Átomos distantes revelam nova pista para desenvolver catalisadores

Investigadores da Coreia do Sul e da Alemanha demonstraram que átomos muito para além da vizinhança imediata de uma molécula podem alterar a força com que esta se liga a um catalisador metálico. A descoberta dá aos cientistas mais um fator a considerar no desenvolvimento destes materiais, que aceleram reações químicas utilizadas em indústrias como a produção de fertilizantes.

A equipa, do Instituto de Ciência Básica da Coreia do Sul e do Instituto Max Planck de Ciências Multidisciplinares da Alemanha, publicou os seus resultados na Science.

Para testar até onde se estendia essa influência, os investigadores criaram superfícies de platina com minúsculos degraus à escala atómica, variando o espaçamento entre eles. Mediram depois a força com que moléculas de amoníaco, monóxido de carbono e monóxido de azoto se ligavam a essas superfícies.

Mesmo quando os átomos no ponto de ligação estavam dispostos de forma semelhante, a alteração da distância a um degrau vizinho modificava a força da ligação. O efeito estendia-se por vários nanómetros. Um nanómetro é um milésimo de milionésimo de metro, mas uma extensão de vários nanómetros é suficiente para acomodar dezenas de átomos lado a lado.

Os investigadores atribuíram o efeito aos eletrões distribuídos por todo o metal, que permitem a uma molécula interagir com uma região mais ampla do que a sua vizinhança imediata. Desenvolveram também um modelo que combina química e física para explicar por que razão moléculas diferentes respondiam de forma distinta.

O trabalho ainda não deu origem a um catalisador com melhor desempenho. Em vez disso, fornece uma base mais sólida para cálculos que poderão ajudar os cientistas a prever propriedades úteis e a desenvolver catalisadores com menos recurso à tentativa e erro.