DESY/Science Communication Lab
Em um passo sem precedentes, cientistas da Universidade de Bath conseguiram manipular moléculas individuais, mas apenas durante um femtossegundo. No entanto, a descoberta pode levar o controle da matéria a um novo nível de precisão.
A descoberta dos cientistas ocorreu depois de um acaso de laboratório onde, em certo momento, em uma experiência-padrão na qual os cientistas esperavam acelerar uma reação ao introduzir um aumento na corrente elétrica, os resultados não foram os esperados.
Os resultados obtidos, diferentes dos habituais, levaram os cientistas a investigar o acontecido, tendo chegado à conclusão de que tinham “tropeçado” em uma maneira de controlar uma molécula – mesmo que apenas durante um femtossegundo, ou seja, 10-15 segundos – algo como um “milésimo bilionésimo” de segundo. A descoberta abre um novo campo de possibilidades e avanços nas experiências em nanoescala.
Os cientistas da Universidade de Bath, na Inglaterra, descobriram que podiam obter controle sobre a molécula aproximando um microscópio de digitalização por tunelamento (STM) da molécula em estudo.
“Nosso trabalho oferece um novo caminho para controlar moléculas isoladas e suas reações”, afirmou Peter Sloan, um dos autores da pesquisa. “Trabalhar a estas escalas faz com que seja muito difícil executar o trabalho, mas, com a técnica, temos uma extrema resolução e reprodutibilidade”.
Os STM são utilizados para criar imagens 2D ou 3D a um nível atômico, digitalizando as superfícies com a ponta de uma sonda elétrica. Nas experiências realizadas pela equipe de pesquisadores, eram observados elétrons isolados se chocar e reagir com a molécula em estudo através do uso de uma corrente muito pequena.
Curiosamente, para além de a descoberta ter sido casual, os resultados pouco habituais da experiência foram notados pela física Kristina Rusimova, uma das autoras da pesquisa, quando ela estava em férias. A cientista decidiu então analisar os dados da experiência, acabando por encontrar durante o seu descanso os resultados incomuns.
“Eram dados de uma experiência comum e padrão. Estávamos fazendo [a experiência] porque pensamos que tínhamos esgotado todas as coisas interessantes para fazer e esta era apenas uma última verificação”, contou Rusimova. “Contudo, meus dados apareceram errados – todos os gráficos deviam estar para cima e os meus iam para baixo”.
A descoberta dessa anormalidade nos gráficos levou à descoberta de que, mantendo a ponta da sonda elétrica entre 600 e 800 bilionésimos de metro afastado da molécula, os elétrons após o impacto com a molécula eram lançados 100 vezes mais rápido.
A experiência, apresentada em um artigo publicado na sexta-feira (7) na revista Science, revela que as moléculas isoladas de tolueno podem ser retiradas de uma superfície de silício de maneira controlada.
Os cientistas acreditam agora que possa existir um novo estado quântico na nanoescala entre a ponta do microscópio e a molécula. Esse novo canal criado para o elétron viajar, reduz o tempo que ele demora na molécula e reduz as hipóteses de reação.
A pesquisa também mostra que as experiências podem passar de passivas, ou seja, uma mera observação, para ativas, onde os cientistas têm a oportunidade de controlar as reações e embasar novas experiências.
“O foco principal deste trabalho é desenvolver as ferramentas necessárias que nos permitam controlar a matéria em situações extremas“, afirmou Peter Sloan. “Seja quebrando ligações químicas que a natureza não quer que quebremos, seja produzindo estruturas moleculares termodinamicamente proibidas”.
Ciberia // ZAP
