Em um feito notável de exploração científica, pesquisadores observaram, pela primeira vez, o tunelamento quântico em átomos de flúor. Esta descoberta inovadora, anunciada este ano, marca um avanço significativo em nossa compreensão da mecânica quântica e suas aplicações na química.
O tunelamento quântico, um fenômeno em que as partículas podem passar por barreiras de energia que não deveriam ser capazes de superar, é tipicamente observado em partículas menores, como elétrons. No entanto, cientistas da Universidade Livre de Berlim, em colaboração com colegas na França, agora demonstraram esse efeito em átomos de flúor. Essa descoberta abre novos caminhos para controlar reações químicas e entender melhor a química dos compostos fluorados.
A jornada da equipe começou com experimentos de ablação a laser, com o objetivo de estudar metais de transição. Eles notaram um sinal inesperado em seus espectros de IV, o que os levou a hipotetizar a existência de um íon polifluoreto exótico. Por meio de experimentos e simulações adicionais, eles confirmaram que o átomo de flúor central no íon polifluoreto estava, de fato, sofrendo tunelamento quântico. “Agora fomos capazes de simular todo o ânion, F, na cavidade da matriz de átomos de néon. E encontramos concordância entre experimento e teoria”, explicou Sebastian Riedel.
Esta descoberta é particularmente significativa porque o flúor é o átomo mais pesado já observado exibindo tunelamento quântico em um experimento químico. Como observou Sebastian Kozuch da Universidade Ben-Gurion, Israel, “É o átomo mais pesado que foi visto tunelando em uma situação experimental de química”. A matriz de néon que envolve a molécula desempenha um papel crucial, criando uma pressão que induz o processo de tunelamento, diminuindo a barreira de energia.
As implicações desta pesquisa se estendem além da química fundamental. Compostos fluorados são amplamente utilizados em medicamentos, baterias e outras aplicações modernas. No entanto, suas ligações C-F altamente estáveis apresentam um risco de poluição. Uma compreensão mais profunda da ligação do flúor, como destacou Riedel, é essencial para enfrentar esses desafios ambientais. “Temos que entender como as ligações de flúor podem ser ativadas”, enfatizou.