Como se comportam as moléculas quando não estão isoladas?

Se a vida às vezes imita a arte, nem sempre o laboratório imita a vida. E isso vale especialmente para a física molecular. A transposição de reações e experimentos realizados isoladamente em laboratórios na universidade para um contexto prático pode significar um grande avanço tecnológico em áreas como a produção de energia, por exemplo. Mas no caminho de uma substância do laboratório até a indústria, onde será aplicada em situações diversas, muita coisa precisa ser entendida.

Dentro desse cenário, desde a década de 1990 o Grupo de Física Molecular e Modelagem, do Instituto de Física (IF) da USP, busca  comparar a dinâmica de substâncias isoladas com a realidade, estudando o comportamento  de moléculas orgânicas em meio líquido.

O objetivo é entender como as  propriedades moleculares são afetadas pelo meio através da combinação de simulações  computacionais de mecânica estatística e mecânica quântica. As pesquisas permitem facilitar a reprodução das reações em outros materiais e podem vir a ser adaptadas em experimentos e no setor produtivo.

SIMULAÇÃO

A análise do comportamento das moléculas isoladamente é mais simples e fácil de ser realizada. Os processos bioquímicos, porém, costumam ocorrer em meio aquoso – o que interfere na interação das moléculas, pois elas estão se movendo constantemente, e isso não acontece no meio sólido. São diversas conformações distintas que impedem uma descrição do sistema, já que não apresentam um padrão de configuração. É preciso ter uma amostragem de diversas formações que represente a diversidade do líquido.

A dinâmica das moléculas exige uma metodologia de pesquisa mais avançada, que acompanhe sua evolução temporal e as distintas conformações. Para isso, é utilizada uma simulação computacional. O avanço tecnológico das últimas décadas em equipamentos e softwares permitiu a execução de simulações sofisticadas, capazes de fornecer resultados relevantes.

Os algoritmos desenvolvidos pelos pesquisadores do grupo são os recursos para a produção dos softwares . Eles permitem visualizar o comportamento das substâncias orgânicas no meio líquido em diferentes condições de temperatura e pressão. A estrutura das moléculas é determinada estatisticamente e são comparadas suas propriedades quando estão isoladas. Os dados obtidos viabilizam futuras pesquisas experimentais.

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>>A vida secreta das moléculas: como se comportam quando não estão isoladas

Fonte: USP Online Destaque