p Pesquisadores da Linköping University, Suécia, desenvolveram uma molécula que absorve energia da luz solar e a armazena em ligações químicas. Um possível uso a longo prazo da molécula é capturar energia solar de forma eficiente e armazená-la para consumo posterior. Os resultados atuais foram publicados no Jornal da American Chemical Society (JACS) . p A Terra recebe muitas vezes mais energia do Sol do que nós, humanos, podemos usar. Esta energia é absorvida por instalações de energia solar, mas um dos desafios da energia solar é armazená-la de forma eficiente, de forma que a energia está disponível quando o sol não está brilhando. Isso levou cientistas da Linköping University a investigar a possibilidade de capturar e armazenar energia solar em uma nova molécula.

p "Nossa molécula pode assumir duas formas diferentes:uma forma parental que pode absorver a energia da luz solar, e uma forma alternativa na qual a estrutura da forma original foi alterada e tornou-se muito mais rica em energia, enquanto permanece estável. Isso torna possível armazenar a energia da luz solar na molécula de forma eficiente, "diz Bo Durbeej, professor de física computacional no Departamento de Física, Química e Biologia na Linköping University, e líder do estudo.

p A molécula pertence a um grupo conhecido como "photoswitches moleculares". Eles estão sempre disponíveis em duas formas diferentes, isômeros, que diferem em suas estruturas químicas. Os dois formulários têm propriedades diferentes, e no caso da molécula desenvolvida por pesquisadores da LiU, essa diferença está no conteúdo de energia. As estruturas químicas de todos os photoswitches são influenciadas pela energia da luz. Isso significa que a estrutura, e, portanto, as propriedades, de um photoswitch pode ser alterado iluminando-o. Uma possível área de aplicação para os interruptores é a eletrônica molecular, em que as duas formas da molécula têm condutividades elétricas diferentes. Outra área é a fotofarmacologia, em que uma forma da molécula é farmacologicamente ativa e pode se ligar a uma proteína alvo específica no corpo, enquanto a outra forma está inativa.

p É comum na pesquisa que os experimentos sejam feitos primeiro e o trabalho teórico posteriormente confirme os resultados experimentais, mas, neste caso, o procedimento foi revertido. Bo Durbeej e seu grupo de trabalho em química teórica, e realizar cálculos e simulações de reações químicas. Isso envolve simulações de computador avançadas, que são realizados em supercomputadores no Centro Nacional de Supercomputadores, NSC, em Linköping. Os cálculos mostraram que a molécula que os pesquisadores desenvolveram passaria pela reação química necessária, e que aconteceria extremamente rápido, dentro de 200 femtossegundos. Seus colegas do Centro de Pesquisa para Ciências Naturais da Hungria foram então capazes de construir a molécula, e realizar experimentos que confirmaram a previsão teórica.

p Para armazenar grandes quantidades de energia solar na molécula, os pesquisadores tentaram fazer a diferença de energia entre os dois isômeros o maior possível. A forma original de sua molécula é extremamente estável, uma propriedade que na química orgânica é denotada por dizer que a molécula é "aromática". A molécula básica consiste em três anéis, cada um dos quais é aromático. Quando absorve luz, Contudo, a aromaticidade é perdida, de modo que a molécula se torna muito mais rica em energia. Os pesquisadores da LiU mostram em seu estudo, publicado no Jornal da American Chemical Society , que o conceito de alternar entre os estados aromáticos e não aromáticos de uma molécula tem um grande potencial no campo dos fotomutadores moleculares.

p "A maioria das reações químicas começa em uma condição em que uma molécula tem alta energia e, subsequentemente, passa para outra com baixa energia. Aqui, fazemos o oposto - uma molécula de baixa energia torna-se outra de alta energia. Esperaríamos que isso fosse difícil, mas mostramos que é possível que tal reação ocorra de forma rápida e eficiente, "diz Bo Durbeej.

p Os pesquisadores agora examinarão como a energia armazenada pode ser liberada da forma rica em energia da molécula da melhor maneira.