p Quanto menores e mais inteligentes os telefones e dispositivos se tornam, quanto maior a necessidade de construir circuitos menores. Cientistas com visão de futuro na década de 1970 sugeriram que os circuitos poderiam ser construídos usando moléculas em vez de fios, e nas últimas décadas essa tecnologia se tornou realidade. p O problema é, algumas moléculas têm interações particularmente complexas que tornam difícil prever quais delas podem ser boas em servir como circuitos em miniatura. Mas um novo artigo de dois químicos da Universidade de Chicago apresenta um método inovador que corta custos computacionais e melhora a precisão ao calcular as interações entre pares de elétrons e extrapolá-las para o resto da molécula.

p "Os modelos atuais tendem a superestimar a condutância, mas nossa teoria supera os modelos tradicionais em até uma a duas ordens de magnitude, "disse o Prof. David Mazziotti, quem é co-autor do jornal, publicado em 17 de maio na Nature's Química da Comunicação .

p Tudo, desde melhores chips de computador e baterias a maneiras mais ecológicas de produzir produtos químicos, depende da descoberta de novos tipos de produtos químicos e materiais, e os cientistas recorrem cada vez mais aos computadores para buscar novas combinações com mais eficiência. Em vez de tentar permutações uma por uma, eles podem executar modelos que preveem as melhores opções.

p Mas é uma arte delicada, porque em muitos casos esses cálculos podem consumir tempo de computação assustadoramente rápido. Em moléculas com muitos elétrons interagindo, "você pode rapidamente terminar com o tamanho do cálculo aumentando exponencialmente com o tamanho da molécula, "Mazziotti disse.

p Mazziotti e o estudante de graduação Manas Sajjan decidiram simplificar, criar um método para prever a condutividade molecular que usa a interação entre dois elétrons para representar todas as interações. "Para dar um exemplo, para uma molécula específica, o método tradicional pode exigir computação com 1024 variáveis, enquanto o nosso tem 109 variáveis ​​- um quatrilhão a menos de variáveis, "Sajjan disse. Essa é a diferença entre um problema para o qual você precisa de um supercomputador e um que você pode fazer em um laptop.

p Essa escolha permite uma abordagem incomum, mas poderosa. As teorias existentes para a condutividade molecular atribuem um determinado número de voltagem aplicada à molécula para prever um número para a corrente que poderia então fluir através dela. Sajjan e Mazziotti mudaram esse paradigma de cabeça para baixo. Eles consertaram a corrente primeiro, e então calculou a tensão. Isso acabou sendo muito mais preciso:quando eles checaram seu método com uma molécula bem conhecida, eles viram que seu desempenho superava os métodos tradicionais em uma a duas ordens de magnitude.

p "O importante é que ele é realmente rigoroso. Mesmo com a condução, ainda há um mapeamento um-para-um com o sistema de muitos elétrons, "Mazziotti disse. O processo de garantir que o sistema de dois elétrons ainda represente o sistema de muitos elétrons é um problema muito desafiador que existe há 50 anos, mas ele disse que vale a pena lutar.

p "Quase todos os grandes problemas que as pessoas estão tentando resolver envolvem trabalhar com materiais que são difíceis de explorar com métodos tradicionais, "disse ele." Se pudermos prever melhor a condutividade, podemos projetar com mais eficácia moléculas e materiais melhores. "