Pesquisadores alemães capturaram imagens claras de ligações intermoleculares pela primeira vez usando uma forma modificada de varredura microscópica de tunelamento (STM em inglês). A técnica poderia ajudar os cientistas a estudar a funcionalização das superfícies com moléculas para desenvolver novos materiais, incluindo semicondutores e células de combustível]].
Stefan Tautz e colegas no Centro de Pesquisas Jülich, na Alemanha, demonstraram pela primeira vez a técnica em 2008, quando produziram imagens de várias fases de uma molécula do hidrocarboneto aromático 3,4,9,10-perileno-tetracarboxilico-dianidrido (PTCDA) sobre uma superfície de ouro.1
Dosando a extremidade de um microscópio de varredura de baixa temperatura de encapsulamento com hidrogênio líquido, imagens que se pareciam muito com os desenhos de estruturas atômicas dos livros de química foram produzidas.
Agora, a equipe foi um pouco mais longe e otimizou a técnica de varredura microscópica de tunelamento de hidrogênio (STHM em inglês) para gerar imagens dos tipos de interações que ocorrem entre as moléculas PTCDA sobre uma superfície de ouro.2
“Isso era impossível até agora com qualquer outro método eu conheço”, diz Tautz. Nos últimos testes, a equipe condensou deutério a uma temperatura entre 5 e 10 Kelvin na extremidade do microscópio e com potássio adicionado à superfície de ouro.
STM (imagem à esquerda) e STHM imagem (meio) de PTCDA sobre uma superfície de ouro e potássio. Direita: STHM imagem com fórmulas estruturais do PTCDA sobrepostas
As imagens resultantes produziram um contraste muito maior do que um STM com uma extremidade nua, revelando locais de interações não covalentes intermoleculares de uma camada de PTCDA. A equipe conseguiu observar duas ligações (O · · H-C e O · · K), que aparecem como linhas finas ou como fronteiras nítidas entre as áreas de brilho diferente. “Embora o mecanismo ainda não seja totalmente claro, parece que agora temos como realmente visualizar diretamente as interações moleculares”, diz Tautz,” Isso certamente faz uma grande diferença para o estudo da funcionalização de superfícies de moléculas caso possa ser confirmado por outros sistemas.”
Leo Gross no IBM Research in Zuruich, na Suíça, que, no início deste mês, informou uma nova técnica para visualizar estruturas moleculares por microscopia de força atômica, acha que o novo estudo é um passo importante. As imagens obtidas pela técnica STHM mostram uma resolução intramolecular notável e um grande avanço na investigação de estruturas moleculares de monocamada”, comenta.
“Acho que ele tem o potencial de tornar-se um método que é complementar ao STM comum, mas que também pode ser utilizado pelo mesmo instrumento, o que é uma vantagem muito grande”, acrescenta Tautz. “Se você tiver o instrumento já em seu laboratório, então é muito barato e simples o que se precisa fazer.”
FONTE: Chemistry World
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Gosto especialmente desse tipo de avanço porque mostra aos céticos que a matemática usada para descrever o invisível é bastante próxima da realidade. O velho argumento de “isso é bobagem os cientistas nunca viram uma molécula para dizer como ela é”, que sempre me irritou tanto, agora já tem uma resposta. Van’t Hoff ficaria feliz.