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Cientistas registram pela primeira vez, em tempo real, a formação de moléculas de água a partir de átomos, revelando detalhes inéditos de uma reação química fundamental para a vida
Um grupo de pesquisadores da Northwestern University conseguiu um feito inédito: observar, em tempo real, a formação de moléculas de água a partir da união de átomos de oxigênio e hidrogênio. O registro foi feito com uma resolução de 0,102 nanômetro, marcando um avanço importante na pesquisa científica sobre o processo químico de criação da H2O.
Experimento com alta precisão
O objetivo do experimento era entender o papel do paládio como catalisador na reação que gera moléculas de água. O desafio era grande: combinar a observação direta da reação com a análise detalhada em escala atômica. Essa combinação nunca havia sido realizada com sucesso até então.
Para alcançar o resultado, os cientistas desenvolveram uma membrana cristalina ultrafina. Essa estrutura abrigava os gases em uma série de nanoreatores hexagonais, parecidos com um favo de mel.
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Foi essa membrana que permitiu o uso do microscópio eletrônico de transmissão em alto vácuo, equipamento capaz de registrar imagens com altíssima resolução.
Registro da reação em ação
Durante a observação, os pesquisadores notaram os átomos de hidrogênio entrando no paládio. Segundo o grupo, isso provocava uma expansão na estrutura quadrada da rede do material. Na sequência, com surpresa, puderam ver a formação de minúsculas bolhas na superfície do paládio.
Essas bolhas são possivelmente as menores já vistas. Para confirmar que se tratava mesmo de água, a equipe utilizou a técnica chamada espectroscopia de perda de energia de elétrons. O método identifica a energia liberada pelos elétrons durante a reação. Com ele, foi possível confirmar que as bolhas continham água.
Criar água do zero: avanço em relação a estudos anteriores
A resolução alcançada, de 0,102 nanômetro, representa um avanço significativo em comparação com estudos anteriores, que haviam conseguido observar reações similares com precisão de 0,236 nanômetro. Esse salto permitiu uma visualização inédita da formação da molécula de água.
Os dados e métodos do estudo foram publicados em dois artigos científicos. Os detalhes sobre os instrumentos e técnicas usados saíram na revista Science Advances. Já as observações específicas da formação da água foram divulgadas na publicação PNAS.
Possíveis usos no futuro
Embora o experimento tenha foco acadêmico, a pesquisa levanta expectativas em diversas áreas. A possibilidade de “fabricar” água poderia trazer soluções para lugares áridos, regiões em seca ou até missões espaciais. Nessas situações, a geração de água localmente pode representar um enorme benefício.
Atualmente, missões como as da Estação Espacial Internacional já contam com sistemas de reciclagem de água. No entanto, transportar água até locais mais distantes, como a Lua ou Marte, representa um custo muito elevado. Criar água diretamente no local pode ser uma alternativa no futuro.
Último passo observado
O estudo evidencia que o sonho de criar água do zero não está mais somente no campo da teoria. A observação direta da formação da molécula, ainda que em escala nanoscópica e controlada, é um passo marcante.
Segundo os pesquisadores, a visualização em tempo real dessa reação química oferece novos caminhos para a ciência e para possíveis aplicações no mundo real.
Com informações de Xataka.
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