Pesquisadores de todo o mundo estão trabalhando para desenvolver materiais eficientes para converter CO₂ em substâncias químicas utilizáveis ​​– trabalho que é particularmente urgente em vista do aquecimento global.
Uma equipe da Universidade de Göttingen, na Alemanha, e do Instituto Nacional de Ciência de Ulsan, na Coreia do Sul, descobriu uma abordagem nova e promissora:moléculas cataliticamente ativas são nanoconfinadas - o que significa que são colocadas em um ambiente que deixa muito pouco espaço para o único moléculas - em uma superfície que serve como um fornecedor de elétrons condutor.

Essas moléculas promovem reações químicas específicas. Tais sistemas híbridos fazem uso tanto das propriedades das moléculas quanto das propriedades do substrato. Os resultados foram publicados em Science Advances .

O primeiro passo para a equipe foi depositar as moléculas cataliticamente ativas como um vapor na prata polida antes de examiná-las com um microscópio de tunelamento de alta resolução construído em Göttingen. "Para nosso espanto absoluto, as moléculas se organizam, como por mágica, em estruturas de camada única quase perfeitas na superfície", diz Lucas Paul, Ph.D. estudante, Universidade de Göttingen, e co-autor do estudo.

“Além de imagens de moléculas individuais, a energia dos elétrons injetados pode ser ajustada com tanta precisão no microscópio de tunelamento de varredura que as reações químicas podem ser induzidas e observadas em uma única molécula”, explica o físico professor Martin Wenderoth. Wenderoth liderou o projeto junto com o químico Professor Inke Siewert, no Centro de Pesquisa Colaborativa 1073 da Universidade de Göttingen "Controle de Escala Atômica de Conversão de Energia". Siewert acrescenta que eles “são capazes de quebrar ligações químicas individuais com muita precisão”.

Os pesquisadores mostram que as moléculas que são particularmente densamente compactadas na superfície têm propriedades químicas alteradas. Assim, exclusivamente para as moléculas "aprisionadas" a ligação pode ser quebrada e subsequentemente também restaurada, uma vez que a parte separada da molécula só pode se afastar muito ligeiramente do resto da molécula. “Isso mostra como a falta de espaço, em nível atômico, pode ser usada para manipular reações químicas”, diz o primeiro autor Ole Bunjes, da Universidade de Göttingen.

A equipe de pesquisa quer que seus experimentos contribuam para o desenvolvimento de sistemas de superfície molecular eficientes com propriedades precisamente determinadas. Além disso, eles querem investigar se seu novo sistema é adequado como memória de dados moleculares. + Explorar mais

Os pulsos de uma ponta com ponta atômica permitem que os pesquisadores quebrem e formem ligações químicas à vontade