Os cientistas fizeram um avanço significativo na produção de filmes moleculares, capturando com detalhes sem precedentes como as moléculas respondem a dois fótons de luz. Esta conquista oferece novos insights sobre reações químicas e pode abrir caminho para o desenvolvimento de células solares e medicamentos ativados por luz mais eficientes.

Publicado na revista Nature Chemistry, o estudo foi conduzido por uma equipe de pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, e do Instituto Max Planck para a Estrutura e Dinâmica da Matéria, em Hamburgo, Alemanha. Eles usaram uma técnica chamada difração ultrarrápida de elétrons para registrar as mudanças moleculares desencadeadas por dois fótons de luz.

“Conseguimos ver como os elétrons em uma molécula se redistribuem após absorver dois fótons”, disse o principal autor do estudo, Benjamin Feinberg, pós-doutorado na Universidade da Califórnia, Berkeley. “Isso nos permitiu acompanhar as mudanças moleculares em tempo real, fornecendo uma visão detalhada de como as moléculas respondem à luz”.

Os pesquisadores estudaram uma molécula chamada difenilacetileno, que é uma molécula orgânica simples que consiste em dois anéis fenil conectados por uma ligação tripla entre dois átomos de carbono. Quando a molécula absorve dois fótons de luz, ela sofre uma reação química chamada fotodimerização, onde os dois anéis fenil formam uma nova ligação entre si.

Usando difração de elétrons ultrarrápida, os pesquisadores conseguiram capturar as mudanças moleculares associadas a essa reação em uma escala de tempo de femtossegundos (um femtossegundo é um milionésimo de um bilionésimo de segundo). Eles observaram como os elétrons da molécula se movem e se redistribuem, levando à formação da nova ligação entre os dois anéis fenil.

Esta compreensão detalhada de como as moléculas respondem à luz pode ter implicações significativas para campos como a química, a ciência dos materiais e a medicina. Por exemplo, poderia ajudar os cientistas a conceber novos materiais que sejam mais eficientes na absorção de luz e na sua conversão em energia, como nas células solares. Além disso, poderia ajudar no desenvolvimento de medicamentos ativados pela luz que poderiam ser direcionados com precisão para locais específicos do corpo.

“Nosso trabalho abre novas possibilidades para estudar a dinâmica das reações químicas e compreender como as moléculas interagem com a luz”, disse o autor sênior do estudo, Daniel Neumark, professor de química na Universidade da Califórnia, Berkeley. “Este conhecimento será essencial para o desenvolvimento de novas tecnologias que aproveitem o poder da luz para conversão de energia e outras aplicações”.

As descobertas da equipe representam um avanço significativo no campo da produção de filmes moleculares e fornecem uma compreensão mais profunda dos processos fundamentais que ocorrem quando as moléculas interagem com a luz.