Este ano marca o 150º aniversário da Tabela Periódica, e os princípios que levaram Dmitri Mendeleev a construir sua mesa ainda estão influenciando os avanços da pesquisa de hoje.

Em uma edição especial de Ciência , que celebra este aniversário do sesquicentenário, um cientista da Michigan State University destaca algumas das pesquisas atuais em todo o mundo impulsionadas pela influência de Mendeleev.

"Nosso objetivo era apresentar a pesquisa contemporânea realizada em todo o mundo, incluindo pesquisa apoiada pelo Departamento de Energia dos EUA em MSU, que está trabalhando para realizar novas abordagens para processos químicos fotoinduzidos, "disse James McCusker, Químico e revisor da MSU.

A contribuição de McCusker centrou-se no processo de absorção da luz que incorpora elementos do chamado "bloco de transição" da Tabela Periódica. Os compostos desta classe estão envolvidos em tudo, desde conversação sobre energia solar até síntese orgânica.

"A captura e uso eficazes da luz solar - um inesgotável, fonte de energia globalmente acessível e livre de poluição - é crítica para substituir os combustíveis fósseis e mitigar as mudanças climáticas, "Disse McCusker." Para atingir esse objetivo, um dos principais processos que devem ocorrer após a absorção da luz é a transferência de elétrons, semelhante ao que as plantas fazem na fotossíntese. "

Mas o uso dessa capacidade revelou-se um desafio. É devido, em parte, ao fato de que os compostos que são muito eficazes na conversão de luz em carga utilizável requerem o uso de alguns dos elementos menos abundantes do planeta. Tomemos, por exemplo, rutênio e irídio, que são amplamente empregados em cromóforos que podem realizar esses processos químicos ativados pela luz.

"O rutênio é um dos cinco ou seis elementos menos abundantes na crosta terrestre e simplesmente não é uma opção viável como componente de coleta de luz para um problema em escala global como a produção de combustível solar, "McCusker disse." Precisamos encontrar substitutos que são abundantes na Terra, como o ferro, para tornar possível a escalabilidade global. Este não é um problema de engenharia ou manufatura, mas um de ciência fundamental que tem suas origens nos próprios conceitos que Mendeleev descobriu quando ele construiu a tabela periódica. "

É aí que algumas das pesquisas apoiadas pelo DOE da MSU entram em ação. A pesquisa de McCusker é baseada em uma confluência de químicas orgânicas e inorgânicas sintéticas, bem como em uma variedade de técnicas espectroscópicas.

"De particular importância no que diz respeito aos nossos esforços de conversão de energia solar é a espectroscopia a laser ultrarrápida resolvida em tempo, que nos permite acompanhar a evolução de um sistema químico menos de um trilionésimo de segundo depois que a luz foi absorvida, "McCusker disse." A capacidade de combinar síntese e espectroscopia ultrarrápida em um laboratório é um aspecto criticamente importante da pesquisa, pois permite que meus alunos e eu façamos conexões imediatas entre a composição das moléculas que preparamos e suas propriedades induzidas pela luz. "

As perspectivas para este campo são fortes, ele adicionou.

"Embora ainda haja muito a ser feito, uma compreensão da natureza periódica do problema, juntamente com o trabalho criativo de um número crescente de grupos de pesquisa em todo o mundo, pressagia que a perspectiva de uma mudança sísmica na forma como fazemos a interface da química inorgânica molecular com a ciência da captura e conversão de luz é realmente brilhante , "Disse McCusker.