Respiramos cerca de 20.000 vezes por dia, um processo automático essencial para a vida. Ao inspirar, recebemos oxigénio para as funções corporais, que é transformado em dióxido de carbono e exalado. No entanto, juntamente com o oxigénio, outras moléculas, como nitrogénio, bactérias e vírus, entram no nosso corpo. Esta mistura fornece uma vasta quantidade de informação sobre o nosso ambiente, tanta que possuímos um sentido especializado para a decifrar: o olfato. Através do olfato, conseguimos identificar pessoas de olhos fechados, evitar perigos iminentes ou ser transportados de volta aos verões da infância.
Mas como funciona este grande detetive alojado no nosso nariz? Elixabete Rezabal, especialista em química física e professora na Faculdade de Química da Universidade do País Basco, explicou a química por trás deste mistério durante o décimo quinto aniversário da Naukas Bilbao em 2025. A teoria clássica, proposta pelos laureados com o Prémio Nobel Linda Buck e Richard Axel em 2004, sugere que proteínas receptoras na parte posterior do nariz captam moléculas externas. Quando uma molécula se encaixa corretamente, um sinal é ativado e reconhecido pelo cérebro como um odor. Contudo, esta explicação nem sempre é suficiente, especialmente quando moléculas com formas semelhantes possuem cheiros drasticamente diferentes, como uma molécula de álcool que pode cheirar a relva recém-cortada, mas que, com a substituição de oxigénio por enxofre, adquire o odor de ovo podre, mantendo a mesma geometria.
Para oferecer uma alternativa, Rezabal apresentou a teoria do biofísico Luca Turin e seus colaboradores do MIT. Em 1996, propuseram que o nosso nariz deteta não a forma das moléculas, mas as suas vibrações quânticas. A hipótese baseia-se na ideia de que as moléculas estão em constante movimento, vibrando à temperatura ambiente de forma quantizada. A água serve como um bom exemplo: a água deuterada, ou água pesada, tem a mesma forma que a água normal, mas os seus átomos de hidrogénio são substituídos por deutério, tornando os átomos mais pesados e alterando as energias necessárias para a transição entre os modos vibracionais. Turin raciocinou que, se o olfato se baseia em vibrações, seria possível distinguir entre água e água pesada. Experiências com moscas-da-fruta, conhecidas pelo seu olfato sensível, foram bem-sucedidas: os insetos foram atraídos pela água e repelidos pela água pesada.
Desta experiência surgiu o conceito de "túnel nasal quântico". Este mecanismo utiliza as propriedades quânticas dos eletrões para identificar moléculas com base nas suas vibrações, semelhante à espectroscopia de tunelamento eletrónico inelástico (IETS). A teoria atual propõe que, quando uma molécula se liga, um eletrão transfere-se de uma parte de uma proteína para outra, gerando uma troca de energia que envia um sinal para o cérebro. Se a energia necessária para uma molécula vibrar num modo mais elevado corresponder exatamente à energia que um eletrão precisa de libertar para se mover, a transferência ocorre e um odor é ativado. Caso contrário, não ocorre transferência e o odor não é percebido.
Luca Turin aplicou esta teoria para fundar a Flexitral, uma empresa ao serviço da indústria de perfumes, calculando os modos vibracionais das moléculas para substituir compostos caros por alternativas mais baratas que vibravam de forma semelhante. Rezabal concluiu a sua apresentação na Naukas Bilbao 2025, lembrando que a mecânica quântica está mais presente nas nossas vidas do que imaginamos, pois "muitos fenómenos no nosso corpo baseiam-se em princípios quânticos", sendo a vibração a chave para o olfato.