Uma selfie molecular revela como uma ligação química se rompe:o próton é visto escapando da molécula


Os cientistas capturaram a primeira observação direta de um próton escapando de uma molécula durante uma reação química. A observação foi feita por meio de uma técnica chamada difração de elétrons ultrarrápida (UED), que permitiu aos pesquisadores rastrear o movimento dos átomos em tempo real.

O estudo, publicado na revista Science, fornece novos insights sobre como as ligações químicas se quebram e se formam. Esta compreensão fundamental poderia levar ao desenvolvimento de novos medicamentos, catalisadores e outros materiais.

Numa reação química, as ligações entre os átomos são quebradas e novas ligações são formadas. Esse processo pode ser muito rápido, acontecendo na ordem de femtossegundos (um quatrilionésimo de segundo). UED é uma das poucas técnicas que podem capturar a dinâmica das reações químicas nesta escala de tempo ultrarrápida.

No estudo, os pesquisadores usaram o UED para rastrear o movimento dos átomos em uma molécula de metano (CH4). Eles descobriram que quando a molécula foi exposta a um pulso de laser de alta energia, um próton (H+) foi ejetado da molécula. Este processo ocorreu em 10 femtossegundos.

Os pesquisadores conseguiram reconstruir um filme molecular detalhado da reação. O filme mostra o próton escapando da molécula e os átomos restantes se reorganizando para formar uma nova molécula.

Este estudo fornece a primeira observação direta de um próton escapando de uma molécula durante uma reação química. Esta compreensão fundamental poderia levar ao desenvolvimento de novos medicamentos, catalisadores e outros materiais.


Mais detalhes sobre o estudo :



* O estudo foi liderado por pesquisadores do SLAC National Accelerator Laboratory em Menlo Park, Califórnia.
* Os pesquisadores usaram a Linac Coherent Light Source (LCLS), um poderoso laser de raios X, para gerar os pulsos de laser de alta energia que foram usados ​​para iniciar a reação química.
* As medições da UED foram feitas usando um detector especial denominado câmera de listras. A câmera de raios permitiu aos pesquisadores rastrear o movimento dos átomos em tempo real.


Potenciais aplicações desta pesquisa :


* A compreensão fundamental de como as ligações químicas se quebram e se formam pode levar ao desenvolvimento de novos medicamentos, catalisadores e outros materiais.
* Por exemplo, os investigadores acreditam que os conhecimentos obtidos neste estudo poderiam ser utilizados para conceber novos medicamentos que sejam mais eficazes e tenham menos efeitos secundários.
* O estudo também poderá levar ao desenvolvimento de novos catalisadores, substâncias que aceleram reações químicas. Isto poderia tornar possível a produção de produtos químicos de forma mais eficiente e com menos resíduos.