Jamani Caillet / EPFL
A professora Sylvie Roke com a instalação de espetroscopia vibracional correlacionada (CVS) no Laboratório de Biofotónica Fundamental da EPFL
Uma equipa de engenheiros da EPFL, na Suíça, observaram moléculas em ligações de hidrogénio em água líquida e mediram os efeitos quânticos eletrónicos e nucleares.
A interação dinâmica que une as moléculas de H2O é um mistério para os cientistas.
As ligações de hidrogénio acontecem quando átomos de hidrogénio e oxigénio interagem entre moléculas de água, partilhando carga eletrónica durante o processo.
Esta partilha de carga é uma característica fundamental que dá à água líquida as suas propriedades. No entanto, os fenómenos quânticos por trás destas interações só foram entendidos, até ao momento, através de simulações teóricas.
Recentemente, uma equipa de cientistas liderada por Sylvie Roke, diretora do Laboratório de Biofotónica Fundamental da EPFL, desenvolveu um novo método, batizado de espectroscopia vibracional correlacionada (CVS), que lhes permite medir o comportamento das moléculas de água quando participam nas redes de ligações H.
Além disso, segundo o EurekAlert, a técnica permite que os cientistas distingam moléculas participantes (interativas) de moléculas distribuídas aleatoriamente e que, por isso, não têm qualquer ligação (não interativas).
Para fazer esta distinção, os investigadores iluminaram a água líquida com pulsos de laser de fentossegundo (um quadrilionésimo de segundo) no espectro infravermelho próximo.
As rajadas de luz criaram pequenas oscilações de carga e deslocações atómicas na água, que desencadearam a emissão de luz visível.
Por sua vez, esta luz emitida espalhou importantes informações sobre a organização espacial das moléculas, enquanto a cor dos fotões permitiu descobrir informações sobre deslocações atómicas dentro e entre as moléculas.
“Os atuais métodos de espectroscopia medem o espalhamento da luz laser causada pelas vibrações de todas as moléculas num sistema, pelo que temos de adivinhar ou assumir que o que estamos a ver é devido à interação molecular”, explicou Roke, em comunicado da EPFL.
“Com o CVS, o modo vibracional de cada tipo diferente de molécula tem o seu próprio espectro vibracional. E como cada espectro tem um pico único correspondente às moléculas de água que se movem para frente e para trás ao longo das ligações H, podemos medir diretamente as suas propriedades, como a quantidade de carga eletrónica partilhada e como é afetada a força da ligação H.
O método, que a equipa diz ter potencial “transformador” para caracterizar interações em qualquer material, foi publicado na Science.
