Computador Químico

Por Luiz Ricardo dos Santos
O computador químico é um computador utilizado pelos químicos na chamada química computacional, para efetuar cálculos de alta complexidade e armazenar informações de pesquisa.

Existem cálculos químicos que apresentam um grau acentuado de dificuldade para serem feitos da maneira convencional tais como os cálculos de mecânica quântica, utilizados para testar produtos e novas moléculas sintetizadas sem que estes estejam prontos ainda, evitando assim gastos inúteis, por que geralmente análises apuradas são demoradas e caras para que sejam realizadas. De modo que um computador programado para essa finalidade evita os gastos e a perda de tempo.

A química é uma ciência que cresce a cada dia em suas divisões atualmente, existem cerca de 1 milhão de compostos inorgânicos e mais de 16 milhões de compostos orgânicos e a cada dia os químicos isolam mais e mais compostos, de forma que armazenar todos esses dados em computadores convencionais torna-se impossível. Foi partindo dessa idéia que uma equipe de cientistas da Universidade West Egland, em Bristol, liderada pelo professor Adamatzky Andrew, iniciaram suas pesquisas na construção de um computador capaz de interpretar reações químicas e armazenar o máximo possível de conhecimento facilitando assim o acesso de diversos químicos e outros pesquisadores de áreas afins em todo o mundo.

O computador químico é baseado em uma sequência de reações químicas oscilantes denominadas Reações de Belousov-Zhabotinsky (BZ), que são reações de oxi-redução, descobertas pelo bioquímico russo Boris Pavlovich Belousov em 1950 e em 1961 aperfeiçoada pelo estudante Anatol Zhabotinsky da Universidade de Moscou. Belousov quando das pesquisas a cerca do ciclo de Krebs ele descobriu acidentalmente que uma reação mudava de cor e não atingia o equilíbrio químico. A reação foi:

Reações BZ simuladas por um computador químico

As ondas oscilatórias dessas reações são acompanhadas por um eletrodo de potencial redox acoplados ao computador, que converte essas oscilações em gráficos que são calculados através do Diagrama de Vorone, que é um conjunto de duas formas tridimensionais. Os cientistas descobriram que computadores químicos são capazes de realizar cálculos algébricos complexos, tornando-os fórmulas mais simples para aplicação no cotidiano da pesquisa.

Cientistas pesquisam um computador que seja capaz de efetuar cálculos, armazenar informações, simular reações químicas e estimar forma de moléculas em poucos segundos, porém para que isso ocorra é necessária alguma coisa na faixa de petaflops. Na atualidade são comuns o uso de computadores na casa dos teraflops, mas a medida que a ciência no campo da química avança torna-se necessário o desenvolvimento de sistemas cada vez mais sofisticados que irão operar na casa dos petaflops que são 1.000 vezes superiores aos supercomputadores teraflops atualmente em operação. Esses computadores fazem parte de uma emergente área da química denominada química computacional, que ainda não é reconhecida oficialmente como uma divisão ficando restrita a auxiliar as 4 divisões clássicas da química, a saber Analítica, Físico-Química, Orgânica e Inorgânica.

Bibliografia:
Jones, Loretta; Atkins, Peter Princípios de Química - Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 3 ª Ed-Porto Alegre:Bookman, 2006.

http://www.faidherbe.org/site/cours/dupuis/oscil.htm
http://pubs.acs.org/cen/science/87/8715sci3.html
http://www.pnas.org/content/103/43/15727/F1.expansion.html