Imagens em raios-X de moléculas reagindo são mostradas pela primeira vez

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A figura baseada nas imagens feitas em raio-X mostram a disposição atômica da molécula antes, durante e depois da reação. Créditos: Foto: Fujita et al / JACS

Desde o seu surgimento a cerca de 100 anos atrás, a cristalografia tem se tornado um dos mais importantes processos nas pesquisas químicas e no desenvolvimento de produtos. Ela consiste no bombardeamento de um material com raios-X com o objetivo de produzir um padrão de difração como reflexo da amostra. O padrão pode ser usado para determinar diretamente a estrutura atômica do cristal. Foi com essa técnica que a estrutura do DNA foi observada pela primeira vez, junto com a do diamante, a do sal de cozinha, a da penicilina, a de várias proteínas e de alguns vírus.

A cristalografia apenas funciona com estruturas estáticas, mas se Makoto Fujista, da Universidade de Tokyo, estiver correto, então um processo refinado pode ser utilizado para formar imagens de arranjamentos atômicos durante uma reação química em tempo real. Isso significa nada menos do que uma cristalografia 2.0 – semelhante ao salto tecnológico da fotografia para a produção de vídeos.

Observação direta in situ pelo observatório de raios-X
Observação direta in situ pelo observatório de raios-X

Fujita e seus colegas estudaram um catalisador – molécula que acelera uma reação química sem alterar os compostos que estão envolvidos nela – chamado de paládio que acelerou a fixação de átomos de bromo em uma molécula maior. Essa reação foi feita em uma solução, contudo a cristalografia moderna não pode prover análises das estruturas atômicas de moléculas movendo-se em uma solução. Desse modo, os pesquisadores tiveram de planejar um truque.

Os cientistas ‘prenderam’ o catalisador e as moléculas reagentes, antes de fazer as imagens em raio-X durante a reação. Essa foi a chave para as suas experiências, uma vez que as moléculas estavam paradas por um tempo suficiente para permitir a captura das imagens. Isso ajudou a Fujita e a seus colegas a melhorar a explicação e a determinar em como o catalisador desempenhou o seu papel na reação referida. O mais importante, no entanto, é que o experimento demonstra uma nova forma de utilizar a cristalografia para a análise a estrutura de compostos químicos.


Adapatado do artigo postado no site da ZME Science com título X-rays image atoms during chemichal reactions for the first time

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