Um projeto de pesquisa liderado por químicos da Universidade de Warwick usou pela primeira vez a microscopia de varredura de ultra-alta resolução para ver a localização exata dos átomos e ligações dentro de uma molécula, e então empregou essas imagens incrivelmente precisas para determinar as interações que ligam as moléculas umas às outras.

Usando uma agulha super afiada com ponta de monóxido de carbono congelada a 7 Kelvin (menos 266 graus centígrados), os pesquisadores puderam identificar se as ligações são de hidrogênio ou halogênio, e também foram capazes de detectar defeitos minúsculos nesses materiais. Esses resultados podem ser de alta relevância para ajudar a criar novos produtos farmacêuticos mais puros do que nunca.

Os pesquisadores compararam o padrão com o STM de resolução ultra-alta em uma molécula aromática policíclica bromada colocada sobre uma superfície de ouro. Eles foram capazes de demonstrar que as medições STM padrão não podiam estabelecer de forma conclusiva a natureza das interações intermoleculares, mas a nova técnica poderia identificar claramente a localização dos anéis de carbono e átomos de halogênio, determinar que a ligação de halogênio governa os conjuntos.

A pesquisa deles foi publicada hoje, 30 de abril de 2020, em um artigo intitulado "Combinando microscopia de tunelamento de varredura de alta resolução e simulações de primeiros princípios para identificar ligações de halogênio" em Nature Communications .

Um dos principais pesquisadores do jornal, Professor Giovanni Costantini, do Departamento de Química da Universidade de Warwick disse:

"O renomado físico Richard Feynman disse uma vez que a maneira mais fácil de analisar qualquer substância química complicada seria" olhar para ela e ver onde estão os átomos "; a técnica que temos usado é uma maneira de fazer exatamente isso.

"A microscopia de varredura por tunelamento (STM) normalmente só pode revelar a forma geral e a posição das moléculas em um material, mas não tem a precisão necessária para determinar sua estrutura atômica exata.

"Contudo, usando STM de resolução ultra-alta, poderíamos localizar com precisão a localização dos anéis de carbono e átomos de halogênio, o que nos permitiu estabelecer que o halogênio, em vez das ligações de hidrogênio, governava a montagem molecular desse material.

"Seguindo de perto a recomendação de Richard Feynman de" apenas olhar para a coisa ", nossa visualização clara das posições reais dos átomos dentro das moléculas nos permitiu inferir a posição e a natureza da ligação entre as moléculas.

"Isso foi apoiado por cálculos teóricos que revelaram uma série de recursos eletrônicos que a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) reconhece como identificadores de características de ligações de halogênio. Acreditamos que uma fração significativa de estruturas moleculares difíceis ou controversas que foram discutidas em a literatura das últimas décadas poderia ser resolvida de forma rápida e clara usando esta abordagem e prevemos seu uso crescente em nanociência molecular em superfícies. "

Outro dos principais pesquisadores do papel, Professor Assistente Gabriele Sosso, do Departamento de Química da Universidade de Warwick também aponta que:

"A capacidade de discernir e realmente identificar claramente a posição das ligações de halogênio será de particular valor para os pesquisadores que tentam compreender o reconhecimento biomolecular e desenvolver novos medicamentos farmacêuticos.

"Na verdade, a maior parte da química medicinal até agora tem se concentrado no papel das ligações de hidrogênio, como eles são onipresentes na bioquímica e na ciência dos materiais:compreender a ligação de halogênio fornecerá uma ferramenta adicional para projetar a próxima geração de sistemas moleculares para o projeto de drogas.

"Para esse fim, é essencial que, como fizemos neste trabalho, reunimos experimentos e simulações - a fim de fornecer uma imagem abrangente dessa interação molecular ainda amplamente inexplorada. "