Física

En el ámbito nanométrico, el agua fluye como la melaza


(NC&T) En su forma líquida y a escala macroscópica, el agua es un medio desordenado que fluye muy fácilmente. Cuando se comprimen formando sólidos, la mayor parte de las sustancias aumentan su densidad. Pero el agua es diferente: cuando se convierte en hielo, se hace menos densa. Por esta razón, muchos científicos concluyeron que cuando el agua se comprimiera (como sucede en los canales de dimensiones nanométricas), debería mantener sus propiedades como líquido y no presentar características propias de un sólido. Varios estudios anteriores llegaron a esa misma conclusión, la de que el agua confinada en un nanoespacio simplemente se comportaría como lo hace en el macromundo. Por consiguiente, algunos científicos consideraron cerrado el caso.

Pero cuando la física experimental Elisa Riedo, del Tecnológico de Georgia, y su equipo, midieron directamente la fuerza del agua pura en un cauce de dimensiones nanométricas, encontraron evidencias que sugieren que el agua se organizaba en capas. Riedo realizó estas mediciones registrando la fuerza ejercida sobre la punta de silicio de un microscopio de fuerza atómica cuando ésta comprimía al agua. El agua estaba confinada en una película delgada nanométrica sobre una superficie sólida.

Como el agua normalmente tiene una baja viscosidad, la fuerza que se esperaría medir al comprimirla debería ser muy pequeña. Pero cuando Riedo y los miembros de su equipo hicieron el experimento, encontraron que cuando la distancia entre la punta y la superficie se aproximaba a un manómetro, detectaban una fuerza de repulsión del agua mucho más fuerte que lo esperado.

Cuando la punta comprime más aún el agua, la fuerza repulsiva oscila, indicando que las moléculas del agua están formando capas. Cuando la punta continúa aumentando su presión sobre una capa, ésta se derrumba y el agua fluye horizontalmente.

Agua en ámbito nanométrico
El agua se organiza en capas cuando es comprimida en un canal de tamaño nanométrico. (Foto: GIT)
La película de agua confinada se comporta efectivamente como un sólido en la dirección vertical, formando capas entre la punta y la superficie que la confinan, mientras mantiene sus características líquidas en la dirección horizontal, donde puede fluir asemejándose en ciertos aspectos a algunas fases de los cristales líquidos.

El agua es un buen lubricante pero fluye con demasiada facilidad para muchas aplicaciones. A escala nanométrica, sin embargo, el agua es un fluido viscoso y podría resultar un lubricante mucho mejor.


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