Nós, terráqueos, temos muita sorte de estar vivendo nas condições padrão de temperatura e pressão. A vida evoluiu de forma que pudesse confortavelmente lidar com as formas como maioria das moléculas se organizou, sob temperaturas de cerca de 0ºC e pressões atmosféricas de um dia médio ao nível do mar. Mas em outros planetas, com outras temperaturas e pressões, muitas das coisas para as quais não damos valor provavelmente nos matariam. Mesmo os agentes assassinos já conhecidos poderiam ser piores.
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Pegue como exemplo sua máquina mortífera amigável, incolor e inodora, o monóxido de carbono. É um gás aqui na Terra. Mas uma equipe internacional de físicos fez uma simulação das possíveis maneiras como as moléculas de monóxido de carbono poderiam se organizar e descobriu que, quando formadas na pressão certa, são um polímero que poderia se transformar em um poderoso explosivo. Eles publicaram sua pesquisa neste mês, na Physical Review B.
O monóxido de carbono é uma molécula especialmente predominante no espaço interestelar, apontou Dennis Klug, pesquisador do National Research Council of Canada, em Ottawa. “Se esse é o caso, ele (monóxido de carbono) vai ocorrer em muitos ambientes diferentes e ter muito tempo para evoluir, inclusive se tornando essa estrutura que previmos”, uma estrutura que parece ser estável até mesmo em energias baixas, contou Klug ao Gizmodo.
A habilidade do monóxido de carbono de formar polímeros — moléculas feitas de uma peça base que se repete, incluindo os plásticos — não é um insight novo, mas os pesquisadores aplicaram um método relativamente recente chamado “busca de estrutura aleatória ab initio” para escanear através das maneiras como as moléculas podem se organizar em diferentes pressões, usando as leis da química e da mecânica quântica. O método se aproxima de habilidades preditoras da química divina, com os pesquisadores plugando algumas moléculas e outros parâmetros e recebendo algo com que a molécula se pareceria, o que poderia levar à informação sobre suas propriedades.
Ao contrário do que você poderia esperar, a busca da equipe descobriu que a estrutura de monóxido de carbono mais estável na pressão e temperatura ambientes seria um polímero, uma molécula que se repete com a espinha dorsal do carbono e de anéis de oxigênio chamados Pna21. Mas essa coisa não poderia se formar espontaneamente, ela precisa ser feita em pressões altas, talvez cerca de dez mil vezes mais alta que a pressão do nível do mar. E, diferentemente de outros polímeros de monóxido de carbono descobertos anteriormente, o Pna21 seria completamente explosivo, de cinco a dez vez mais explosivo que a mesma quantidade de TNT, graças à grande quantidade de energia que ele armazena.
Não vemos o monóxido de carbono se formar dessa maneira na Terra, mas o polímero poderia existir em qualquer outro lugar da galáxia, talvez dentro de planetas ou nuvens de gás.
É importante notar que essas buscas algorítmicas de computador por novas estruturas químicas são conduzidas em uma temperatura de zero absoluto, algo inalcançável em nosso universo natural. Acrescentando temperatura e entropia, a desordem relativa do sistema, à mistura seria importante, disse Nicholas Harrison, físico da Imperial College, de Londres, em entrevista ao Gizmodo. Além disso, contou ele, em temperaturas ambientes, esses polímeros poderiam rapidamente oxidar e se transformar em dióxido de carbono. Harrison não faz ideia de como esse negócio iria se comportar em uma temperatura e uma pressão ambientes, na presença de outras moléculas.
Mas Harrison ficou empolgado com o algoritmo computacional, levando em conta a importância da estrutura de um cristal para suas propriedades.
Quanto às aplicações disso, quem sabe? Cientistas até agora apenas teorizaram que esse polímero Pna21 existe, ainda não o criaram. Talvez possamos sugar dióxido de carbono da atmosfera e armazená-lo ou transportar energia nesses cristais de monóxido de carbono. Provavelmente existem moléculas muito melhores para fazerem esse serviço, mas é legal pensar no tipo de problemas que essa química estranha poderia nos ajudar a resolver.
Imagem do topo: Senior Airman Christopher Hubenthal/Wikimedia Commons