p Os cientistas descobriram que um espaço dentro de um tipo especial de molécula de carbono pode ser usado para aprisionar outras moléculas menores, como hidrogênio ou água. p A cavidade do tamanho de um nanômetro do C60 Buckminsterfullerene esférico oco - ou bola de bucky - cria efetivamente um "nanolaboratório", permitindo o estudo detalhado dos princípios da mecânica quântica que determinam o movimento da molécula enjaulada, incluindo o misterioso comportamento ondulatório que é uma propriedade fundamental de toda a matéria.

p Experimentos com a colaboração internacional de pesquisadores, incluindo físicos da Universidade de Nottingham, revelaram o comportamento de onda e mostram como as moléculas de H2 e H2O aprisionadas 'chacoalham' em sua gaiola.

p Professor Tony Horsewill, da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Nottingham, disse:"Para mim, grande parte da motivação para realizar esta investigação veio do puro prazer de estudar uma molécula tão única e bela e descobrir os fascinantes insights que ela deu sobre os fundamentos da dinâmica molecular quântica. Intelectualmente, tem sido extremamente agradável.

p "Contudo, como acontece com qualquer iniciativa de pesquisa de céu azul, sempre há a promessa de novidades, frequentemente imprevisto, formulários. De fato, no caso das moléculas de água dentro das bolas de bucky temos uma molécula hóspede que possui um momento de dipolo elétrico e a colaboração já está investigando seu uso em eletrônica molecular, inclusive como um componente inovador de um transistor molecular. "

p A pesquisa, que envolveu cientistas dos EUA, Japão, França, Estônia e as universidades de Nottingham e Southampton no Reino Unido, foi recentemente publicado na prestigiosa revista Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS )

p A descoberta do C60 Buckminsterfullerene, e a classe relacionada de moléculas, os fulerenos, em meados da década de 1980, ganhou os professores Harry Kroto, Robert Curl e o falecido Richard Smalley receberam o Prêmio Nobel de Química em 1996.

p Tem uma estrutura esférica em forma de gaiola composta por 20 hexágonos e 12 pentágonos e lembra uma bola de futebol, ganhando o apelido de 'bola bucky'.

p Em uma descoberta recente na química sintética, os cientistas japoneses de Kyoto inventaram uma técnica de cirurgia molecular que lhes permite selar permanentemente pequenas moléculas como H2 e H2O dentro do C60.

p Eles usaram um conjunto de procedimentos cirúrgicos sintéticos para abrir a "gaiola" do C60, produzindo uma abertura grande o suficiente para "empurrar" uma molécula de H2 ou H2O para dentro em alta temperatura e pressão. O sistema foi então resfriado para estabilizar a molécula presa dentro e a gaiola foi cirurgicamente reparada para reproduzir um C60.

p O professor Horsewill acrescentou:"Esta técnica consegue combinar talvez a molécula C60 mais bonita do universo com a sua mais simples."

p O grupo de pesquisa de Nottingham empregou uma técnica chamada espalhamento inelástico de nêutrons (INS), onde um feixe de nêutrons, partículas fundamentais que compõem o núcleo atômico, é usado para investigar o movimento de 'ruído da gaiola' das moléculas hóspedes dentro do C60.

p Suas investigações deram uma visão sobre a natureza ondulatória das moléculas de H20 e H2 e seu movimento orbital e rotacional à medida que se movem dentro do C60.

p Professor Malcolm Levitt, da Escola de Química da Universidade de Southampton, que usou a técnica de ressonância magnética nuclear (NMR) para estudar as propriedades quânticas das moléculas enjauladas, disse:"Ao confinar pequenas moléculas como a água em gaiolas de fulereno, fornecemos o ambiente controlado de um laboratório, mas na escala de cerca de um nanômetro.

p "Sob estas condições, as moléculas confinadas revelam uma natureza ondulatória e se comportam de acordo com as leis da mecânica quântica. Além de seu interesse intrínseco, esperamos que as propriedades especiais desses materiais levem a uma variedade de aplicações, como novas maneiras de iluminar as imagens de exames de ressonância magnética, e novos tipos de memória de computador. "

p O trabalho publicado no PNAS papel também identificou separadamente duas formas sutilmente diferentes de H2O - orto-água e para-água. Esses chamados isômeros de spin nuclear também devem suas identidades separadas aos princípios da mecânica quântica.