5070: Einsténio. Pela primeira vez, cientistas revelam segredos químicos sobre elemento inspirado em Einstein

CIÊNCIA/QUÍMICA/EINSTEIN

(dr)

O einsténio, o 99.º elemento da tabela periódica, foi baptizado em homenagem ao físico Albert Einstein. Agora, 100 anos depois de Einstein ter conquistado o Prémio Nobel, os químicos finalmente conseguiram observar o comportamento químico deste elemento elusivo e altamente radioactivo.

Há 100 anos, o físico Alemão Albert Einstein virou o mundo científico de pernas para o ar com a descoberta do efeito fotoeléctrico, que provou que a luz é tanto uma partícula como uma onda. Depois de receber o Prémio Nobel da Física em 1921, Einstein contribuiria mais tarde com teorias relacionadas com a fusão e fissão nuclear, abrindo caminho para a invenção e detonação de armas nucleares, bem como da energia nuclear.

Quando há 69 anos foi descoberto nos destroços químicos de uma explosão nuclear um elemento até então desconhecido, com características que o colocavam na posição 99 da tabela Periódica, os cientistas baptizaram-no em homenagem ao físico. Assim apareceu na Tabela Periódica o “Einsténio [99]”.

Porém, desde que que o einsténio foi descoberto, em 1952, no Departamento de Energia do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, os cientistas realizaram poucas experiências com este elemento, por ser muito difícil de obter e excepcionalmente radioactivo.

Agora, uma equipa de químicos do Berkeley Lab ultrapassou esses obstáculos para caracterizar, pela primeira vez, algumas das suas propriedades, abrindo a porta a uma melhor compreensão dos restantes elementos transurânicos da série de actinídeos – a linha que constitui o período 7 da Tabela, que vai do Actínio [89] ao Laurêncio [103].

Rottoni / Wikimedia

Com menos de 250 nanogramas do elemento, a equipa de investigadores mediu pela primeira vez a distância da ligação molecular do einsténio, uma propriedade básica das interacções de um elemento com outros átomos e moléculas.

“Não se sabe muito sobre o einsténio”, disse Rebecca Abergel, que lidera o grupo de Química de Elementos Pesados do Berkeley Lab, em comunicado divulgado pelo EurekAlert. “É uma conquista notável termos conseguido trabalhar com esta pequena quantidade de material e fazer química inorgânica”.

A equipa usou instalações experimentais não disponíveis na década em que o einsténio foi descoberto para realizar espectroscopias de luminescência e experiências de espectroscopia de absorção de raios-X. Mas, antes de tudo, colocar a amostra em forma utilizável foi quase metade da batalha.

A amostra de elemento foi produzida no High Flux Isotope Reactor do Oak Ridge National Laboratory, um dos poucos locais no mundo que é capaz de produzir einsténio — processo que envolve o bombardeamento de massas de cúrio com neutrões para desencadear uma longa cadeia de reacções nucleares.

O primeiro problema que os físicos encontraram foi que a amostra estava contaminada com uma quantidade significativa de califórnio.

A equipa teve de descartar o seu plano original de usar cristalografia de raios X – considerada o padrão para obter informações estruturais sobre moléculas altamente radioactivas, mas requer uma amostra pura de metal – e, em vez disso, criaram uma nova forma de produzir amostras e alavancar técnicas de estudo de elementos específicos.

Lutar contra a decadência radioactiva foi outro desafio. A equipa conduziu as experiências com einsténio-254, um dos isótopos mais estáveis ​​do elemento. A sua meia-vida, ou seja, o tempo que metade de uma amostra demora a decair, é de 276 dias.

Embora a equipa tenha conseguido conduzir muitas das experiências ainda antes da pandemia de covid-19, esta acabou por interromper os planos para estudos de acompanhamento que estavam previstos. Quando os cientistas regressaram ao laboratório, no verão, a maior parte da amostra tinha desaparecido.

Ainda assim, os investigadores conseguiram as primeiras medições de sempre da distância de ligação do einsténio, e descobriram um comportamento físico-químico diferente do que seria esperado da série de actinídeos, os elementos da linha inferior da tabela periódica, que partilham propriedades com o einsténio.

“Determinar a distância da ligação pode não parecer interessante, mas é a primeira coisa que se gostaria de saber sobre como um metal se liga a outras moléculas. Que tipo de interacção química esse elemento terá com outros átomos e moléculas?”, explicou Abergel.

Tendo essa resposta, os cientistas podem agora procurar propriedades químicas interessantes e melhorar a compreensão dos padrões de comportamento dos elementos do mesmo grupo da Tabela Periódica.

“Ao obter esses dados, ganhamos uma compreensão melhor e mais ampla de como toda a série de actinídeos se comporta. E nessa série temos elementos ou isótopos que são úteis para a produção de energia nuclear ou radio-fármacos”, disse.

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Este estudo também oferece a possibilidade de explorar o que está além da borda da tabela periódica e, possivelmente, descobrir um novo elemento. “Estamos a começar a entender um pouco melhor o que acontece no final da tabela periódica e, a seguir, também se pode imaginar um alvo einsténio para descobrir novos elementos”, disse Abergel.

“De forma semelhante aos elementos mais recentes, descobertos nos últimos 10 anos, como o tenesso [117], obtido a partir do bombardeamento de massas de berquélio [97], se conseguirmos isolar einsténio suficientemente puro, poderíamos começar a procurar outros elementos e aproximarmo-nos da (teorizada) ilha de estabilidade”, na qual os físicos nucleares previram que os isótopos podem ter meia-vida de minutos ou mesmo dias — em vez dos micro-segundos que são comuns nos elementos super-pesados.

O estudo foi publicado este mês na revista científica Nature.

Por Maria Campos
6 Fevereiro, 2021


715: Humanos para quê? Inteligência Artificial recria tabela periódica

maveric2003 / Flickr

Os humanos demoraram quase um século para organizar a tabela periódica, mas um novo programa de Inteligência Artificial realizou a mesma tarefa em apenas algumas horas.

Tabela periódica é indiscutivelmente uma das maiores realizações científicas em química, mas demorou quase um século para estar completamente concluída. Agora, um novo programa de Inteligência Artificial, desenvolvido por físicos da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, conseguiu o mesmo feito mas em apenas algumas horas.

O Atom2Vec, programa que conseguiu igualar o feito humano num período de tempo menor, aprendeu a distinguir diferentes átomos depois de analisar uma lista de nomes de compostos químicos a partir de um banco de dados online.

A Inteligência Artificial usou conceitos emprestados do campo do processamento de linguagem natural para agrupar esses elementos de acordo com suas propriedades químicas, sem qualquer ajuda humana.

“Queríamos saber se uma IA podia ser inteligente o suficiente para descobrir a tabela periódica por conta própria”, disse o principal autor do estudo, Shou-Cheng Zhang. E pode mesmo!. Este é um importante passo – e o primeiro – em direcção a uma meta muito mais ambiciosa: projectar um substituto para o teste de Turing, um dos mais importantes para definir a inteligência de uma máquina.

Para passar no teste de Turing, a IA deve ser capaz de responder a perguntas de maneira indistinguível à de um ser humano.

“Os seres humanos são produto da evolução e as nossas mentes estão cheias de qualquer tipo de irracionalidade. Para uma IA passar no teste de Turing seria necessário reproduzir todas essas irracionalidades humanas. Isso é muito difícil de fazer”, diz Zhang.

Em vez disso, Zhang propõe um novo marco para a inteligência da máquina. “Queremos tentar projectar uma Inteligência Artificial capaz de derrotar humanos ao descobrir uma nova lei da natureza. Para fazer isso, temos de testar, em primeiro lugar, se a nossa IA consegue fazer algumas das maiores descobertas já feitas por humanos”, como a tabela periódica.

Zhang e a sua equipa desenvolveram o Atom2Vec a partir de um programa de Inteligência Artificial que engenheiros da Google criaram para analisar a linguagem natural, o Word2Vec. A IA da Google converte palavras em códigos numéricos ou vectores. Ao analisar os vectores, o programa consegue estimar a probabilidade de uma palavra aparecer num determinado texto. “Podemos aplicar a mesma ideia aos átomos”, explicou Zhang.

“Em vez de alimentar todas as palavras e frases de uma colecção de textos, fornecemos ao Atom2Vec todos os compostos químicos conhecidos“, adianta a investigadora. O estudo foi publicado recentemente na Phys Org.

A partir destes dados, o Atom2Vec descobriu, por exemplo, que o potássio (K) e o sódio (Na) devem ter propriedades semelhantes, porque ambos os elementos podem-se ligar ao cloro (Cl).

Aplicações práticas

Os investigadores esperam que, no futuro, o conhecimento do Atom2Vec seja aproveitado para descobrir e projectar novos materiais, como “um material altamente eficiente na conversão de luz solar em energia”, sugeriu Zhang.

A sua equipa está agora concentrada em desenvolver a versão 2.0 do programa, que se irá preocupar com a resolução de um problema intratável na investigação médica: desenvolver o anticorpo certo para atacar antígenos específicos de células cancerígenas.

ZAP // HypeScience

Por ZAP
1 Julho, 2018

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– Não sei se foram os cientistas que afirmaram isto se foi o anormal que transcreveu este texto e colocou um cabeçalho paranormal: “Humanos para quê? Inteligência Artificial recria tabela periódica“. Claro, pá! Acabe-se, extermine-se a raça humana que a Inteligência Artificial toma conta disto…