El agua se solidifica en nanotubos a temperatura de ebullición

   MADRID, 29 Nov. (EUROPA PRESS) -

   Cambios asombrosos en el comportamiento del agua han sido descubiertos cuando está confinada en nanotubos de carbono: se solidifica a temperaturas que normalmente la harían hervir.

   Es un hecho bien conocido que el agua, a nivel del mar, comienza a hervir a 100 grados Celsius. Y los científicos han observado desde hace tiempo que cuando el agua está confinada en espacios muy pequeños, sus puntos de ebullición y congelación pueden cambiar un poco, por lo general caen alrededor de 10 C o menos.

   Pero ahora, un equipo del MIT (Massachusetts Institute of Technology) ha encontrado un conjunto completamente inesperado de cambios: Dentro del más pequeño de los espacios -en nanotubos de carbono cuyas dimensiones internas no son mucho más grandes que unas pocas moléculas de agua- el agua puede solidificarse como si fuera hielo incluso a altas temperaturas que normalmente la pondrían a hervir.

   El descubrimiento ilustra cómo hasta materiales muy familiares pueden cambiar drásticamente su comportamiento cuando están atrapados dentro de estructuras medidas en nanómetros, o milmillonésimas de metro.

   Los resultados han sido publicados en la revista Nature Nanotechnology, por un equipo dirigido por Michael Strano, profesor de Ingeniería Química en el MIT.

   "Si confinas un líquido a una nanocavidad, realmente puedes distorsionar su comportamiento de fase", dice Strano, refiriéndose a cómo y cuándo la sustancia cambia entre las fases sólida, líquida y de gas. Estos efectos se esperaban, pero la enorme magnitud del cambio y su dirección (elevar más que bajar el punto de congelación) fueron una sorpresa completa: en una de las pruebas del equipo, el agua se solidificó a una temperatura de 105 C o más.

   "El efecto es mucho mayor de lo que nadie había previsto", dice Strano.

   Strano y su equipo utilizaron sistemas de imagen altamente sensibles, utilizando una técnica llamada espectroscopía vibratoria, que podría rastrear el movimiento del agua dentro de los nanotubos, haciendo así su comportamiento sujeto a medidas detalladas por primera vez.

   El equipo puede detectar no sólo la presencia de agua en el tubo, sino también su fase, dice: "Podemos decir si es vapor o líquido, y podemos decir si está en una fase rígida". Aunque el agua definitivamente entra en una fase sólida, el equipo evita llamarla "hielo" porque ese término implica un cierto tipo de estructura cristalina, que aún no han sido capaces de demostrar de manera concluyente que existe en estos espacios confinados. "No es necesariamente hielo, pero es una fase de hielo", dice Strano.

   Debido a que este agua sólida no se derrite hasta muy por encima del punto de ebullición normal del agua, debe permanecer perfectamente estable indefinidamente bajo condiciones de temperatura ambiente. Eso lo convierte potencialmente en un material útil para una variedad de aplicaciones posibles, dice. Por ejemplo, debería ser posible hacer "hilos de hielo" que estarían entre los mejores portadores conocidos por protones, porque el agua conduce protones al menos 10 veces más fácilmente que los materiales conductores típicos. "Esto nos da cables de agua muy estables, a temperatura ambiente", dice.