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Uma nova pesquisa pode finalmente dar a resposta ao mistério sobre como os protões se movimentam através da água num campo magnético.
Já há mais de 200 anos que os cientistas se perguntam como é que os protões se movimentam através da água num campo magnético. Um novo estudo publicado na Angewandte Chemie International Edition pode finalmente ter a resposta.
Para desvendarem este mistério, os cientistas descobriram as estruturas eletrónicas dos protões hidratados. As conclusões sugerem que os protões se movem na água em “comboios” de três moléculas de água, com a “ferrovia” construída à frente do comboio à medida que este avança e a ser removida mal este passa.
Este ciclo para o transporte de protões através da água continua infinitamente, escreve o Science Alert. A ideia não é nova, mas o estudo mais recente propõe uma estrutura molecular diferente que encaixa melhor no mecanismo de Grotthuss referente aos “saltos de protões”.
A pesquisa também combina uma abordagem teórica com experiências físicas que foram possibilitadas por avanços tecnológicos recentes. Os investigadores fizeram uma experiência com espectroscopia de absorção de raios X para acompanharem com as cargas dos protões afetavam os eletrões nos átomos isolados de oxigénio na água.
Como seria de esperar, o impacto foi maior nos “comboios” com três moléculas de água, apesar de a sua escala dentro de cada molécula individual dentro do conjunto de três. Estes grupos estavam a formar cadeias com os protões.
Os investigadores também fizeram simulações químicas e cálculos no nível quântico para determinar as interações entre os protões e as moléculas de água. Esta descoberta também têm implicações em vários outros processos químicos, incluindo a fotossíntese, a respiração das células e o transporte de energia nas células de combustível à base de hidrogénio.
“Compreender esse mecanismo é pura ciência, ampliando os limites do nosso conhecimento e mudando um dos nossos entendimentos fundamentais de um dos mais importantes mecanismos de transporte de massa e carga da natureza”, explica o químico e co-autor do estudo Ehud Pines.
