Tendencias 21. Ciencia, tecnología, sociedad y cultura




Observan estructuras locales del agua que duran más de lo que se pensaba

Las moléculas que están débilmente unidas permanecen así un tiempo notablemente largo


Científicos de Alemania y los Países Bajos han encontrado estructuras locales del agua, en concreto moléculas que están unidas débilmente, a gran distancia, que duran más de lo que se pensaba, en torno a 1 picosegundo (milésima parte de mil millonésima de segundo). Hasta ahora se pensaba que este tipo de estructuras duraban 0,1 picosegundos.





Para observar las estructuras se utilizaron pulsos láser ultrarrápidos. Imagen: Yuki Nagata. Fuente: MPI-P.
Para observar las estructuras se utilizaron pulsos láser ultrarrápidos. Imagen: Yuki Nagata. Fuente: MPI-P.
Un equipo de científicos del Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros (MPI-P) de Mainz (Alemania) y del Instituto FOM Amolf, de los Países Bajos, han caracterizado la dinámica estructural local del agua líquida, es decir, la rapidez con la que las moléculas de agua cambian su estado de unión.

Usando innovadora espectroscopía vibracional ultrarrápida, los investigadores muestran por qué el agua líquida es tan única en comparación con otros líquidos moleculares. El estudio ha sido publicado recientemente en la revista científica Nature Communications.

Con la ayuda de una novedosa combinación de experimentos láser ultrarrápidos, explica la nota de prensa del Max Planck, los científicos encontraron que las estructuras locales persisten en el agua durante más de un picosegundo (ps), la milésima parte de una mil millonésima de un segundo.

Esta observación cambia la percepción general del agua como disolvente. "El 71% de la superficie terrestre está cubierta de agua. Dado que la mayoría de las reacciones químicas y biológicas se producen en la tierra, en la interfase aire-agua de los océanos o en las nubes, los detalles de cómo se comporta el agua a nivel molecular son cruciales. Nuestros resultados muestran que el agua no puede ser tratada como un continuo, sino que existen estructuras locales específicas y probablemente muy importantes", dice Mischa Bonn, director del MPI-P.

Un líquido especial

El agua es un líquido muy especial con una dinámica extremadamente rápida. Las moléculas de agua serpentean y se agitan en escalas de tiempo de sub-picosegundos, que las hacen indistinguibles en este plazo de tiempo.

Si bien se sabe de la existencia de estructuras locales de muy corta vida -por ejemplo, dos moléculas de agua que están muy cerca entre sí, o que están muy alejadas-, se creía comúnmente que perdían la memoria de su estructura local en menos de 0,1 picosegundos.

La demostración de la existencia de estructuras locales de vida relativamente larga en el agua líquida se obtuvo mediante la medición de las vibraciones de los enlaces de oxígeno-hidrógeno (OH) en agua.

Para ello, el equipo de científicos utilizó espectroscopia infrarroja ultrarrápida, centrándose especialmente en las moléculas de agua que están unidas débilmente (o fuertemente) por hidrógeno a sus moléculas de agua vecinas.

Los científicos encontraron que las vibraciones viven mucho más tiempo (hasta alrededor de 1 ps) en las moléculas de agua con una gran separación, que en aquellas que están muy cerca (0,2 ps). En otras palabras, las moléculas de agua débilmente unidas permanecen débilmente unidas por un tiempo notablemente largo.

Referencia bibliográfica:

Sietse T. van der Post, Cho-Shuen Hsieh, Masanari Okuno, Yuki Nagata, Huib J. Bakker, Mischa Bonn, Johannes Hunger: Strong frequency dependence of vibrational relaxation in bulk and surface water reveals sub-picosecond structural heterogeneity. Nature Communications (2015). DOI: 10.1038/ncomms9384.


Lunes, 21 de Septiembre 2015
Instituto Max Planck/T21
Artículo leído 1470 veces



Nota



Comente este artículo

1.Publicado por Maríjosé el 05/10/2015 00:39 (desde móvil)
Quiere decir éso que puede haber algo de cierto en la homeopatía?

Nuevo comentario:
Twitter

Los comentarios tienen la finalidad de difundir las opiniones que le merecen a nuestros lectores los contenidos que publicamos. Sin embargo, no está permitido verter comentarios contrarios a las leyes españolas o internacionales, así como tampoco insultos y descalificaciones de otras opiniones. Tendencias21 se reserva el derecho a eliminar los comentarios que considere no se ajustan al tema de cada artículo o que no respeten las normas de uso. Los comentarios a los artículos publicados son responsabilidad exclusiva de sus autores. Tendencias21 no asume ninguna responsabilidad sobre ellos. Los comentarios no se publican inmediatamente, sino que son editados por nuestra Redacción. Tendencias21 podrá hacer uso de los comentarios vertidos por sus lectores para ampliar debates en otros foros de discusión y otras publicaciones.

Otros artículos de esta misma sección
< >