Cientistas Finalmente 'Veem' um Próton se Movendo Através da Água
Por muito tempo, os cientistas entenderam que a água conduz carga positiva através dos prótons. No entanto, observar esse processo permaneceu difícil – até recentemente. Pesquisadores de Yale finalmente desenvolveram uma forma de rastrear e "ver" a jornada de um próton através da água, conforme relatado em um artigo recente da Science. É um feito importante, porque, apesar de sabermos que esse fenômeno existe, confirmá-lo diretamente tem sido um desafio.
A equipe usou um espectrômetro de massa enorme, construído sob medida com 9 metros de comprimento, que levou anos para ser aperfeiçoado. Este dispositivo permitiu que eles medissem a rapidez com que os prótons viajam através de um aglomerado de seis moléculas de água. De acordo com Mark Johnson, o autor sênior do estudo, eles essencialmente criaram um sistema onde os prótons não têm onde se esconder, permitindo uma observação detalhada.
É incrível quantas coisas na ciência sabemos que são verdade, mas não observamos diretamente. Por exemplo, os prótons na água são cruciais em tudo, desde a visão até o armazenamento de energia e até mesmo combustível de foguete. Mas como os prótons são incrivelmente pequenos e se comportam de acordo com a mecânica quântica, rastreá-los é incrivelmente difícil. Como Johnson coloca, eles não ficam parados por tempo suficiente para uma observação fácil. Eles saltam de molécula para molécula, conduzindo carga através de uma espécie de relé em escala atômica.
Como Eles Fizeram Isso
Para realmente ver isso acontecer, a equipe usou ácido 4-aminobenzóico, uma molécula orgânica com dois pontos possíveis para um próton extra. Esses pontos absorvem diferentes cores de luz, tornando-os distinguíveis. Os pesquisadores anexaram essas moléculas às seis moléculas de água, criando uma configuração onde os prótons só podem se mover entre os dois pontos "pegando uma carona" em um "táxi" de rede de água, de acordo com Payten Harville, um estudante de pós-doutorado em Yale.
Quando os prótons entram neste "táxi", o espectrômetro de massa especializado analisa cada reação destrutivamente dez vezes por segundo usando lasers cuidadosamente cronometrados. É como tirar fotos da jornada do próton, embora ainda não tenham capturado as etapas intermediárias.
Embora o experimento não mostre cada etapa da jornada do próton, ele estabelece parâmetros claros para que os teóricos criem simulações químicas precisas. Se esta tecnologia puder ser expandida, poderá melhorar significativamente a precisão de experimentos em química fundamental. Considerando que a ciência levou dois séculos para chegar aqui, um pouco mais de tempo para refinar este método parece um investimento que vale a pena. Imagine as possibilidades! Isso pode revolucionar a forma como entendemos as reações químicas e a transferência de energia.
Fonte: Gizmodo