AGUA MUERTA

En un artículo publicado en la revista Science, una actual investigación muestra que el agua en capas delgadas, formadas por un número bajo de moléculas, pierde su polarizabilidad, es decir no responde a campos eléctricos, y por tanto se dice que está eléctricamente muerta.

Las moléculas de agua, aparentemente sencillas, poseen numerosas propiedades, algunas extrañas, pero la mayoría de ellas se deben a su estructura dipolar, esto le confiere la capacidad de interaccionar con otras moléculas polares o que estén eléctricamente cargadas. Sin embargo, estudios recientes han desvelado que en la capa de agua que cubre las superficies, se presentan diferentes propiedades eléctricas con respecto al resto del agua.

Según afirma la doctora Fumagalli, todas las superficies se encuentran cubiertas por una capa de agua, y aunque esta esté solo compuesta por unos pocos átomos de grosor, lo cual hace que no pueda ser vista, resulta muy importante.

Este estudio se ha llevado a cabo por un grupo de científicos que ha tenido como principales líderes, a dos miembros del National Graphene Institute, en la Universidad de Manchester, la doctora Laura Fumagalli y al doctor Andre Geim, junto con la colaboración de Gabriel Gomila, profesor de la Universidad de Barcelona y principal investigador en el IBEC y de un grupo perteneciente al National Institute for Materials Science de Japón.

Hasta ahora se había creído que la constante dieléctrica del agua superficial, además de ser diferente a la del agua normal, era anormalmente alta, sin embargo se pensaba que en capas de pequeño espesor esta se podía reducir, pero hasta ahora no se había conseguido calcular su valor. Por tanto, el objetivo de este proyecto consistía en tratar de averiguar cuál era el valor eléctrico del agua en capas tan finas.

Dicha investigación se ha desarrollado gracias al uso de dos tecnologías recientemente creadas con el fin de medir la constante dieléctrica en una escala tan pequeña. Para ello, primero se elaboraron unos canales especiales con solo unos angstroms de tamaño, posteriormente se acomodó agua con tan solo unas capas. Para finalizar, sondearon la constate dieléctrica del agua contenida en los nanocanales, mediante el uso de un nuevo método de medida.

El resultado obtenido reveló que la respuesta eléctrica de la capa de agua de grosor atómico, cuando se encuentra cerca de superficies sólidas, se encuentra completamente ausente, es decir se mostraba eléctricamente “muerta”, además presentaba sus dipolos inmovilizados y por tanto, incapaces de detectar un campo eléctrico externo, debido a la falta de polarizabilidad. Este estado del agua sorprendió a los investigadores, que esperaban encontrar dicha constante únicamente debilitada.

Gracias a este estudio, se pudo establecer la diferencia respecto al comportamiento que presenta el agua en grandes volúmenes, donde las moléculas pueden alinearse a lo largo de campos eléctricos con facilidad debido a su alta polaridad, a diferencia de la capa de agua insensible o muerta que se estudió, cuyo espesor es de menos de un nanómetro, es decir de dos a tres moléculas de grosor, la cual no responde a campos eléctricos.

La importancia de este descubrimiento reside fundamentalmente en la repercusión que tiene para la comprensión de muchos fenómenos y procesos en los que participa el agua, incluyendo entre esos los que se dan en los seres vivos.

Según dice el profesor Andre Geim, “ esta anomalía no es solo una curiosidad académica, sino que tiene claras implicaciones en muchos campos, y en la ciencia de la vida en particular” y concluye afirmando “las interacciones eléctricas con moléculas de agua juegan un papel importante en la formación de moléculas biológicas como las proteínas, por lo que nuestros resultados pueden ayudar a mejorar la comprensión del papel del agua en los procesos tecnológicos, y por qué es tan crucial para la vida”.

Fuentes: Ibec, Iquimicas, Europapress