Imagens revelam o que ocorre quando uma ligação química se rompe

Técnica ajudará cientistas a entender e manipular reações químicas estimuladas pela luz, que afetam a fotossíntese e nossa visão

Cientistas da Universidade da Califórnia em Berkeley (UC Berkeley) usaram alguns dos pulsos de laser mais curtos disponíveis para como que documentar passo a passo, à maneira de um filme, o processo que leva à ruptura de uma ligação química. Por meio da técnica, apresentada há alguns dias na revista “Science”, é possível seguir os elétrons saltando em vários estados da molécula antes de a ligação se romper e os átomos seguirem caminhos separados.

As ligações químicas – e sua ruptura – são uma constante na vida da Terra e da nossa própria. Num dia ensolarado, por exemplo, a luz ultravioleta originária do Sol quebra as ligações entre átomos no DNA de nossas células da pele, potencialmente causando câncer. A luz UV também rompe as ligações de oxigênio, criando ozônio, e separa o hidrogênio de outras moléculas, deixando para trás os radicais livres que podem danificar o tecido.

Na foto acima, um pulso de um femtossegundo (quadrilionésimo de segundo) de luz visível (verde) desencadeia o rompimento de moléculas de monobrometo de iodo (centro), enquanto pulsos de laser XUV (azul), na forma de um sinal, captam instantâneos das moléculas. Isso permite que os desenvolvedores da técnica – Yuki Kobayashi, aluno de doutorado da UC Berkeley, e seus colegas, os professores Stephen Leone e Daniel Neumark – façam um filme sobre a evolução dos estados eletrônicos (luzes amarelas ao redor das moléculas) antes que as moléculas se separem.

A técnica ajudará os químicos a entender e potencialmente manipular reações químicas estimuladas pela luz, as chamadas reações fotoquímicas. Químicos e biólogos, em particular, estão interessados em entender como moléculas grandes conseguem absorver a energia da luz sem romper quaisquer ligações, como acontece quando moléculas no olho absorvem luz, nos dando visão, ou moléculas nas plantas absorvem luz para a fotossíntese.