Com a ajuda de um microscópio eletrónico de alta precisão, uma equipa de cientistas conseguiu observar, pela primeira vez, a fusão de átomos de hidrogénio e oxigénio para formar minúsculas bolhas de água em tempo real e em escala molecular.
Os cientistas conseguiram observar, em tempo real e em escala molecular, átomos de hidrogénio e oxigénio a fundir-se para formar pequenas gotas de água.
O fenómeno aconteceu durante uma experiência laboratorial que tinha como objetivo tentar entender como o paládio, um elemento metálico raro e um dos melhores catalisadores de sempre, otimiza a reação gasosa entre o hidrogénio e o oxigénio para formar moléculas de água.
Testemunhar esta reação em nanoescala deu aos investigadores um novo ímpeto para investigar estratégias para acelerar o processo.
Tendo em conta que o local onde a reação estava a ser produzida não requer condições extremas, os cientistas acreditam que podem ser aproveitadas como uma solução prática para produzir água em ambientes áridos, nomeadamente na Lua ou em outros planetas.
“Estas descobertas têm implicações significativas para aplicações práticas, como permitir a produção rápida de água em ambientes no Espaço profundo usando gases e catalisadores metálicos, sem exigir condições extremas de reação”, salientou o investigador Vinayak Dravid, da Universidade Northwestern, citado pelo Gizmodo.
A tecnologia, que foi desenvolvida recentemente, permite a visualização de reações químicas em nível atómico. Um novo método, que utiliza membranas ultrafinas, possibilitou que moléculas de gás fossem analisadas dentro de nanorreatores, oferecendo aos cientistas um nível de detalhe nunca antes alcançado.
Além de analisar amostras em pressão atmosférica com uma resolução de 0,1 nanómetros, a técnica também permitiu, pela primeira vez, realizar análises de informação espectral e recíproca simultaneamente.
Este avanço permitiu filmar os átomos de hidrogénio a entrar no paládio e a expandir a sua rede atómica quadrada. O resultado são pequenas bolhas de água a formar-se na superfície do metal a partir dos átomos isolados individualmente.
Depois de confirmarem que a reação do paládio estava a produzir água, os cientistas começaram a tentar otimizar o processo. Para isso, adicionaram hidrogénio e oxigénio em momentos diferentes, separadamente ou misturados, para determinar que sequência de eventos gera água mais rapidamente.
As experiências mostraram que adicionar hidrogénio primeiro, seguido por oxigénio, levou a uma taxa de reação mais rápida.
Como os átomos de hidrogénio são muito pequenos, conseguem espremer-se entre os átomos de paládio, fazendo com que o metal se expanda. Nesse momento, basta adicionar oxigénio para se obter água.
A equipa acredita que, no futuro, será possível preparar paládio cheio de hidrogénio antes das viagens espaciais. Assim, os astronautas só precisarão de adicionar oxigénio para obter água
É verdade que a experiência se concentrou em estudar a produção de bolhas em nanoescala, mas os investigadores acreditam folhas maiores de paládio são capazes de produzir quantidades muito maiores de água.
Para já, o artigo científico com os avanços foi publicado na Proceedings of the National Academy of Sciences.
