A Universidade Federal de Alagoas (Ufal) ganha destaque no mundo da Física com o artigo de autoria do professor Vinícius Manzoni, do Instituto de Física (IF), publicado no volume 830, da Revista Chemical Physics Letters, da Editora Elsevier, sediada na Holanda. Além da publicação na revista de circulação internacional, o trabalho do pesquisador da Ufal foi escolhido para o destaque no periódico na seção Editor’s Choice e capa referente à edição da primeira quinzena do mês de novembro. A Chemical Physics Letters circula ao mês com duas edições e publica artigos na área de ciências moleculares, materiais e sistemas biológicos.

O artigo de Vinícius Manzoni é resultado da pesquisa na área de Física Atômica e Molecular, propriedades estruturais e eletrônicas de moléculas e nanopartículas na presença de um meio do curso de pós-doutorado, realizado na Universidade de São Paulo (USP). Ele enfatiza que a escolha de artigos para compor a seção Editor’s Choice é uma iniciativa da revista para promover trabalhos aceitos após a revisão por pares e que são considerados de grande destaque, assim como, susceptíveis de serem de elevado interesse para a comunidade científica.

“Quando aceito, o artigo é designado como ‘escolha Especial dos Editores’ (Editor's Choice) da revista. Artigos que contemplam elevado interesse são colocados em uma seção especial da revista para dar maior visibilidade. Após a publicação do volume completo, o artigo também foi selecionado como capa do volume 830, versão impressa, e na versão on-line aparece na miniatura no topo da página”, reforça Manzoni.

O artigo de sua autoria tem como título Theoretical study of the absorption and emission spectra of 1,2-Bis(9-anthryl)acetylene in cyclohexane and acetonitrile e pode ser acessado pelo link. A revista pode ser conferida pelo link.

Doutor em Física pela Ufal e pós-doutorado em Física Atômica e Molecular, atualmente o professor Vinícius Manzoni é bolsista de produtividade em pesquisa do CNPq - Nível 2. Está na coordenação do curso Bacharelado em Física do IF, unidade acadêmica do Campus A. C. Simões; e coordena, também, o Laboratório da mesma área de formação. O professor atua na graduação e na pós-graduação em Física as disciplinas Mecânica Estatística, Física Atômica e Molecular e Mecânica Analítica.

A pesquisa para o pós-doutorado contou com a supervisão e colaboração do renomado professor Sylvio Canuto, do Departamento de Física Geral do Instituto de Física da USP. Ainda foram colaboradores o pesquisador Yoelvis Orozco-Gonzalez (que também fazia pós-doutorado no mesmo grupo de pesquisa da universidade paulista) e o professor Jorge Peón, do Instituto de Química da Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México (Mexico).

Sobre a pesquisa

A pesquisa Física Atômica e Molecular, propriedades estruturais e eletrônicas de moléculas e nanopartículas na presença de um meio, teve como objetivo estudar as propriedades estruturais e eletrônicas de sistemas moleculares em meio solvente. Segundo Vinícius Mazoni, o estudo teórico de efeitos de solvente é um tema bastante abrangente com diversos problemas em aberto. “Particularmente, o nosso maior interesse estava centrado no estudo teórico do efeito do solvente nos espectros de absorção na região uv/vis e nas propriedades magnéticas associadas a medidas de NMR. Além disso, nosso interesse era, principalmente, no estudo da formação de estados excitados com separação de cargas, levando em conta os efeitos de ambiente (meio solvente) e das condições termodinâmicas”.

Ele acrescenta que, também partiu-se de uma possibilidade de existir uma forte participação das coordenadas intra-moleculares na formação do estado com quebra de simetria na separação de cargas (molécula com dipolo nulo que passaria ter momento de dipolo com a inclusão do meio), um aspecto importante mas que ainda não havia sido abordado e que foi estudado utilizando uma metodologia multi-escala. Esta, utiliza métodos de Mecânica Quântica e Mecânica Molecular (QM/MM) na abordagem.

“Nesta abordagem utilizada, os efeitos do meio e as condições termodinâmicas são incluídos, gerando assim uma abordagem realista de sistemas moleculares em solução. Parte desse procedimento já havia sido aplicada com êxito para descrever teoricamente o deslocamento de bandas nos espectros de absorção e emissão de moléculas cujas mudanças conformacionais eram desprezíveis. No entanto, o estudo dos estados excitados de moléculas que sofrem mudanças conformacionais, em conjunto com a quebra de simetria na separação de cargas, ainda era considerado um desafio do ponto de vista teórico”, destaca o pesquisador.

Sobre a contribuição científica e avanços que o estudo traz para a área contemplada, a Física Atômica e Molecular, Manzoni revela que no trabalho desenvolvido foi possível realizar uma descrição teórica detalhada do processo de Absorção e Emissão eletrônico de uma molécula simétrica que apresenta quebra de simetria no primeiro estado excitado. Adianta que, este processo de quebra de simetria era observado experimentalmente mas não era completamente entendido e nem capaz de ser reproduzido do ponto de vista teórico/computacional. Aproveita para detalhar:

“Na abordagem utilizada, realizamos uma análise comparando métodos tradicionais que consideram o meio solvente através de uma modelagem contínua e comparamos com métodos que combinam mecânica quântica e modelagem molecular clássica que considera a natureza microscópica do meio solvente. Nossa abordagem foi capaz de mostrar que modelos contínuos, que atualmente são amplamente utilizados, são incapazes de descrever tais sistemas e que existe  a necessidade de incluir a natureza microscópica do meio para quebrar a simetria na presença de um solvente com alta polaridade”.

Informa ainda, que também foi possível mostrar que o espectro de absorção é composto por diversos estados eletrônicos na banda de mais alta energia e de apenas um estado na transição de mais baixa energia. Todos os resultados obtidos foram condizentes com os experimentos e mostram a existência de quebra de simetria no estado excitado da molécula estudada.

Segundo o professor Manzoni, a técnica desenvolvida já está sendo utilizada pelos alunos do curso de Física da Ufal que estão sob a sua orientação e co-orientação participantes de projetos científicos da área específica.

Ainda sobre o estudo científico que resultou no artigo de destaque internacional, o pesquisador da Ufal aproveita para destacar:

“Vale ressaltar que a abordagem utilizada no trabalho também vem sendo aplicada em outros projetos para descrever teoricamente outras moléculas orgânicas e nano agregados visando a aplicação no desenvolvimento de melhores marcadores em análise química, sondas e indicadores de pH e polaridade. Além disso, os sistemas estudados possuem aplicações tecnológicas no desenvolvimento de semicondutores orgânicos, células solares e dispositivos eletro-ópticos e fotônicos”. A pesquisa teve o financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Alagoas (Fapeal), Capes e CNPq.