Materiais Avançados

Reações químicas são catalisadas com eletricidade estática

Redação do Site Inovação Tecnológica -  14/03/2016

A catálise de uma reação química usando um campo elétrico pode revolucionar a forma como produzimos produtos químicos de alto valor agregado, como fármacos.[Imagem: Kate Patterson]

Síntese nanoquímica

Pesquisadores descobriram uma nova forma de acelerar as reações químicas, em uma descoberta que poderá levar a uma indústria química mais limpa e nanotecnologias mais baratas.

A equipe da Espanha e Austrália usou eletricidade estática como catalisador para um processo químico bem conhecido, a reação de Diels-Alder, aumentando a velocidade da reação por um fator de cinco.

Em vez dos tradicionais catalisadores de alto custo, como platina e ródio, Albert Aragonès e seus colegas aplicaram um campo elétrico entre dois nanoeletrodos ligados às moléculas que deviam reagir.

Esta nova abordagem de síntese nanoquímica envolve juntar moléculas individuais para criar novas estruturas moleculares usando blocos fundamentais, o que poderá facilitar a síntese de compostos químicos difíceis de obter e de alto valor agregado.

"A teoria sugere que muitas reações químicas - e não apenas as reações redox [transferência elétrons], como se pensava - podem ser catalisadas pela aplicação de um campo elétrico. Nós fornecemos a evidência experimental para isto pela primeira vez," disse o professor Ismael Díez-Pérez da Universidade de Barcelona.

Catálise eletrostática

A catálise eletrostática - usar campos elétricos como catalisadores - é a forma menos desenvolvida da catálise na química sintética porque os efeitos eletrostáticos são fortemente direcionais.

A equipe superou essa dificuldade manipulando moléculas individuais com um microscópio de tunelamento (STM). "A nossa abordagem com um STM modificado permite registrar assinaturas diretas das moléculas individuais reagindo. Controlar a orientação das moléculas com relação ao campo elétrico acelerou uma reação não-redox pela primeira vez," reafirmou Díez-Pérez.

Embora a técnica seja diretamente aplicável em experimentos em nanoescala e eventualmente no interior de biochips, ainda deverá ser analisada a possibilidade de extensão da técnica de catálise eletrostática para otimizar reações em larga escala.

Bibliografia:

Electrostatic catalysis of a Diels-Alder reaction
Albert C. Aragonès, Naomi L. Haworth, Nadim Darwish, Simone Ciampi, Nathaniel J. Bloomfield, Gordon G. Wallace, Ismael Díez-Pérez, Michelle L. Coote
Nature
Vol.: 531, 88-91
DOI: 10.1038/nature16989