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Cientistas finalmente mediram a força das ligações que juntam a água



A água tem algumas propriedades especiais sobre as quais você certamente já ouviu na aula de química. Mais notavelmente, ela gruda a si mesma muito bem. Seus elos em conjunto parecem com isso no espaço e conseguem subir plantas e sistemas vasculares, tudo graças às ligações de hidrogênio. Agora, cientistas descobriram exatamente o quão grudentas são essas ligações.

Pesquisadores já fizeram imagens de ligações de hidrogênio antes, mas agora aparentemente são capazes de medi-las quantitativamente em ação, usando microscópios com resolução incrivelmente alta. E ter um melhor conhecimento das ligações de hidrogênio pode ser algo imenso ao estudar as moléculas que dependem delas. Isso inclui o nosso próprio DNA, cujas duas correntes são ligadas por ligações de hidrogênio.

Ligações normais ocorrem quando átomos dividem elétrons. Mas os átomos de hidrogênio são apenas cargas únicas positivas ligadas a elétrons únicos. Então, quando eles se ligam a outra coisa, a molécula resultante tem um lado positivo exposto. Esse lado pode grudar a pedaços negativos de outras moléculas. A nova técnica foi capaz de medir a força e o comportamento dessas ligações.

“Potencialmente, essa técnica pode ser expandida para identificações” da geometria e da química “de moléculas maiores e mais complexas como DNAs e polímeros”, escreveram em um artigo publicado na última sexta-feira, no periódico Science Advances.

Existem muitas diferentes formas de observar os vários átomos que compõem as moléculas, incluindo técnicas com nomes compridos como “espectroscopia infravermelha”, “espectroscopia por ressonância magnética nuclear” e “cristalografia de raio-x”. Esses métodos precisam analisar a luz que bate em uma amostra. Mas, em todos os casos, é super difícil identificar átomos de hidrogênio específicos.

É aí que entra o método por trás da nova técnica de imagem, a microscopia de força atômica. Pesquisadores já usaram-na para analisar átomos individuais em moléculas, mas nunca ao ponto da resolução de um hidrogênio. O microscópio é basicamente uma sonda com uma molécula em uma ponta hiper afiada, que nesse caso era monóxido de carbono. Os pesquisadores descobriram que a força das ligações de hidrogênio mais fortes estavam no máximo por volta de 40 pico-Newtons, ou aproximadamente 25 bilhões de vezes menor que um Newton, que é a força necessária para acelerar uma massa de um quilo de zero a um metro por segundo em um segundo. Em outras palavras, é uma força minúscula, mas é o que esperavam.


Mais moléculas foram captadas pelos pesquisadores (Kawai et al)

Um pesquisador com quem conversei, o químico Henry Rezpa, do Imperial College of London, achou a técnica interessante — ela “efetivamente completa a tabela periódica para a técnica de microscopia de força atômica”. Os químicos normalmente inferem a existência de átomos de hidrogênio em moléculas, e suas inferências geralmente estão corretas. Mas, de vez em quando, inferir a existência de hidrogênio não é o bastante, especialmente quando os pesquisadores querem confirmar a existência de uma ligação desconhecida de hidrogênio.

Ainda assim, “vai ajudar a fechar uma pequena mas significante lacuna nos métodos que nós temos para estudar as estruturas das moléculas”, ele disse.

[Science Advances]

Imagem do topo: Kawai et al

FONTE: GIZMODO BRASIL

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