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Reproducción artística de las dos formas ultraviscosas del agua líquida con diferentes densidades. Credit: Mattias Karlén
El agua no es un líquido complicado, sino dos líquidos simples con una relación complicada, según una investigación de la Universidad de Estocolmo.
Esta investigación ha descubierto dos estados líquidos del agua con grandes diferencias en estructura y densidad, según explican sus autores en un artículo publicado en Proceedings of the National Academy of Science.
"La nueva característica notable es que encontramos que el agua puede existir como dos líquidos diferentes a bajas temperaturas, momento en el que la cristalización del hielo es lenta", explica Anders Nilsson, uno de los autores de la investigación, en un comunicado.
Los investigadores fueron capaces de seguir la transformación de la muestra de agua líquida a bajas temperaturas entre dos fases y demostrar que se registra una difusión típica en los líquidos. El descubrimiento ha sido posible gracias a una combinación de estudios utilizando rayos X, en los que se evidenciaron las dos estructuras diferentes.
El descubrimiento significa que el agua a temperatura ambiente no puede decidir en cuál de las dos formas debe estar, a alta o a baja densidad, lo que da lugar a fluctuaciones locales entre ambas, según los investigadores.
La forma más común de hielo en nuestro sistema planetario es amorfa, desordenada. Las nuevas fases líquidas del agua ahora descubiertas son dos formas de hielo amorfo con baja y alta densidad que pueden “interconvertirse”. También podrían estar relacionadas con formas de agua líquida de baja y alta densidad.
"Es muy emocionante poder utilizar los rayos X para determinar las posiciones relativas entre las moléculas en momentos diferentes", explica por su parte Fivos Perakis, otro de los investigadores, en un comunicado.
Esta investigación ha descubierto dos estados líquidos del agua con grandes diferencias en estructura y densidad, según explican sus autores en un artículo publicado en Proceedings of the National Academy of Science.
"La nueva característica notable es que encontramos que el agua puede existir como dos líquidos diferentes a bajas temperaturas, momento en el que la cristalización del hielo es lenta", explica Anders Nilsson, uno de los autores de la investigación, en un comunicado.
Los investigadores fueron capaces de seguir la transformación de la muestra de agua líquida a bajas temperaturas entre dos fases y demostrar que se registra una difusión típica en los líquidos. El descubrimiento ha sido posible gracias a una combinación de estudios utilizando rayos X, en los que se evidenciaron las dos estructuras diferentes.
El descubrimiento significa que el agua a temperatura ambiente no puede decidir en cuál de las dos formas debe estar, a alta o a baja densidad, lo que da lugar a fluctuaciones locales entre ambas, según los investigadores.
La forma más común de hielo en nuestro sistema planetario es amorfa, desordenada. Las nuevas fases líquidas del agua ahora descubiertas son dos formas de hielo amorfo con baja y alta densidad que pueden “interconvertirse”. También podrían estar relacionadas con formas de agua líquida de baja y alta densidad.
"Es muy emocionante poder utilizar los rayos X para determinar las posiciones relativas entre las moléculas en momentos diferentes", explica por su parte Fivos Perakis, otro de los investigadores, en un comunicado.
Transformación inmediata
Los investigadores han observado, con todo detalle, cómo un estado vidrioso del agua se transforma en un líquido viscoso que se transforma casi inmediatamente en un líquido diferente, incluso más viscoso, de densidad mucho más baja.
El descubrimiento no sólo crea una mejor comprensión global del agua a diferentes temperaturas y presiones, sino que también arroja luz sobre cómo el agua se ve afectada por sales y biomoléculas importantes para la vida.
Además, la mayor comprensión del agua puede conducir a nuevos conocimientos sobre cómo purificar y desalinizar el agua en el futuro.
El descubrimiento habla asimismo sobre el papel primordial de las masas de agua debajo de las plataformas heladas en los polos, que vienen registrando gigantescas grietas y consecuentes icebergs a la mar, producto del calentamiento global.
El estudio demostró la hipótesis de que el hielo, cuya forma más común en el sistema solar es amorfa, desordenada y existe en dos formas con una baja y una alta densidad que pueden intercambiarse, está relacionado con las formas de agua líquida de baja y alta densidad.
Los investigadores han observado, con todo detalle, cómo un estado vidrioso del agua se transforma en un líquido viscoso que se transforma casi inmediatamente en un líquido diferente, incluso más viscoso, de densidad mucho más baja.
El descubrimiento no sólo crea una mejor comprensión global del agua a diferentes temperaturas y presiones, sino que también arroja luz sobre cómo el agua se ve afectada por sales y biomoléculas importantes para la vida.
Además, la mayor comprensión del agua puede conducir a nuevos conocimientos sobre cómo purificar y desalinizar el agua en el futuro.
El descubrimiento habla asimismo sobre el papel primordial de las masas de agua debajo de las plataformas heladas en los polos, que vienen registrando gigantescas grietas y consecuentes icebergs a la mar, producto del calentamiento global.
El estudio demostró la hipótesis de que el hielo, cuya forma más común en el sistema solar es amorfa, desordenada y existe en dos formas con una baja y una alta densidad que pueden intercambiarse, está relacionado con las formas de agua líquida de baja y alta densidad.
Referencia
Diffusive dynamics during the high-to-low density transition in amorphous ice. PNAS, DOI:10.1073/pnas.1705303114
Diffusive dynamics during the high-to-low density transition in amorphous ice. PNAS, DOI:10.1073/pnas.1705303114
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