Químicos criam nova forma de carbono

A molécula chamada ciclocarbono une outras formas de carbono, como buckyballs e nanotubos de carbono.

Créditos: IBM Research.

Por Emily Conover
Publicado na Science News

Uma coroa de carbono indescritível fez sua estreia tão esperada.

Os cientistas criaram uma molécula chamada ciclocarbono e fotografaram sua estrutura, revelando o anel com 18 átomos de carbono. O trabalho, publicado em 15 de agosto na revista Science, revela uma nova face de um dos elementos mais célebres da química.

“Não é todo dia que você faz uma nova forma de carbono”, diz o químico Rik Tykwinski, da Universidade de Alberta, em Edmonton, Canadá, que não esteve envolvido na pesquisa.

O ciclocarbono une outras formas de elemento versátil, incluindo diamante, grafite, grafeno, pequenas esferas conhecidas como buckyballs e cilindros em miniatura chamados nanotubos de carbono.

Os químicos achavam que deveria ser possível criar as moléculas de carbono em forma de anel. Mas, até agora, ninguém sabia quais seriam suas propriedades, diz a física Katharina Kaiser, da IBM Research, em Zurique. “É realmente incrível que tenhamos encontrado”.

No laboratório, Kaiser e seus colegas começaram com moléculas de óxido de ciclocarbono, que consistem em átomos de carbono dispostos em um laço com grupos adicionais de monóxido de carbono ligados aos átomos. Retirar o monóxido de carbono para criar a nova forma cobiçada de carbono não é tarefa fácil; esses grupos ajudam a estabilizar a molécula. Utilizando um microscópio de força atômica, os pesquisadores conseguiram extrair o estranho monóxido de carbono aplicando tensões à molécula.

Eventualmente, o procedimento produziu um anel desencapado do carbono, que a equipe fotografou com o microscópio. O ciclocarbono reage muito facilmente com outras substâncias, então, para isolá-lo, a equipe criou a nova molécula de carbono em uma superfície inerte de sal comum.

Pesquisas anteriores haviam encontrado indícios de moléculas de ciclocarbono em um gás. Mas esse trabalho não satisfazia a curiosidade dos químicos porque não era possível fotografar a molécula e confirmar sua estrutura. Em particular, não estava claro se as ligações entre cada átomo alternariam entre comprimentos mais longos e curtos, conhecidas como ligações simples e triplas, ou se todas as ligações teriam o mesmo comprimento, ou ligações duplas. O novo estudo resolve o debate, revelando que os átomos de carbono são mantidos juntos pela alternância de ligações simples e triplas.

Essa conclusão pode ajudar os cientistas a refinar os complexos cálculos computacionais utilizados para prever as estruturas de moléculas desconhecidas. “Ainda há uma grande dúvida se muitos desses cálculos dão a resposta certa, por isso é muito importante confirmar por experimento”, diz o químico Yves Rubin, da UCLA, que não esteve envolvido no estudo.

Trabalhos anteriores sobre novas formas de carbono foram recebidos com grande entusiasmo. A descoberta na década de 1980 de buckyballs e da família de moléculas que os inclui, fulerenos, ganhou um Prêmio Nobel e muita pesquisa adicional. Da mesma forma, a descoberta do grafeno em 2004 foi honrada com um Nobel e seguida por investigações de potenciais aplicações em eletrônica, por exemplo.

Mas como o ciclocarbono não é estável, ele não pode ser engarrafado para um estudo mais aprofundado. Então, por enquanto, não está claro o quão amplo será o impacto da nova molécula.

CONTINUAR LENDO