Cientistas da IBM pioneiros a captar a imagem da distribuição da carga elétrica dentro de uma única molécula
– Até agora, não era possível medir diretamente a distribuição da carga elétrica de uma única molécula
– A nova técnica irá promover a compreensão física em nanoescala e poderá ajudar a desenvolver futuras aplicações, tais como fotoconversão solar, armazenamento de energia, ou dispositivos computacionais de escala molecular
Os cientistas da IBM foram capazes de observar, pela primeira vez, como é distribuída a carga elétrica dentro de uma única molécula. Esta descoberta permitirá chegar a conhecimentos científicos fundamentais sobre a mutação de uma única molécula e as forças de atração entre átomos e moléculas. Além disso, introduz a possibilidade de obter imagens da distribuição da carga elétrica dentro de estruturas moleculares funcionais, o que constitui uma técnica promissora para futuras aplicações, tais como fotoconversão solar, armazenamento de energia, ou dispositivos computacionais de escala molecular.
Em conformidade com o que foi publicado na revista científica Nature Nanotechnology, os cientistas Fabian Mohn, Leo Gross, Nikolaj Moll e Gerhard Meyer, da IBM Research, em Zurique, conseguiram captar diretamente a imagem da distribuição da carga elétrica dentro de uma única molécula de naftalocianina, usando um tipo especial de microscopia atómica chamada “microscopia de sonda Kelvin”, a baixas temperaturas e em vácuo ultra-alto.
Enquanto o Microscópio de Efeito Túnel (STM) pode ser usado para representar as órbitas de eletrões de uma molécula, e a Microscopia de Força Atómica (AFM) pode ser usada para resolver a sua estrutura molecular, até agora não tinha sido possível medir e observar a distribuição da carga elétrica dentro de uma única molécula.
“Este trabalho demonstra a nova e importante capacidade de medir diretamente e perceber como a carga elétrica se distribui dentro de uma molécula individual”, afirma Michael Crommie, Professor de Física da Matéria Condensada, na Universidade de Berkeley. “Entender este tipo de distribuição de carga é fundamental para compreender como as moléculas trabalham em ambientes diferentes. Espero que esta técnica tenha um impacto especialmente importante em áreas onde a física, química e biologia se cruzam. ”
Na verdade, a nova técnica, juntamente com o STM e a AFM, fornece informação complementar sobre a molécula, mostrando novas e interessantes propriedades. Algo semelhante às existentes técnicas de imagem médica, tais como raios-X, ressonância magnética ou ultrassonografia, que fornecem informação complementar sobre a anatomia de uma pessoa e o seu estado de saúde.
“A técnica oferece mais um canal de conhecimentos que irá aprofundar futuramente a nossa compreensão da Nanotecnologia. Agora é possível investigar, ao nível individual da molécula, como é que a sua carga elétrica é redistribuída depois da formação das ligações entre de átomos e moléculas. Isto é essencial na medida em que procuramos construir dispositivos de escala atómica e molecular”, explica Fabian Mohn, do grupo Physics of Nanoscale Systems, da IBM Research, em Zurich.
A técnica pode por exemplo ser usada para estudar a separação da carga elétrica e transporte de carga nos chamados complexos de transferência de carga. Consiste em duas ou mais moléculas que são objeto de intensa atividade de investigação por se revelarem uma grande promessa em aplicações como armazenamento de energia ou energia fotovoltaica.
Para ver a demo por favor visite http://bit.ly/ibmstm