¿Cómo se puede dividir el agua en dos líquidos bajo cero?

Posibilidad teórica de la coexistencia de estados líquidos duales de la materia en agua bajo cero debido al comportamiento de apilamiento tipo origami de moléculas de microescala

• Fecha : 25 de enero de 2017
• Fuente : Springer
• Resumen : ¿Sabía que el agua aún puede permanecer líquida por debajo de cero grados Celsius? Se llama agua sobreenfriada y está presente en refrigeradores. A temperaturas aún más pequeñas, el agua sobreenfriada podría existir como un cóctel de dos líquidos distintos. Desafortunadamente, la presencia de hieloa menudo nos impide observar este fenómeno, por lo que los físicos tuvieron la idea de replicar la forma tetraédrica de las moléculas de agua y eliminar así la interferencia de la formación de hielo.

¿Sabía que el agua aún puede permanecer líquida por debajo de cero grados Celsius? Se llama agua sobreenfriada y está presente en refrigeradores. A temperaturas aún más pequeñas, el agua sobreenfriada podría existir como un cóctel de dos líquidos distintos. Desafortunadamente, la presencia de hieloa menudo nos impide observar este fenómeno, por lo que los físicos tuvieron la idea de replicar la forma tetraédrica de las moléculas de agua, utilizando el ADN como un andamio para crear moléculas tetraédricas, y así eliminar la interferencia de la formación de hielo.

Este enfoque permitió a Simone Ciarella de la Universidad de Roma, Italia, y sus colegas confirmar que, en teoría, es posible una fase líquida doble en agua bajo cero y cualquier otro líquido hecho de moléculas tetraédricas. Estos resultados han sido publicadosen EPJ E . Es una gran historia de cómo la forma microscópica subyacente determina la forma macroscópica general.

La técnica de origami de ADN es una especie de versión nanotecnológica de jugar con Legos, ensamblar bloques de construcción para crear formas a voluntad. Sin embargo, es bastante difícil hacerlo experimentalmente. Los autores optaron por utilizar la simulación para probar cómo las moléculas tetraédricas -- donde los brazos del tetraedro se componen de seis cilindros duros - se acumulan y evolucionan con el tiempo

Los autores confirmaron ideas previamente publicadas que sugieren que es la estructura de los monómeros y su red lo que teóricamente hace posible tener una fase líquida dual: una con líquido de alta densidad y otra con líquido de baja densidad. Esto se debe a quela red está suficientemente vacía para permitir la interpenetración parcial de las moléculas y es lo suficientemente flexible como para evitar la cristalización en hielo, al menos en la escala de tiempo numérica utilizada en el estudio.

Luego, Ciarella y sus colegas estudiaron las moléculas tetraédricas con una técnica recientemente introducida, llamada Muestreo sucesivo de paraguas, para calcular la información relacionada con la termodinámica.

Fuente de la historia :

Materiales proporcionado por Springer . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.

Referencia del diario :

1. Simone Ciarella, Oleg Gang, Francesco Sciortino. Hacia la observación de una transición de fase líquido-líquido en tetraedros de origami irregulares: un estudio numérico . El diario físico europeo E , 2016; 39 12 DOI: 10.1140 / epje / i2016-16131-5