Científicos capturaron y filmaron por primera vez la unión de átomos, utilizando métodos avanzados de microscopía, capturaron el momento en que se rompe un enlace químico, aproximadamente medio millón de veces más pequeño que el ancho de un cabello humano.
Si los átomos no estuvieran conectados entre sí, todo lo que conocemos no existiría. El sol, la Tierra, los animales, las plantas, nosotros; todo está basado en un sólo proceso químico entre dos partículas que forman un vínculo y crean materia.
Desde que se propuso que los átomos son bloques de construcción del mundo, los científicos han estado tratando de entender cómo y por qué se unen entre sí. Ya sea una molécula (que es un grupo de átomos unidos de una manera particular), o un bloque de material o un organismo vivo completo, en última instancia, todo está controlado por la forma en que los átomos se unen y la forma en que se rompen los enlaces.
El desafío es que las longitudes de los enlaces químicos son entre 0.1 - 0.3 nm, aproximadamente medio millón de veces más pequeñas que el ancho de un cabello humano, lo que dificulta la obtención de imágenes directas de la unión entre un par de átomos.
Gracias al trabajo de un equipo de investigación del Reino Unido y Alemania dirigido por el profesor Ute Kaiser, jefe de microscopía electrónica de ciencia de materiales en la Universidad de Ulm, y el profesor Andrei Khlobystov en la Facultad de Química de la Universidad de Nottingham publicaron 'Imágenes de un enlace metal-metal no soportado en moléculas de dirhenium a escala atómica' en Science Advances, una revista de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia que cubre todos los aspectos del esfuerzo científico.
El método, y video, está detallado en la publicación del pasado viernes 17 de enero de 2020 de la revista Science Advances. Según el paper, ésta es la primera vez en la historia que los expertos fueron capaces de grabar el proceso en tiempo real.
El video de 18 segundos muestra cómo dos átomos rebotan de forma separada en cilindros huecos de carbón. Pero lentamente comienzan a acercarse, antes de que los dos pequeños puntos formen uno. Luego, la figura unificada comienza a distorsionarse saltando en diferentes ángulos, para después romperse.
Sin embargo, este par de átomos no pueden mantenerse separados el uno del otro por mucho tiempo. Ambos se unen nuevamente, y para volver a formar una molécula permanente.
Grabar átomos uniéndose es un logro científico que nadie había logrado realizar. Para capturar el proceso, los científicos tras el registro capturaron un par de átomos de renio, un tipo de metal químico pesado, dentro de delgados nanotubos de carbón.
El equipo usó un microscopio de transmisión de electrones (MTE) para registrar el proceso. El MTE es una técnica en la cual un rayo de alta energía de electrones es usado para visualizar especímenes y crear una imagen.
"Hasta donde sabemos, esta es la primera vez que la evolución, ruptura y formación de enlaces se grabó en una película a escala atómica", declaró el profesor Khlobystov a la Universidad de Nottingham.
El equipo cree que un día en el futuro la microscopía electrónica puede convertirse en un método general para estudiar reacciones químicas, similar a los métodos espectroscópicos ampliamente utilizados en los laboratorios de química.