El agua es simple y compleja al mismo tiempo. Una sola molécula de agua H 2 0 se compone de solo 3 átomos.Sin embargo, el comportamiento colectivo de las moléculas de agua es único y continúa asombrándonos.Las moléculas de agua están unidas por enlaces de hidrógeno que se rompen y forman miles de miles de millones de veces por segundo.Estos enlaces proporcionan agua con propiedades únicas e inusuales.Los organismos vivos contienen alrededor del 60% de agua y sal.Descifrar las interacciones entre el agua, la sal y los iones es, por lo tanto, fundamentalmente importante para comprender la vida.
No 100 pero reaccionan 1,000,000 de moléculas
Investigadores del Laboratorio de Bioprotónica fundamental de EPFL, liderados por Sylvie Roke, han investigado la influencia de los iones en la estructura del agua con mediciones sensibles sin precedentes. Según sus análisis a múltiples escalas, un solo ion influye en millones de moléculas de agua, es decir, 10.000 veces más de lo que se pensaba anteriormente. En un artículo que aparece en Avances científicos explican cómo un solo ion puede "torcer" los enlaces de varios millones de moléculas de agua en una distancia superior a 20 nanómetros, lo que hace que el líquido se vuelva "más rígido". "Hasta ahora no era posible ver más allá de cien moléculas. Nuestrolas mediciones muestran que el agua es mucho más sensible a los iones de lo que pensábamos ", dijo Roke, quien también se sorprendió por este resultado.
Las moléculas se alinean alrededor de los iones
Las moléculas de agua están formadas por un átomo de oxígeno con carga negativa y dos átomos de hidrógeno con carga positiva. La molécula con forma de Mickey Mouse, por lo tanto, no tiene la misma carga en su centro que en sus extremidades. Cuando un ion, que tiene carga eléctricaátomo, entra en contacto con el agua, se perturba la red de enlaces de hidrógeno. La perturbación se extiende sobre millones de moléculas circundantes, haciendo que las moléculas de agua se alineen preferentemente en una dirección específica. Esto puede considerarse como moléculas de agua que "endurecen su red" entrelos diversos iones
de escalas de longitud atomísticas a macroscópicas
El comportamiento del agua se probó con tres enfoques diferentes: mediciones ópticas ultrarrápidas, que revelaron la disposición de las moléculas en la escala nanométrica; una simulación por computadora en la escala atómica; y la medición de la estructura y la tensión de la superficie del agua, que se realizó a nivel macroscópico"Para el último método, simplemente sumergimos una placa metálica delgada en el agua y tiramos suavemente con un tensiómetro para determinar la resistencia del agua", dijo Roke. "Observamos que la presencia de unos pocos iones hace que sea más fácil tirar deles decir, los iones reducen la resistencia superficial del agua. Este extraño efecto ya se había observado en 1941, pero permaneció sin explicación hasta ahora. Mediante nuestro análisis multiescala pudimos vincularlo al endurecimiento inducido por iones del hidrógeno en masared de bonos: un volumen más rígido da como resultado una superficie comparativamente más flexible ".
Prueba de diferentes sales y diferentes "aguas"
Los investigadores llevaron a cabo el mismo experimento con 21 sales diferentes: todas afectaron el agua de la misma manera. Luego estudiaron el efecto de los iones en el agua pesada, cuyos átomos de hidrógeno son isótopos pesados con un neutrón adicional en el núcleo.Este líquido es casi indistinguible del agua normal. Pero aquí las propiedades son muy diferentes. Para perturbar el agua pesada de la misma manera, se requiere una concentración de iones seis veces mayor. Evidencia adicional de la singularidad del agua.
Sin enlace con memoria de agua
Roke y su equipo son conscientes de que podría ser tentador vincular estos sorprendentes resultados con todo tipo de creencias controvertidas sobre el agua. Sin embargo, tienen cuidado de distanciarse de cualquier interpretación descabellada ". Nuestra investigación no tiene nada que ver con el agua"La memoria o la homeopatía", dijo. "Recopilamos datos científicos, todos los cuales son verificables". Para probar el papel del agua en la homeopatía, otras millones de billones de billones de moléculas de agua tendrían que verse afectadas incluso para acercarse, e incluso entoncesno estamos seguros "
El nuevo descubrimiento sobre el comportamiento del agua será útil en la investigación fundamental, y también en otras áreas. La interacción entre el agua y los iones es omnipresente en los procesos biológicos relacionados con enzimas, canales iónicos y plegamiento de proteínas. Cada nuevo conocimiento proporcionamayor comprensión de cómo funciona la vida.
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Materiales proporcionado por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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