Dalam pencapaian eksplorasi ilmiah yang luar biasa, para peneliti, untuk pertama kalinya, mengamati terowongan kuantum dalam atom fluorin. Penemuan terobosan ini, yang diumumkan tahun ini, menandai kemajuan signifikan dalam pemahaman kita tentang mekanika kuantum dan penerapannya dalam kimia.
Terowongan kuantum, sebuah fenomena di mana partikel dapat melewati penghalang energi yang seharusnya tidak dapat mereka atasi, biasanya diamati pada partikel yang lebih kecil seperti elektron. Namun, para ilmuwan dari Free University of Berlin, bekerja sama dengan rekan-rekan di Prancis, kini telah menunjukkan efek ini dalam atom fluorin. Terobosan ini membuka jalan baru untuk mengendalikan reaksi kimia dan lebih memahami kimia senyawa berfluorinasi.
Perjalanan tim dimulai dengan eksperimen ablasi laser, yang bertujuan untuk mempelajari logam transisi. Mereka melihat sinyal yang tidak terduga dalam spektrum IR mereka, yang membawa mereka untuk berhipotesis tentang keberadaan ion polifluorida eksotis. Melalui eksperimen dan simulasi lebih lanjut, mereka mengkonfirmasi bahwa atom fluorin pusat dalam ion polifluorida memang mengalami terowongan kuantum. “Kami sekarang dapat mensimulasikan seluruh anion, F, dalam rongga matriks atom neon. Dan kami menemukan kesepakatan antara eksperimen dan teori,” jelas Sebastian Riedel.
Penemuan ini sangat signifikan karena fluorin adalah atom terberat yang pernah diamati menunjukkan terowongan kuantum dalam percobaan kimia. Seperti yang dicatat Sebastian Kozuch dari Universitas Ben-Gurion, Israel, “Ini adalah atom terberat yang telah terlihat melakukan terowongan dalam situasi kimia eksperimen.” Matriks neon yang mengelilingi molekul memainkan peran penting, menciptakan tekanan yang menginduksi proses terowongan dengan menurunkan penghalang energi.
Implikasi dari penelitian ini melampaui kimia dasar. Senyawa berfluorinasi banyak digunakan dalam obat-obatan, baterai, dan aplikasi modern lainnya. Namun, ikatan C-F mereka yang sangat stabil menimbulkan risiko polusi. Pemahaman yang lebih dalam tentang ikatan fluorin, seperti yang disoroti oleh Riedel, sangat penting untuk mengatasi tantangan lingkungan ini. “Kita harus memahami bagaimana ikatan fluorin dapat diaktifkan,” tegasnya.