Químicos da Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) e da Université de Montréal, no Canadá, desenvolveram um sistema molecular capaz de medições de pressão óptica muito precisas.

O rubi de pedras preciosas serviu de fonte de inspiração. Contudo, o sistema desenvolvido pela equipe chefiada pela Professora Katja Heinze do Instituto JGU de Química Inorgânica e Química Analítica e pelo Professor Christian Reber da Université de Montréal é uma molécula solúvel em água, não é um sólido insolúvel. Como rubi, esta molécula contém o elemento cromo que lhe dá sua cor vermelha, e assim foi apelidado de rubi molecular. Este rubi molecular pode ser usado para medir a pressão tanto no estado sólido como no rubi da gema e em solução graças à sua solubilidade. Assim, este sistema molecular tem aplicações potenciais nos campos das ciências dos materiais, catálise homogênea e heterogênea, e todos os campos concebíveis onde as mudanças de pressão precisam ser monitoradas. Os resultados da pesquisa foram publicados recentemente em Angewandte Chemie International Edition .

Medir a pressão com o rubi molecular é muito simples. O local relevante é irradiado com luz azul para ser absorvido pelo rubi molecular, que então emite radiação infravermelha. Dependendo da pressão, a energia da luz emitida varia de maneira muito sensível. A pressão real pode então ser lida a partir da energia de luminescência.

As sofisticadas medições de luminescência dependente de pressão de até 45, 000 bar foram executados por Sven Otto, um candidato a doutorado na equipe de Heinze, nos laboratórios do grupo Reber da Université de Montréal. A estadia de pesquisa de Sven Otto foi financiada pela Escola de Graduação de Excelência em Ciência de Materiais em Mainz (MAINZ). "O trabalho experimental em Montreal foi uma grande experiência e a prova de conceito bem-sucedida foi simplesmente fantástica, "disse Otto." As pressões mais altas empregadas em uma chamada célula de bigorna de diamante são cerca de 45 vezes maiores do que as experimentadas no ponto mais profundo conhecido do oceano ", explicou Otto. "Os grandes efeitos observados com este material molecular são realmente impressionantes, "acrescentou o Profoessor Christian Reber, um especialista em espectroscopia de luminescência de alta pressão e atualmente um cientista convidado do DAAD na Universidade de Mainz, financiado pelo Serviço Alemão de Intercâmbio Acadêmico. Na verdade, os efeitos são até vinte vezes maiores com os cristais de rubi molecular do que com o rubi de gema comumente empregado.

O princípio de medições de pressão óptica usando materiais à base de cromo não é novo. Contudo, até agora, todos esses materiais são completamente insolúveis como o rubi. As medições de pressão com um único tipo de espécie molecular dissolvida relatando mudanças de pressão diretamente na solução ainda não foram alcançadas. "Contudo, nosso rubi molecular pode fazer o truque, "disse a professora Katja Heinze." Esperamos que nossas descobertas abram o caminho para aplicações completamente diferentes além das clássicas e atualmente estamos trabalhando nessa direção. "