Expertos captaron interacciones atómicas entre moléculas de agua

Un equipo de investigadores internacionales logró observar, por primera vez, cómo interactúan los átomos de hidrógeno y los átomos de oxígeno presentes en la estructura del agua.

En este sentido, los expertos señalaron que los datos del proyecto permiten profundizar en los aspectos claves en cuanto al origen de los «extraños» comportamientos del líquido.

Según detallaron, con esta observación lograron identificar la existencia de una «intricada» red de enlaces de hidrógeno entre los átomos del elemento (con carga positiva) y los átomos de oxígeno (con carga negativa), los cuales funcionan como «la fuerza motriz de muchas de las inexplicables propiedades del agua».

Sin embargo, los especialistas advirtieron que la observación del fenómeno ha sido un «desafío», puesto que los movimientos cuánticos son «muy pequeños y rápidos».

Para sortear estas dificultades, los investigadores utilizaron una «cámara de electrones» con resolución temporal de milbillonésimas de segundo (femtosegundos), capaz de detectar la dinámica atómica y molecular ultrarrápida de los puentes de hidrógeno.

Durante el estudio, los científicos hicieron vibrar las moléculas de agua de un chorro «ultrafino» con luz láser infrarroja. En medio del movimiento, las moléculas fueron «bombardeadas» con pulsos cortos de electrones de alta energía, generando imágenes de alta resolución de la estructura atómica cambiante de las moléculas de agua ante un impulso de energía.

Los gráficos obtenidos mostraron que cuando una molécula de agua, incentivada por el láser, empieza a vibrar, sus átomos de hidrógeno tiran de los átomos de oxígeno de las moléculas vecinas para acercarlos y luego alejarlos con una nueva fuerza, ampliando así el espacio entre las partículas.

«Ahora que por fin podemos ver cómo se mueven los enlaces de hidrógeno, nos gustaría conectar esos movimientos con un panorama más amplio, lo que podría arrojar luz sobre cómo el agua condujo al origen y la supervivencia de la vida en la Tierra e informar sobre el desarrollo de métodos de energía renovable», señaló el coautor del proyecto, Xijie Wang.