Notícies

Inici  >  Notícies > El canvi estructural de l’aigua a la nanoescala podria explicar les anomalies...

El canvi estructural de l’aigua a la nanoescala podria explicar les anomalies macroscòpiques que presenta, segons un estudi teòric

Es coneixen prop de 60 anomalies de l'aigua, que podrien tenir l'origen en el comportament a escales nanomètriques.

Es coneixen prop de 60 anomalies de l'aigua, que podrien tenir l'origen en el comportament a escales nanomètriques.

25/07/2012

Recerca

L'aigua es caracteritza perquè és un fluid amb un comportament anòmal. Possiblement gràcies a aquestes anomalies s'ha convertit en una substància bàsica per a la vida. En una recerca recent publicada a Scientífic Reports, revista d'accés obert del grup Nature, en la qual ha participat l'investigador del Departament de Física Fonamental de la UB Giancarlo Franzese, s'ha simulat el comportament de l'aigua en condicions extremes de baixa temperatura i d'alta pressió. Com a resultat s'han trobat evidències, a escales nanomètriques, que en l'aigua coexisteixen dos estats líquids diferents en densitat i energia que responen a diferents configuracions moleculars i que podrien ser la raó de les anomalies que presenta aquest fluid.

En aquesta recerca, que s'ha dut a terme en col·laboració amb investigadors de l'Escola Politècnica Federal de Zuric; la Universitat de Yeshiva, de Nova York, i la Universitat de Boston, les simulacions, que difícilment es poden desenvolupar de manera experimental, han mostrat evidències que a la nanoescala les molècules d'aigua tenen moltes maneres de combinar-se entre elles, és a dir, mostren diferents configuracions que, en condicions de temperatura i pressió adequades, canvien d'un tipus de configuració a un altre en nanosegons.

Les dues configuracions detectades estan caracteritzades per diferents densitats i energies. En la major part de substàncies, s'observa que, a menys densitat, més energia; per aquesta raó, en baixar la temperatura, en general la densitat augmenta. No obstant això, en el cas de l'aigua, la configuració de menys densitat presenta, també, menor energia. Aquesta propietat peculiar es manifesta de manera clara en condicions extremes, molt a prop del punt en què l'aigua forma gel amorf, i quan, segons els investigadors, existeix una separació entre una fase d'aigua més lleugera i de menor energia i una altra fase d'aigua més pesant i de més energia. 

Lluny d'aquestes condicions extremes, aquestes configuracions amb densitat i energia diferent sobreviuen a la nanoescala i competeixen entre elles, fluctuant constantment i donant lloc, segons els investigadors, a les anomalies macroscòpiques de l'aigua. Segons Franzese, de la Facultat de Física de la UB, adscrita al campus d'excel·lència internacional BKC, «les conseqüències d'aquest fenomen podrien ser determinants en els processos biològics perquè les fluctuacions entre les diferents configuracions podrien ser l'origen, per exemple, de les fluctuacions que permeten a les proteïnes funcionar».

 

 

Article

Tobias A. Kesselring, Giancarlo Franzese, Sergey. V. Buldyrev, Hans Herrmann i H. Eugene Stanley. «Nanoscale dynamics of phase flipping in water near its hypothesized liquid-liquid critical point». Scientific Reports, maig de 2012. DOI:10.1038/srep00474.

 

Comparteix-la a:
| Més |
  • Segueix-nos:
  • botó per accedir al facebook de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al twitter de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al google+ de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al youtube de la universitat de barcelona
  • botó per accedir als rss de la universitat de barcelona
  • botó per accedir al butlleti de la universitat de barcelona
Membre de: Dos Campus d'Excel·lència Internacional logo del leru - League of European Research Universities logo del bkc - campus excel·lència logo del health universitat de barcelona campus

© Universitat de Barcelona