Os químicos criam um novo "atlas" para experiências fiáveis
Dados e instruções práticas para experiências fiáveis com polioxometalatos
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Os polioxometalatos são gaiolas moleculares complexas constituídas por átomos de metal e de oxigénio e constituem uma ferramenta importante nas experiências. No entanto, muitas vezes comportam-se de forma diferente do esperado em soluções. Os químicos da Universidade de Viena testaram agora sistematicamente as suas propriedades e desenvolveram um "atlas" para experiências. Ao fazê-lo, estão a fornecer uma ferramenta valiosa para os cientistas que pretendem tornar a química, a investigação de materiais e as aplicações biomédicas mais reprodutíveis e eficientes. O estudo foi publicado na revista Science Advances.
Parecem mandalas minúsculas e perfeitamente ordenadas - gaiolas moleculares complexas feitas de átomos de metal e oxigénio. Os químicos produzem estes chamados polioxometalatos (POM) como sistemas modelo versáteis para catálise, armazenamento de energia e aplicações biomédicas. Mas a sua aparente simetria pode ser enganadora. Um novo estudo da Universidade de Viena, liderado por Ingrid Gregorovic, Nadiia I. Gumerova e Annette Rompel, mostra quando essas estruturas permanecem intactas e quando se reorganizam sem serem notadas nos líquidos. Com os novos dados e orientações práticas do seu novo estudo, os investigadores fornecem uma base importante para futuras experiências.
Quando a ordem perfeita se torna instável
Os polioxometalatos comportam-se frequentemente de forma diferente da esperada em solução. O novo estudo mostra que, em muitas condições laboratoriais comuns, eles decompõem-se ou reorganizam-se. As medições podem então examinar inadvertidamente produtos de decomposição em vez das moléculas pretendidas - uma das principais razões pelas quais os resultados em catálise, investigação energética e biomedicina podem ser difíceis de reproduzir. Os químicos da Universidade de Viena pretendem contrariar este problema com as suas novas descobertas.
Sobre o estudo
O estudo centra-se nos chamados Keplerates - gaiolas moleculares icónicas semelhantes a um padrão de futebol, constituídas por dezenas de átomos de metal e oxigénio e medindo apenas alguns nanómetros de tamanho. Servem como modelos de blocos de construção para reacções e materiais. A equipa testou sistematicamente a sua estabilidade em valores de pH, temperaturas e sistemas tampão comuns. O resultado é claro: em soluções fortemente ácidas, as gaiolas permanecem intactas, enquanto que em valores de pH quase neutros, reorganizam-se rapidamente em unidades mais pequenas. Os Keplerates à base de tungsténio revelam-se mais resistentes do que os seus homólogos de molibdénio - uma dica prática para experiências em que os meios neutros são inevitáveis.
Um roteiro para uma química fiável
A nova publicação expande o chamado "Speciation Atlas"(Science Advances, 2023), que forneceu um roteiro inicial para dez sistemas POM amplamente utilizados. Com o seu novo estudo, Gregorovic, Gumerova e Rompel oferecem agora uma extensão de fácil utilização a este atlas: conjuntos de dados abertos, testes de estabilidade simples e recomendações claras sobre quais as condições a utilizar - e quais as que devem ser evitadas.
O nosso objetivo era fornecer orientações para a utilização diária", afirma Annette Rompel. Saber quando as gaiolas POM são estáveis - e quando não são - poupa tempo e recursos e conduz a resultados mais fiáveis. O atlas alargado não só nos diz se algo é estável, como também nos ajuda a conceber experiências e a transformar ideias em resultados sólidos mais rapidamente".
Tornar a investigação mais reprodutível
Ao partilhar abertamente os seus dados e oferecer recomendações concretas, os autores fornecem uma ferramenta valiosa para os cientistas que pretendem tornar a química, a investigação de materiais e as aplicações biomédicas mais reprodutíveis e eficientes.
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