Usando um microscópio de força atómica, cientistas "fotografam" molécula
Primeira imagem de uma molécula individual, uma molécula orgânica chamada pentaceno-em cima. Estrutura teórica do pentaceno-em baixo. [Imagem: IBM Research - Zurich]Investigadores da IBM em Zurique, conseguiram, pela primeira vez, “fotografar” uma molécula individual. Até agora tal não tinha sido possível devido à sensibilidade das moléculas, embora os microscópios mais potentes já consigam obter imagens de átomos individuais. O trabalho foi publicado na edição de 28 de Agosto da revista científica Science. Este estudo poderá auxiliar no desenvolvimento de produtos electrónicos e até de remédios em escala molecular
COMO FOI POSSÍVEL TAL FEITO INÉDITO
A fotografia foi obtida pela interacção entre a ponta de prova do microscópio de força atómica(AFM) e a molécula que está a ser observada. Estas interacções são interpretadas pelo software do microscópio que produz a imagem do relevo da molécula. Da mesma forma que se usa o raio X para se obter imagens dos ossos e órgãos internos, os cientistas usaram o microscópio de força atómica para obter imagens das estruturas atómicas que são a espinha dorsal das moléculas individuais. A técnica, chamada de Microscopia de Força Atómica, mede a força de atracção entre os átomos da amostra e a ponta de prova do microscópio. É como se a ponta de prova pudesse “apalpar” a amostra. A imagem é assim criada através das variações na intensidade da força.
Contudo, ao ser usado para obtenção de imagens de moléculas inteiras, a ponta deste sistema acaba por interagir com a molécula, impedindo a aquisição da imagem. O problema foi resolvido colocando-se na ponta de prova do microscópio uma molécula de monóxido de carbono. Assim, o pentaceno (molécula com 22 átomos de carbono e 14 de hidrogénio, com 1,4 nm de comprimento), molécula usada no estudo, entra em contacto apenas com a molécula pouco reactiva de oxigénio do monóxido de carbono, não havendo o risco de se quebrar ou ligar à ponta do microscópio devido às forças electrostáticas ou de Van der Waals. Isto acontece porque os electrões à volta da molécula do pentaceno e os electrões à volta da molécula de monóxido de carbono estão do mesmo lado e criam uma pequena força repulsiva, o que mantém as moléculas afastadas e permite o funcionamento do microscópio de força atómica. Medindo desta forma, os cientistas construíram o “mapa topográfico” da molécula, o que se transformou na primeira visualização de uma molécula inteira. 
O microscópio eletrónico cria uma espécie de "mapa topográfico" da molécula. A visualização directa, por meios ópticos, é impraticável porque a molécula é muito menor do que o comprimento de onda da luz visível. [Imagem: IBM Research - Zurich] Sendo o espaçamento entre os átomos de carbono no pentaceno de 0,14nm, na imagem obtida pode ver-se claramente o formato hexagonal dos cinco anéis de carbono e a posição de cada átomo individual de carbono. Até mesmo as posições dos átomos de hidrogénio podem ser deduzidas nesta imagem. A ponta do microscópio passa apenas a 0,5 nm da amostra. Foram precisas 20 horas de funcionamento do aparelho para se obter uma imagem única.
O líder da pesquisa, Leo Gross, afirmou à BBC que os cientistas pretendem agora combinar o método para medir as cargas individuais dos átomos, desenvolvido por eles, com a nova técnica, o que pode permitir que eles descrevam moléculas com um grau de detalhe sem precedentes.
Estas pesquisas devem ajudar particularmente no campo da “eletrónica molecular”, auxiliando, no futuro, na criação de estruturas formadas por moléculas individuais que possam funcionar como interruptores e transístores.
Embora a técnica possa traçar as ligações que conectam os átomos, ela não é capaz de distinguir átomos de diferentes tipos.
A equipa de pesquisadores pretende agora testar a nova técnica com uma similar chamada de STM (Scanning Tunneling Microscope) para determinar se a combinação dos dois métodos pode descobrir a natureza de cada átomo nas imagens do AFM.
Este desenvolvimento será muito importante para as pesquisas a nível de vários ramos da biologia, electrónica molecular, química, em particular, a química sintética, usada para a produção de remédios.
Estas pesquisas devem ajudar particularmente no campo da “eletrónica molecular”, auxiliando, no futuro, na criação de estruturas formadas por moléculas individuais que possam funcionar como interruptores e transístores.
Embora a técnica possa traçar as ligações que conectam os átomos, ela não é capaz de distinguir átomos de diferentes tipos.
A equipa de pesquisadores pretende agora testar a nova técnica com uma similar chamada de STM (Scanning Tunneling Microscope) para determinar se a combinação dos dois métodos pode descobrir a natureza de cada átomo nas imagens do AFM.
Este desenvolvimento será muito importante para as pesquisas a nível de vários ramos da biologia, electrónica molecular, química, em particular, a química sintética, usada para a produção de remédios.
Fonte da notícia: BBC news e
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