Na natureza, muitas moléculas possuem uma propriedade chamada quiralidade, o que significa que não podem ser sobrepostas em suas imagens no espelho (como uma ma£o esquerda e uma direita).

A quiralidade pode influenciar a função, impactando a eficácia de um produto farmacaªutico ou enzima¡tico, por exemplo, ou a percepção do aroma de um composto.

Agora, um novo estudo estãopromovendo a compreensão dos cientistas de outra propriedade ligada a  quiralidade: como a luz interage com os materiais quirais sob um campo magnanãtico.

Pesquisas anteriores mostraram que, em tal sistema, as formas canhotas e destras de um material absorvem luz de maneira diferente, de maneiras que se espelham quando a luz fluindo paralelamente a um campo magnético externo muda de direção, adotando um fluxo antiparalelo. Este fena´meno édenominado dicroa­smo magneto-quiral (MChD).

O que faltou, no entanto, em experimentos anteriores, foi uma confirmação de que as observações experimentais correspondem a s previsaµes feitas pela teoria MChD - um passo necessa¡rio para verificar a teoria e compreender os efeitos que os cientistas observaram.

O novo artigo, que serápublicado em 21 de abril na Science Advances , muda isso. O estudo foi conduzido por Geert LJA Rikken, Ph.D., diretor do Laboratoire National des Champs Magnanãtiques Intenses na Frana§a, e Jochen Autschbach, Ph.D., Professor Larkin de Quí­mica da Universidade de Buffalo nos Estados Unidos. Os primeiros autores foram Matteo Atzori, Ph.D., pesquisador do Laboratoire National des Champs Magnanãtiques Intenses, e UB Chemical Ph.D. estudante Herbert Ludowieg.

"As primeiras previsaµes tea³ricas de MChD para luz apareceram na década de 1980. Desde então, um número crescente de observações do efeito foi relatado, mas nenhuma análise quantitativa foi possí­vel confirmar se a teoria subjacente de MChD estãocorreta", diz Rikken. "O novo estudo apresenta medições detalhadas em dois sistemas modelo bem definidos e ca¡lculos químicos qua¢nticos avana§ados em um deles."

"A equipe do Dr. Rikken fez a primeira observação experimental do MChD em 1997 e, desde então, relatou outros estudos experimentais do efeito em diferentes sistemas", diz Autschbach. "No entanto, são agora épossí­vel uma comparação direta entre um experimento e ca¡lculos teóricos qua¢nticos ab-initio, para uma verificação da teoria de MChD."

A pesquisa se concentrou em cristais que consistem nas formas espelhadas de dois compostos: nitrato de tris (1,2-diaminoetano) na­quel (II) e nitrato de tris (1,2-diaminoetano) cobalto (II). Como Autschbach explica, "a forma molecular do a­on tris (1,2-diaminoetano) meta¡lico (II) no cristal tem uma forma semelhante a  de uma hanãlice. As hanãlices também vão em pares de imagens de espelho, que não podem ser sobrepostas."

O laboratório de Rikken fez medições experimentais detalhadas para os dois sistemas estudados, enquanto o grupo de Autschbach aproveitou as instalações de supercomputação da UB, o Center for Computational Research, para realizar ca¡lculos químicos qua¢nticos desafiadores relacionados a  absorção de luz pelo composto de na­quel (II).

Os resultados, conforme explicado no artigo da Science Advances : "Na³s relatamos os espectros de MChD experimentais de baixa temperatura de dois cristais paramagnanãticos quirais arqueta­picos tomados como sistemas modelo, tris (1,2-diaminoetano) na­quel (II) e nitrato de cobalto (II) , para propagação da luz paralela ou perpendicular ao eixo c dos cristais, e o ca¡lculo dos espectros MChD para a derivada de Ni (II) por ca¡lculos químicos qua¢nticos de última geração.

"Ao incorporar o acoplamento vibra´nico, encontramos um bom acordo entre o experimento e a teoria, o que abre o caminho para o MChD se desenvolver em uma ferramenta espectrosca³pica quiral poderosa e fornece insights fundamentais para o projeto qua­mico de novos materiais magnetochiral para aplicações tecnologiicas."

Embora o estudo seja no doma­nio da ciência ba¡sica, Rikken observa o seguinte com relação ao potencial futuro do MChD: "Encontramos experimentalmente (para os materiais que estudamos), em baixas temperaturas, a diferença na transmissão de luz paralela e anti paralelo a um modesto campo magnético de 1 Tesla, pouco mais do que o que um a­ma£ de geladeira produz, pode chegar a 10%. Nossos ca¡lculos nos permitem entender isso em detalhes. O tamanho do efeito e sua compreensão detalhada agora abrem a porta para futuras aplicações de MChD, que podem variar de diodos a³pticos a novos manãtodos de armazenamento a³ptico de dados. "