Uma equipe internacional liderada por pesquisadores da Universidade de Genebra (UNIGE), Suíça, projetou uma família de moléculas capazes de se ligar a íons metálicos presentes no ambiente circundante e fornecer um sinal de luz facilmente detectável durante a ligação. Este novo tipo de sensor forma uma estrutura 3-D cujas moléculas são quirais, quer dizer, estruturalmente idênticos, mas não sobreponíveis, como as mãos esquerda e direita. Essas moléculas consistem em um anel e dois braços luminescentes que emitem um determinado tipo de luz em um processo denominado Luminescência Polarizada Circular (CPL), e detectar seletivamente íons como o sódio. Esta pesquisa foi publicada em Ciência Química .

"Os braços luminescentes de nossas moléculas funcionam como lâmpadas que se acendem ou desligam dependendo da presença de um íon carregado positivamente, um cátion de metal, "explica Jérôme Lacour, Reitor da Faculdade de Ciências da UNIGE e Professor Ordinário do Departamento de Química Orgânica. Essas moléculas podem ser comparadas a pequenas travas. Quando eles estão prontos para operar e detectar a presença de metais, eles emitem um determinado tipo de luz (circularmente polarizada). Quando um íon metálico é inserido, age sobre eles como uma chave, a geometria do bloqueio muda e a luz desaparece.

Esses "bloqueios" são compostos de duas partes:um anel (um éter de coroa) que pode envolver íons metálicos como o sódio, e dois braços torcidos que se estendem da borda e agem como lâmpadas, permitindo aos pesquisadores detectar se os íons metálicos estão presentes ou não. Na ausência de íons metálicos, os dois braços estão próximos e emitem intensa luminescência polarizada. Quando um íon metálico é inserido, a molécula muda a geometria. Os braços se separam e param de emitir luz.

Moléculas fáceis de ler

Você também pode "remover a chave" adicionando uma molécula eliminadora. A luminescência de ambos os braços é então completamente recuperada. Este recurso liga / desliga pode ser repetido em vários ciclos liga / desliga, tornando essas moléculas eficazes e fáceis de ler. A molécula, portanto, se comporta como um interruptor; fornece um sinal claro, cujas aplicações práticas podem ser numerosas, começando com a detecção de metais no meio ambiente.

O projeto de tais interruptores reversíveis geralmente envolve o uso de terras raras ou outros grandes conjuntos supramoleculares complexos (polímeros). “Nosso sistema é baseado em uma pequena molécula de carbono, oxigênio e hidrogênio, e tem a vantagem de reagir a cátions simples e naturalmente abundantes como o sódio, "diz Jérôme Lacour. Apesar da complexidade funcional das moléculas, este novo tipo de sensor pode ser facilmente montado por meio de apenas duas etapas sintéticas, que poderia ser estabelecido após três anos de pesquisa.