Popular Posts

jueves, 29 de junio de 2017

Los físicos descubren dos fases del agua líquida a baja temperatura

* * * *
Un equipo de físicos de la Universidad de Estocolmo ha descubierto dos estados del agua líquida a baja temperatura con grandes diferencias en estructura y densidad.

Impresión artística de las dos formas de agua líquida ultra-viscosa con diferente densidad. Al fondo se representa un patrón salpicado de rayos X tomado de datos reales del hielo amorfo de alta densidad, el cual se produce presurizando el agua a temperaturas muy bajas. Crédito: Mattias Karlén.
Cuando pensamos en el hielo, lo más frecuente es imaginar una fase ordenada y cristalina a modo de caja, sin embargo, la forma más común de hielo es amorfa, desordenada, y hay dos formas de hielo amorfo, uno de baja y otro de alta densidad. Las dos formas pueden interconvertirse.
"Encontramos que el agua puede existir como dos líquidos diferentes a temperaturas bajas (menos 112 ºC), donde la cristalización del hielo es lenta", explicaba Anders Nilsson, profesor de física-química en la Universidad de Estocolmo y autor principal de estudio que informa de tales resultados en Proceedings of the National Academy of Science.
Los investigadores utilizaron los recursos de la fuente de luz PETRA III en Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) en Hamburgo, Alemania, y el Advanced Photon Source (APS) en Argonne National Laboratory.
"El aspecto único de este trabajo es la combinación de dos métodos de rayos X, donde la dispersión de rayos X de gran angular proporciona la evidencia de la estructura a nivel atómico, combinado con la espectroscopía de correlación de fotones de rayos X, que proporciona una visión sobre el movimiento a nanoescala, respectivamente."
Los nuevos resultados no sólo crean una comprensión global del agua a diferentes temperaturas y presiones, sino también de 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.
"Los resultados apoyan fuertemente una imagen donde el agua a temperatura ambiente no puede decidir en cuál de las dos formas debería ser de alta o baja densidad, lo que da lugar a fluctuaciones locales entre las dos", señaló el co-autor del estudio Lars G.M. Pettersson, profesor de física-química teórica en la Universidad de Estocolmo.
"En pocas palabras: el agua no es un líquido complicado, sino dos líquidos simples con una relación complicada."

"Es particularmente emocionante que esta nueva información se haya proporcionado por los rayos X, ya que el mismo pionero de la radiación de rayos X, Wolfgang Röntgen, especuló sobre si el agua podía existir en dos formas distintas, y que la interacción entre ellas podría dar lugar a extrañas propiedades", añadió el coautor del estudio, Daniel Mariedahl, doctorando de física-química en la Universidad de Estocolmo.

"He estudiado los hielos amorfos durante mucho tiempo con el objetivo de determinar si pueden ser considerados como un estado vítreo que representa un líquido congelado", apuntaba el Dr. Katrin Amann-Winkel, investigador postdoctoral en física-química en la Universidad de Estocolmo. "Y es un sueño hecho realidad seguir tan detalladamente cómo un estado vítreo del agua se transforma en un líquido viscoso que, casi inmediatamente, se transforma en un líquido diferente, incluso más viscoso, pero de densidad mucho más baja".

##############################
Traducido/editado por Pedro Donaire
Ref. SCI-News.com, 27 junio 2017
“Physicists Discover Two Low-Temperature Forms of Liquid Water”
Publicación Fivos Perakis et al. Diffusive dynamics during the high-to-low density transition in amorphous ice. PNAS, published online June 26, 2017; doi: 10.1073/pnas.1705303114.

No hay comentarios:

Publicar un comentario

Deshabilitado los comentarios. Contacto y comentarios en las redes sociales.

Nota: solo los miembros de este blog pueden publicar comentarios.