Cientistas fotografam estrutura de molécula pela 1ª vez

Cientistas conseguiram obter, pela primeira vez, imagens detalhadas das estruturas químicas de uma molécula, em um estudo que pode auxiliar no desenvolvimento de produtos eletrônicos e até mesmo de remédios em escala molecular. A pesquisa foi conduzida por cientistas da empresa de computadores IBM em Zurique, na Suíça, e publicada na edição desta sexta-feira da revista científica Science.
 

O novo método desenvolvido permite que eles observem a "anatomia" da molécula, ou seja, as ligações químicas em seu interior. Há cerca de dois meses, os mesmo pesquisadores utilizaram uma técnica similar para medir a carga de um único átomo. Nas duas pesquisas foi utilizado um aparelho chamado de microscópio de força atômica, conhecido pela sigla inglesa AFM.

"Para fazer uma comparação não muito exata, se um médico usa um aparelho de raios-X para visualizar os ossos e os órgãos dentro do corpo humano, estamos usando o microscópio de energia atômica para visualizar as estruturas atômicas que são as 'espinhas dorsais' das moléculas individualmente", diz Gerhard Meyer, um dos autores do estudo.

Tecnologia
O aparelho usado na pesquisa funciona como um minúsculo diapasão. Durante o experimento, um dos "dentes" do diapasão passa a uma distância mínima da amostra de molécula estudada, enquanto o outro "dente" passa um pouco mais longe. Quando o "diapasão" vibra, o "dente" que está mais próximo da amostra vai sofrer uma minúscula alteração em sua frequência, simplesmente porque está se aproximando da molécula.

Comparando a freqüência dos dois "dentes", os cientistas conseguem mapear a estrutura da molécula. Para realizar este tipo de medição é necessária uma precisão extrema. Para evitar que moléculas de gás desgarradas interfiram, assim como outros fatores, o experimento precisa ser realizado no vácuo e sob temperaturas extremamente frias.

O problema encontrado em pesquisas similares anteriores, no entanto, é que a ponta do "dente" do AFM não é fina o necessário em escala atômica, e acabava interagindo com a amostra e comprometendo a obtenção da imagem. Para resolver a questão, os pesquisadores colocaram uma pequena molécula formada por átomos de carbono e oxigênio na ponta do microscópio, tornando-a o mais fina possível.

A amostra usada para ser "fotografada" foi de uma molécula orgânica chamada pentaceno, formada por 22 átomos de carbono, 14 de hidrogênio e que mede 1,4 nanômetros (10-9 m) de comprimento. As informações sobre as interações entre os átomos são então "interpretadas" pelo microscópio, que desenvolve a "imagem" da "anatomia da molécula".

Ponta do iceberg
O líder da pesquisa, Leo Gross, afirmou que os cientistas pretendem agora combinar o método para mensurar as cargas individuais dos átomos desenvolvido por eles com a nova técnica, o que pode permitir que eles descrevam moléculas em um grau de detalhamento sem precedentes. Estas pesquisas devem ajudar particularmente no campo da "eletrônica molecular", auxiliando, no futuro, na criação de estruturas formadas por moléculas individuais que possam funcionar como interruptores e transistores.

Embora a técnica possa traçar as ligações que conectam os átomos, ela não é capaz de distinguir átomos de diferentes tipos. A equipe de pesquisadores pretende agora testar a nova técnica com uma similar chamada de STM (Scanning Tunneling Microscope) para determinar se a combinação dos dois métodos pode descobrir a natureza de cada átomo nas imagens do ATM. Isto poderia ajudar ramos inteiros da química, em particular, a química sintética, usada para a produção de remédios.