Cientistas de Coimbra invalidam teoria que ganhou o Nobel da Química em 1992

A história deste trabalho tem mais de duas décadas, mas só agora foi possível confirmar que a teoria de Rudolph Marcus afinal não explica bem a transferência de eletrões em reações químicas. Num artigo científico publicado na revista Nature Communications , os investigadores de Coimbra mostram "sem margem para dúvidas" que "a teoria desenvolvida em 1956 por Rudolph Arthur Marcus", e que lhe valeu a atribuição do Nobel da Química em 1992, "está errada", afirma a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) em comunicado.

Em causa está "a reorganização de moléculas necessárias para a transferência de eletrões", diz a instituição, referindo que, para ocorrer este tipo de reações químicas, "a teoria de Marcus prevê que essa reorganização tem de ser principalmente efetuada nos solventes".

O estudo agora publicado concluiu, no entanto, que "não é assim" e evidencia que "a chave para a transferência de eletrões está nos reagentes".

Esta descoberta culmina "duas décadas e meia de estudos desenvolvidos no Departamento de Química da FCTUC, que geraram muita controvérsia dentro da comunidade científica ao longo do percurso".

O grande impulsionador de toda esta investigação foi o químico Formosinho Simões, catedrático da FCTUC, falecido em dezembro de 2016, que sempre questionou a teoria de Marcus, gerando acesa discussão na comunidade científica.

Formosinho Simões defendia que a chave para transferência de eletrões estava nos reagentes, mas "faltava uma evidência experimental decisiva para refutar a teoria de Marcus, pois Marcus era um cientista muito credível e a sua teoria foi premiada com o Nobel da Química 1992", conta Luís Arnaut.

Perante estas duas visões radicalmente opostas em relação a esta reação química, Luís Arnaut reuniu "em 1993 os químicos mais eminentes do mundo num NATO Workshop em Portugal para discutir o problema". E a discussão não se fez esperar. "À exceção de Formosinho Simões, ninguém ousou questionar o prémio Nobel. Foi uma discussão muito intensa", garante Luís Arnaut. Na sequência disso a equipa de Coimbra decidiu tirar teimas fazendo as experiências necessárias.

Duas décadas e meia de trabalho

Foram necessários 25 anos para chegar a bom porto. "Foi uma tarefa extremamente difícil. Tivemos de desenhar, conceber e executar um vasto conjunto de estudos e experiências. Há múltiplas razões que justificam tantos anos de estudo, entre as quais a exigência de equipamento altamente sofisticado que não possuíamos, a necessidade de sintetizar moléculas que não existiam e a contratação de pessoal altamente qualificado para desenvolver o trabalho", diz Luís Arnaut, citado no comunicado da FCTUC.

Além de todas estas dificuldades, os cientistas da Universidade de Coimbra tiveram de enfrentar a crítica da comunidade científica, que "teimava em não aceitar que um Nobel da Química pudesse estar errado", salienta a FCTUC na mesma nota.

Após "um longo e sinuoso caminho, finalmente em 2014" a equipa de Formosinho Simões e de Luís Arnaut reuniu as condições adequadas para realizar "a experiência decisiva" -- os resultados ficaram completos no final de 2017. O artigo científico foi submetido ao grupo Nature e, "mais uma vez, a polémica foi inevitável", relata o coordenador do estudo.

No entanto, a argumentação dos cientistas da FCTUC acabou por convencer os reviewers da revista e o artigo foi publicado nesta quarta-feira.

Luís Arnaut acredita que a reação da comunidade científica "talvez vá ficar perplexa porque o que está escrito no artigo vai contra a corrente. Expõe claramente que a teoria de Marcus não funciona".

Quanto a implicações práticas desta nova teoria - denominada "modelo de intersecção de estados" -, o catedrático da FCTUC não crê que, "de repente, a teoria desenvolvida em Coimbra permita originar um produto que chegue ao mercado com vantagens relativamente aos existentes".

"Demorámos 25 anos a realizar esta experiência, por isso é expectável que demore muitos anos para se desenvolver sistemas de uma forma diferente. Porém, o nosso modelo pode inspirar melhores soluções em áreas em que a transferência de eletrões é importante", admite Luís Arnaut.

As reações de transferência de eletrão são a base das reações de oxidação-redução e "ocorrem em sistemas biológicos como a fotossíntese e a respiração, bem como em sistemas artificiais, por exemplo, painéis solares, polímeros condutores utilizados em televisões e computadores, optoeletrónica", entre outros.

Com Lusa