Las gotas de agua de tamaño nanométrico están en todas partes: en el aire como gotas o aerosoles, en nuestros cuerpos como medicamentos y en la Tierra, dentro de las rocas y los campos petrolíferos. Para comprender el comportamiento de estas gotas, es necesario saber cómointeractúan con su entorno hidrofóbico. Esta interacción tiene lugar en la interfaz curva de gotas, una región sub-nanométrica que rodea la pequeña bolsa de agua. Los investigadores de EPFL, en colaboración con el instituto AMOLF en los Países Bajos, pudieron observar lo que estaba sucediendo.en esta región en particular. Descubrieron que las moléculas en la superficie de las gotas estaban mucho más ordenadas de lo esperado. Sus sorprendentes resultados han sido publicados en Comunicaciones de la naturaleza . Allanan el camino para una mejor comprensión de los procesos atmosféricos, biológicos y geológicos.
Perspectiva única sobre gotas minúsculas
En EPFL, Sylvie Roke, directora de la cátedra Julia Jacobi de Photomedicine-Laboratory for Fundamental BioPhotonics, ha desarrollado un método único para examinar la superficie de estas gotitas que son tan gruesas como una milésima parte de un cabello, con un volumen de unattolitro 18 ceros detrás de la coma. "El método implica la superposición de pulsos láser ultracortos en una mezcla de gotas de agua en aceite líquido y la detección de fotones que se dispersan solo desde la interfaz", explica Roke. "Estos fotones tienen la frecuencia de suma delos fotones entrantes y, por lo tanto, son de un color diferente. Con este color recién generado podemos conocer la estructura de la única interfaz ".
enlace de hidrógeno tan fuerte como en hielo
La superficie de las gotitas de agua resulta ser mucho más ordenada que la del agua normal y es comparable al agua súper enfriada agua <0 ° C líquida en la cual las moléculas de agua tienen interacciones muy fuertes de enlace de hidrógeno.Estas interacciones conducen a un entorno tetraédrico estable de cada molécula de agua. Sorprendentemente, este tipo de estructura se encontró en la superficie de las gotas incluso a temperatura ambiente, 50 ° C por encima de lo normal.
procesos químicos
Esta investigación proporciona información valiosa sobre las propiedades de las gotas de agua nanométricas. "Las propiedades químicas de estas gotas dependen de cómo se organizan las moléculas de agua en la superficie, por lo que es muy importante entender lo que está sucediendo allí", explicó Roke.La investigación podría enfocarse en las propiedades superficiales de las gotitas de agua con la adición de sal, un modelo más realista de aerosoles marinos que consiste en agua salada rodeada por un entorno hidrófobo. La sal puede mejorar la red de agua o reducir su resistencia ".cualquier cosa. Dados los sorprendentes resultados encontrados aquí, solo podemos especular ", dice Roke.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :