Cientistas do Instituto de Ciências Celulares da Universidade de Kyoto descobriram um novo composto de aglomerado que pode ser útil como catalisador. Compostos, chamados polioxometalatos, que contêm um grande aglomerado de óxido metálico carregam uma carga negativa. Eles são encontrados em todos os lugares, de medicamentos antivirais a baterias recarregáveis ​​e dispositivos de memória flash.
O novo composto de cluster é um hidroxi-iodeto (HSbOI) e é incomum, pois possui grandes aglomerados carregados positivamente. Apenas um punhado de tais compostos de cluster carregados positivamente foram encontrados e estudados.

"Na ciência, a descoberta de um novo material ou molécula pode criar uma nova ciência", diz o químico da Universidade de Kyoto Hiroshi Kageyama. "Acredito que esses novos aglomerados carregados positivamente têm um grande potencial."

O primeiro aglomerado de óxido metálico foi descoberto em 1826. Desde então, os químicos sintetizaram centenas de compostos com aglomerados carregados negativamente, que possuem propriedades úteis em magnetismo, catálise, condução iônica, aplicações biológicas e informação quântica. Suas propriedades os tornam úteis em diversos campos, desde catálise até medicina e síntese química.

Nos anos mais recentes, os cientistas concentraram sua atenção na síntese de compostos com clusters carregados positivamente e no aprendizado de suas propriedades.

Kageyama e seu colega Ryu Abe encontraram seu cluster positivo por acidente. Desde 2016, os dois cientistas – Kageyama, um químico de estado sólido e Abe, um químico catalítico – estão em busca de desenvolver novos compostos que possam absorver a luz visível para fotocatálise. Eles estavam estudando uma solução contendo cloro (Sb₄ O₅ Cl₂ ) composto e tentando substituir o átomo de cloro por iodo.

"No entanto, um novo material completamente diferente do que esperávamos foi obtido acidentalmente", diz Kageyama.

O que os cientistas esperavam era um material que contém 22 átomos na célula unitária. O que eles conseguiram foi um composto que contém 800 átomos em sua célula unitária.

No início, os cientistas não conseguiram desvendar a estrutura do produto químico. Uma técnica tradicional chamada difração de raios X em pó falhou quando confrontada com a complexidade do material. Depois de um ano, Kageyama pensou que poderia usar a tomografia eletrônica tridimensional, uma técnica de microscopia eletrônica de ponta que atraiu a atenção recente como uma ferramenta para criar imagens da estrutura das proteínas. Os cientistas abordaram Artem Abakumov e Joke Hadermann, da Universidade de Antuérpia, na Bélgica, para trabalhar na estrutura. E quando seus colaboradores enviaram os dados de volta, os cientistas ficaram entusiasmados ao ver grandes aglomerados.

Outros trabalhos de laboratório mostraram que a molécula de hidroxiiodeto continha prótons ácidos, o que é importante na catálise.

"Esta descoberta pode abrir novas possibilidades no projeto de catalisadores de estado sólido", diz Kageyama.

Seu trabalho será publicado em Science Advances . + Explorar mais

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