Aunque pueda parecer el l\u00edquido m\u00e1s simple que existe, el agua, en realidad, es una ‘rara avis’ con extra\u00f1os comportamientos que los cient\u00edficos a\u00fan no entienden. Por ejemplo, al contrario que la mayor\u00eda de los l\u00edquidos, que se vuelven m\u00e1s densos a medida que se enfr\u00edan, el agua es m\u00e1s densa a 39 grados Fahrenheit, justo por encima de su punto de congelaci\u00f3n. Esta es la raz\u00f3n por la que el hielo flota o que los lagos se congelen en su superficie, pero se mantengan l\u00edquidos en las profundidades, manteniendo la fauna marina resguardada de los fr\u00edos inviernos. Tambi\u00e9n muestra una tensi\u00f3n superficial inusualmente alta, lo que permite que los insectos ‘caminen sobre las aguas’. Y no acaba ah\u00ed: su gran capacidad para almacenar calor sirve como ‘termostato regulador’ de las temperaturas del oc\u00e9ano.<\/p>\n\n\n\n
Ahora, un equipo que incluye a investigadores del Laboratorio Nacional de Aceleraci\u00f3n SLAC del Departamento de Energ\u00eda, la Universidad de Stanford y la Universidad de Estocolmo en Suecia ha realizado la primera observaci\u00f3n directa de c\u00f3mo los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno en las mol\u00e9culas de agua ‘tiran y empujan’ de las mol\u00e9culas vecinas cuando se excitan con la luz l\u00e1ser. Sus resultados, publicados en la revista ‘ Nature’, revelan efectos que podr\u00edan respaldar aspectos clave del origen microsc\u00f3pico de las extra\u00f1as propiedades del agua, y podr\u00edan conducir a una mejor comprensi\u00f3n de c\u00f3mo el agua ayuda a las prote\u00ednas a funcionar en los organismos vivos.<\/p>\n\n\n\n
\u00abAunque se ha planteado la hip\u00f3tesis de que este llamado ‘efecto cu\u00e1ntico nuclear<\/strong>‘ est\u00e1 en el coraz\u00f3n de muchas de las extra\u00f1as propiedades del agua, este experimento marca la primera vez que se observa directamente\u00bb, explica Anders Nilsson<\/strong>, profesor de f\u00edsica qu\u00edmica en la Universidad de Estocolmo y uno de los autores. \u00abLa pregunta es si este efecto cu\u00e1ntico podr\u00eda ser el eslab\u00f3n perdido en los modelos te\u00f3ricos que describen las propiedades an\u00f3malas del agua\u00bb. Es decir, si ese ‘efecto cu\u00e1ntico nuclear’ puede ser la clave de las extra\u00f1as caracter\u00edsticas del agua.<\/p>\n\n\n\n Cada mol\u00e9cula de agua contiene un \u00e1tomo de ox\u00edgeno y dos \u00e1tomos de hidr\u00f3geno. Pero una red de enlaces entre \u00e1tomos de hidr\u00f3geno cargados positivamente y \u00e1tomos de ox\u00edgeno cargados negativamente los mantiene a todos juntos. Se conoce que esta intrincada red es la fuerza impulsora detr\u00e1s de muchas de las propiedades inexplicables del agua pero, hasta hace poco, los investigadores no pod\u00edan observar directamente c\u00f3mo interact\u00faa una mol\u00e9cula de agua con la de al lado.<\/strong><\/p>\n\n\n\n \u00abLa baja masa de los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno acent\u00faa su comportamiento de onda cu\u00e1ntica<\/strong>\u00bb, afirma Kelly Gaffney<\/strong>, investigadora del Stanford Pulse Institute en SLAC y otra de las autoras. \u00abEste estudio es el primero en demostrar directamente que la respuesta de la red de enlaces de hidr\u00f3geno a un impulso de energ\u00eda depende cr\u00edticamente de la naturaleza mec\u00e1nica cu\u00e1ntica de c\u00f3mo se espacian los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno, que durante mucho tiempo se ha sugerido que es responsable de los atributos \u00fanicos de agua y su red de enlaces de hidr\u00f3geno\u00bb.<\/p>\n\n\n\n Hasta ahora, hacer esta observaci\u00f3n ha sido un desaf\u00edo porque los movimientos de los enlaces de hidr\u00f3geno son muy peque\u00f1os y r\u00e1pidos. Este experimento super\u00f3 ese problema utilizando MeV-UED de SLAC, una ‘c\u00e1mara de electrones’<\/strong> de alta velocidad que detecta movimientos moleculares sutiles al dispersar un poderoso haz de electrones de las muestras.<\/p>\n\n\n\n El equipo de investigaci\u00f3n cre\u00f3 chorros de agua l\u00edquida de 100 nan\u00f3metros de espesor<\/strong>, unas 1.000 veces m\u00e1s delgados que el ancho de un cabello humano, y puso a las mol\u00e9culas de agua a vibrar con luz l\u00e1ser infrarroja. Luego explotaron las mol\u00e9culas con pulsos cortos de electrones de alta energ\u00eda de MeV-UED.<\/p>\n\n\n\n Esto gener\u00f3 instant\u00e1neas de alta resoluci\u00f3n de la estructura at\u00f3mica cambiante de las mol\u00e9culas que unieron en una pel\u00edcula en ‘stop-motion’ -captando el movimiento a trav\u00e9s de una sucesi\u00f3n de im\u00e1genes est\u00e1ticas- de c\u00f3mo la red de mol\u00e9culas de agua respond\u00eda a la luz. Las instant\u00e1neas, que se centraron en grupos de tres mol\u00e9culas de agua, revelaron que cuando una mol\u00e9cula de agua excitada comienza a vibrar, su \u00e1tomo de hidr\u00f3geno tira de los \u00e1tomos de ox\u00edgeno de las mol\u00e9culas de agua vecinas m\u00e1s cerca antes de alejarlos con su nueva fuerza, expandiendo el espacio entre las mol\u00e9culas.<\/p>\n\n\n\n \u00abDurante mucho tiempo, los investigadores han intentado comprender la red de enlaces de hidr\u00f3geno utilizando t\u00e9cnicas de espectroscopia\u00bb, se\u00f1ala Jie Yang<\/strong>, ex cient\u00edfico de SLAC y ahora profesor en la Universidad de Tsinghua en China, quien dirigi\u00f3 el estudio. \u00abLa belleza de este experimento es que por primera vez pudimos observar directamente c\u00f3mo se mueven estas mol\u00e9culas\u00bb.<\/p>\n\n\n\n Los investigadores esperan utilizar este m\u00e9todo para obtener m\u00e1s informaci\u00f3n sobre la naturaleza cu\u00e1ntica de los enlaces de hidr\u00f3geno y el papel que desempe\u00f1an en las extra\u00f1as propiedades del agua, as\u00ed como el papel clave que juegan estas propiedades en muchos procesos qu\u00edmicos y biol\u00f3gicos.<\/p>\n\n\n\n \u00abEsto realmente ha abierto una nueva ventana para estudiar el agua\u00bb, indica\u00a0Xijie Wang<\/strong>, colaborador del estudio e investigador del SLAC. \u00abAhora que finalmente podemos ver el movimiento de los enlaces de hidr\u00f3geno, nos gustar\u00eda conectar esos movimientos con una imagen m\u00e1s amplia, lo que podr\u00eda arrojar luz sobre c\u00f3mo el agua condujo al origen y supervivencia de la vida en la Tierra e informar el desarrollo de m\u00e9todos de energ\u00eda renovable\u00bb.<\/p>\n\n\n\n Fuente:<\/strong> ABC<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Aunque pueda parecer el l\u00edquido m\u00e1s simple que existe, el agua, en realidad, es una ‘rara avis’ con extra\u00f1os comportamientos que los cient\u00edficos a\u00fan no entienden. Por ejemplo, al contrario que la mayor\u00eda de los l\u00edquidos, que se vuelven m\u00e1s densos a medida que se enfr\u00edan, el agua es m\u00e1s densa a 39 grados Fahrenheit, […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":94136,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[64],"tags":[],"class_list":["post-94135","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-varios"],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/elcuartopoder.com.mx\/nw\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/94135","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"http:\/\/elcuartopoder.com.mx\/nw\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/elcuartopoder.com.mx\/nw\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/elcuartopoder.com.mx\/nw\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/elcuartopoder.com.mx\/nw\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=94135"}],"version-history":[{"count":1,"href":"http:\/\/elcuartopoder.com.mx\/nw\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/94135\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":94137,"href":"http:\/\/elcuartopoder.com.mx\/nw\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/94135\/revisions\/94137"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/elcuartopoder.com.mx\/nw\/wp-json\/wp\/v2\/media\/94136"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/elcuartopoder.com.mx\/nw\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=94135"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/elcuartopoder.com.mx\/nw\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=94135"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/elcuartopoder.com.mx\/nw\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=94135"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}Ama a tu pr\u00f3jimo<\/h3>\n\n\n\n
Una ventana sobre el agua<\/h3>\n\n\n\n