Em um estudo publicado na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), uma equipe de pesquisadores descreve como conseguiu filmar, ao nível molecular e tempo real, a fusão de átomos de hidrogênio e oxigênio. O mais impressionante é que o vídeo mostra a formação de minúsculas bolhas de água em nanoescala.
O experimento foi realizado por cientistas da Universidade Northwestern, nos Estados Unidos, que buscavam entender como o paládio catalisa a reação gasosa que gera água. A partir das observações, a equipe conseguiu desvendar alguns mecanismos envolvidos no processo e identificou novas estratégias para acelerar a reação.
Os cientistas explicam que a reação não exige condições extremas, e isso abre possibilidades para auxiliar na formação de água em ambientes extremamente secos. Por exemplo, a Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço dos EUA (NASA) poderia utilizar a técnica em missões espaciais, a fim de ‘produzir’ água para os astronautas — pode ser uma boa estratégia para as futuras missões na Lua.
"Ao visualizar diretamente a geração de água em nanoescala, fomos capazes de identificar as condições ideais para a geração rápida de água em condições ambientais. Essas descobertas têm implicações significativas para aplicações práticas, como permitir a geração rápida de água em ambientes de espaço profundo usando gases e catalisadores metálicos, sem exigir condições extremas de reação", disse o principal autor do estudo, Vinayak Dravid, em comunicado oficial.
Água: hidrogênio e oxigênio
Para alcançar o resultado, os pesquisadores desenvolveram uma nova técnica que utiliza membranas vítreas ultrafinas para capturar e analisar reações gasosas em tempo real. A nova técnica permitiu que eles observassem como os átomos interagem na superfície do paládio durante a formação da água em nanoescala — com precisão atômica.
A imagem mostra o momento exato em que uma bolha de água se forma a partir de um nanocubo de paládio.Fonte: Universidade Northwestern
Os cientistas descobriram que ao introduzir hidrogênio no paládio antes do oxigênio, a reação ocorre de forma mais rápida e eficiente. Outro ponto positivo da técnica é que o paládio, apesar de ser caro, é reciclável. Ou seja, o processo de formação da água não consome o metal em si, dessa forma, os cientistas podem continuar utilizando o paládio para gerar água repetidamente.
A equipe também afirma que, pela primeira vez, foi possível realizar análises simultâneas de informações espectrais e recíprocas. Originalmente, a ciência descobriu que o paládio é um bom catalisador para formar água em meados de 1900, mas a reação nunca havia sido observada ao nível atômico.
"Pense no personagem de Matt Damon, Mark Watney, no filme ‘Perdido em Marte’. Ele queimou combustível de foguete para extrair hidrogênio e então adicionou oxigênio de seu oxigenador. Nosso processo é análogo, exceto que ignoramos a necessidade de fogo e outras condições extremas. Nós simplesmente misturamos paládio e gases", acrescentou Dravid.
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