Um estudo detalhado de reações de roaming - onde átomos de compostos se separam e orbitam outros átomos para formar novos compostos inesperados - poderia permitir aos cientistas fazer previsões muito mais precisas sobre as moléculas na atmosfera, incluindo modelos de mudança climática, poluição urbana e redução da camada de ozônio.

Em um artigo publicado hoje na revista Ciência , uma equipe de pesquisadores da UNSW Sydney, Universidade de Sydney, A Emory University e a Cornell University mostraram com detalhes sem precedentes exatamente o que acontece durante as reações de roaming de compostos químicos.

Professor Scott Kable, um cientista atmosférico que também é o chefe da Escola de Química da UNSW, compara o estudo a levantar o capô das reações de roaming e ver pela primeira vez como as partes se encaixam. Ele diz que o estudo dará aos cientistas novas ferramentas para entender as maquinações das reações na atmosfera.

"Reações químicas, onde os átomos são reorganizados para fazer novas substâncias, estão ocorrendo o tempo todo em nossa atmosfera como resultado da emissão natural de plantas e animais, bem como da atividade humana, "Prof Kable diz.

"Muitas das principais reações na atmosfera que contribuem para a poluição fotoquímica e a produção de dióxido de carbono são iniciadas pela luz solar, que pode separar as moléculas.

"Por muito tempo, os cientistas pensaram que essas reações aconteceram de uma maneira simples, que a luz solar foi absorvida e então a molécula explode, enviando átomos em diferentes direções.

"Mas, nos últimos anos, descobriu-se que, onde a energia do sol era apenas o suficiente para quebrar uma ligação química, os fragmentos realizam uma dança íntima antes de trocar átomos e criar novos, imprevisto, produtos químicos - conhecidos como reações de roaming.

"Nossa pesquisa mostra que essas reações de 'roaming' exibem características incomuns e inesperadas."

Prof Kable diz em um experimento detalhado no jornal, os pesquisadores analisaram a reação de roaming no formaldeído (CH2O) e ficaram surpresos ao ver, em vez disso, dois sinais bastante distintos, "que poderíamos interpretar como dois mecanismos distintos de roaming".

Professor Joel Bowman, que supervisionou as simulações das reações de roaming na Emory University nos EUA, observaram que essa "modelagem detalhada dessas reações não apenas concorda com os resultados experimentais, fornecem informações sobre o movimento dos átomos durante a reação ". Simulações do experimento também foram realizadas na Universidade Cornell (EUA).

A professora Meredith Jordan, da Universidade de Sydney, diz que os experimentos e os resultados da teoria sugerem que as reações vagas abrangem os mundos clássico e quântico da física e da química.

"Analisar os resultados com detalhes incríveis em experimentos e simulações nos permitiu entender a natureza da mecânica quântica das reações de roaming. Esperamos que essas características estejam presentes em todas as reações de roaming, " ela diz.

Os resultados deste estudo fornecerão aos teóricos os dados necessários para aprimorar suas teorias, o que, por sua vez, permitirá aos cientistas prever com precisão os resultados das reações iniciadas pela luz solar na atmosfera.

O professor Kable diz que o estudo também pode beneficiar cientistas que trabalham nas áreas de combustão e astrofísica, que usam modelos complexos para descrever como as moléculas interagem entre si na forma gasosa.