1º raio-X de átomo único do mundo é registrado

Uma equipe de pesquisadores internacionais, liderados por cientistas na Universidade de Ohio, nos Estados Unidos, conseguiu desenvolver uma tecnologia completamente revolucionária para a ciência: o primeiro raio-X de um único átomo no mundo todo. Segundo o estudo, tal inovação pode revolucionar a maneira como pesquisadores conseguem enxergar o universo ao nosso redor.

Desde que o raio-X foi descoberto por Wilhelm Roentgen em 1895, a ferramenta tem sido usada em todos os lugares, desde exames médicos até triagens de segurança em aeroportos. Agora, o desenvolvimento de uma nova técnica pode trazer descobertas sem precedentes em nanoescala. Entenda mais nos próximos parágrafos!

Tecnologia do raio-X

(Fonte: GettyImages)

Desde que foi descoberto, o raio-X passou a ser muito importante na ciência para identificar qual o tipo de material existente em uma amostra orgânica. Ao longo dos anos, a quantidade mínima de material presente dentro de uma amostra para ser identificado pelo raio-X foi bastante reduzida graças ao desenvolvimento de novos instrumentos.

Até então, a menor quantidade que se pode radiografar uma amostra é um attograma, que seria o equivalente a 10 mil átomos ou mais. Isso acontece porque o sinal de raio-X produzido por um único átomo é extremamente fraco, de modo que detectores tradicionais não podem ser usados para detectar quantias menores que isso.

Com a nova tecnologia sendo desenvolvida, no entanto, esse cenário está prestes a mudar. A humanidade se tornaria capaz de detectar exatamente o tipo de um átomo específico — sendo um de cada vez —, e medir simultaneamente seu estado químico. Ao realizar isso, poderemos rastrear qualquer tipo de material até o limite máximo de apenas um átomo. Tal estudo teria um grande impacto nas ciências ambientais e médicas, uma vez que poderia encontrar a cura até para as doenças mais improváveis.

Experimentos em laboratório

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O artigo, publicado na revista Nature em 31 de maio de 2023, explica que a equipe de pesquisadores escolheu um átomo de ferro e um átomo de térbio para análise e os colocaram em seus respectivos hospedeiros moleculares. Para detectar o sinal de raio-X desses átomos, a equipe então complementou os detectores convencionais com uma ponta de metal afiada capaz de coletar elétrons excitados por raio-X. 

Essa técnica é conhecida como sincrotron microscopia de tunelamento por varredura de raio-X (SX-STM). Ela é desencadeada pela fotoabsorção de elétrons no nível do núcleo, que nada mais são do que impressões digitais elementares dos elementos e eficazes na identificação direta do tipo elementar dos materiais. Essa conquista abre muitas possibilidades dentro do campo de pesquisa sobre propriedades quânticas. 

Foram mais de 12 anos de estudo para chegar a tal avanço tecnológico que será capaz de revolucionar a ciência global. No futuro, o grupo internacional de pesquisadores espera continuar usando os raios-X para detectar propriedades de apenas um átomo e encontrar novas maneiras revolucionárias para suas aplicações, sobretudo em relação a coleta de materiais críticos, pesquisas e muito mais.