Un equipo de científicos del Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros MPI-P en Mainz, Alemania y el Instituto FOM AMOLF en los Países Bajos ha caracterizado la dinámica estructural local del agua líquida, es decir, qué tan rápido las moléculas de agua cambian su estado de unión.Utilizando innovadoras espectroscopias vibratorias ultrarrápidas, los investigadores muestran por qué el agua líquida es única en comparación con la mayoría de los otros líquidos moleculares. Este estudio ha sido publicado recientemente en la revista científica Comunicaciones de la naturaleza.
Con la ayuda de una nueva combinación de experimentos con láser ultrarrápido, los científicos descubrieron que las estructuras locales persisten en el agua por más de un picosegundo, un picosegundo ps es una milésima de una milmillonésima de segundo 10-12 s.Esta observación cambia la percepción general del agua como solvente ". El 71% de la superficie de la Tierra está cubierta de agua. Como la mayoría de las reacciones químicas y biológicas en la tierra ocurren en el agua o en la interfaz agua-aire en los océanos o en las nubes, los detalles de cómoLos comportamientos del agua a nivel molecular son cruciales. Nuestros resultados muestran que el agua no puede tratarse como un continuo, pero que existen estructuras locales específicas y probablemente son muy importantes ", dice Mischa Bonn, directora del MPI-P.
El agua es un líquido muy especial con una dinámica extremadamente rápida. Las moléculas de agua se menean y se menean en escalas de tiempo de sub picosegundos, lo que las hace indistinguibles en esta escala de tiempo. Si bien la existencia de estructuras locales de vida muy corta, por ejemplo, dos moléculas de aguamuy cerca uno del otro, o están muy separados el uno del otro, se sabe que ocurre, comúnmente se cree que pierden la memoria de su estructura local en menos de 0.1 picosegundos.
La prueba de estructuras locales relativamente duraderas en agua líquida se obtuvo midiendo las vibraciones de los enlaces de oxígeno-hidrógeno OH en el agua. Para este propósito, el equipo de científicos usó espectroscopía infrarroja ultrarrápida, particularmente centrándose en moléculas de agua queestán débilmente o fuertemente unidos por hidrógeno a sus moléculas de agua vecinas. Los científicos descubrieron que las vibraciones viven mucho más tiempo hasta aproximadamente 1 ps para las moléculas de agua con una gran separación, que para aquellas que están muy cerca hasta 0.2ps. En otras palabras, las moléculas de agua débilmente unidas permanecen débilmente unidas por un tiempo notablemente largo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :