eu não estava imediatamente convencido, "Meyer ri. Do lado experimental, o grupo Göttingen usa um espectrômetro de emissão de infravermelho médio exclusivo com sensibilidade e resolução de tempo sem precedentes. O próprio Meyer contribuiu por meio de simulações de computador. "Para partes dessas simulações, Eu precisava projetar e implementar novos programas de computador, outros exigiam muito esforço computacional e, portanto, precisavam ser executados no cluster do meu computador em vez de no meu laptop. "

Do ponto de vista científico, Meyer acredita que o projeto é uma mistura interessante de química, física e ciência da computação aplicada. A pesquisa permitiu que ele obtivesse insights fundamentais sobre como a energia é transferida em escala atômica. Meyer:"Esses processos elementares determinam, em última instância, por que a energia pode ser usada com eficiência ou desperdiçada no mundo macroscópico que começou a perceber a importância da energia e da sustentabilidade."