¿Cómo se creó y qué revela la gota de agua "más pura del mundo"?
“Para que nuestros ríos lleguen sanos al mar“
El Agua
A la izquierda se ve el témpano de hielo de agua ultrapura. A la derecha, la gota que se formó con el hielo derretido en el vacío.
¿Has visto esos comerciales de productos de limpieza que prometen eliminar el 99% de las impurezas?
Aunque sean publicidad, tienen algo de razón: es imposible lograr que una superficie esté completamente limpia, aunque a simple vista lo parezca.
Ese es el tema que le interesa investigar a Ulrike Diebold, profesora en el Instituto de Física Aplicada de Viena, Austria, quien condujo un experimento con el que dice haber creado una gota de agua tan pura que no deja ningún rastro sobre la superficie en la que cae.
"Incluso pequeñísimas cantidades de impurezas que se disuelven en el agua pueden adherirse a una superficie", le dice Diebold a BBC Mundo. "Así, lo que en realidad estamos viendo es la suciedad, en lugar de los átomos de la superficie".
Diebold usa las palabras "viendo" y "suciedad" entre comillas porque se refiere a observaciones que realiza a nivel microscópico.
"Nos interesa descubrir cómo el agua interactúa con las superficies", dice Diebold. "Podemos investigar qué pasa en la capa atómica más externa de un material".
"Incluso pequeñísimas cantidades de impurezas que se disuelven en el agua pueden adherirse a una superficie", afirma la investigadora. FUENTE DE LA IMAGEN,GETTY IMAGES
Agua ultrapura
Para realizar su prueba, Diebold y su equipo eligieron como superficie el dióxido de titanio (TiO2), un material que se utiliza en superficies que se limpian solas.
Por ejemplo, a los espejos se les aplica una delgada capa de TiO2 para que no se empañen en el aire húmedo.
Algunos estudios anteriores sugerían que al contacto con el agua el TiO2 cambiaba la estructura de su superficie.
El experimento de Diebold, sin embargo, demostró que no es que la estructura hubiera cambiado, sino que en realidad estaban viendo una capa de moléculas que están en "cantidades espurias" en el aire.
Con "cantidades espurias", Diebold se refiere a una molécula por cada mil millones de moléculas de aire.
"No es mucho, en absoluto pero estas moléculas se disuelven en el agua y luego se adhieren a la superficie", dice.
Para demostrar que el agua no altera el TiO2 sino que simplemente lo "ensucia", Diebold y su equipo crearon "la gota de agua más pura del mundo", es decir, una que no dejara ningún tipo de contaminación sobre la superficie en la que cae.
El dióxido de titanio (TiO2) es aplicado en los espejos para evitar que se empañen. FUENTE DE LA IMAGEN,GETTY IMAGES
¿Cómo la crearon?
La clave para crear esta gota ultrapura fue evitar que tuviera cualquier tipo de contacto con el aire.
Para ello, introdujeron vapor de agua purificada en una cámara de vacío. Dentro de esa cámara había un diminuto cono metálico enfriado a -140 °C.
Así, el vapor dentro de la cámara de vacío se congela y forma un milimétrico témpano de hielo alrededor del cono que no ha estado en contacto con el aire.
Luego, debajo del témpano pusieron una muestra de TiO2, que previamente también habían limpiado al vacío a una escala atómica.
El paso siguiente fue subir la temperatura para que el hielo se descongelara y se formara una gota de agua súper pura que cayó sobre la muestra.
Luego, removieron la gota de agua y ¿qué ocurrió?
La manera más efectiva de conseguir la gota de agua "más pura del mundo" fue convirtiéndola en vapor en una cámara de vacío. FUENTE DE LA IMAGEN,GETTY IMAGES
"Nada", dice Diebold. Justo lo que esperaban.
"La superficie se mantuvo atómicamente limpia. No había rastros de las moléculas que se acumulan cuando uno expone la superficie del dióxido de titanio a una gota de agua en el aire".
¿Por qué es importante?
Primero lo primero: a pesar de lo bien que suena, no es sano beber este agua ultrapura.
El agua potable debe contener ciertos minerales para que sea seguro tomarla, así que ésta solo sirve para propósitos de investigación.
Además, Diebold añade un pequeño detalle: "Está dentro de una cámara de vacío, así que no es fácil alcanzarla".
"Estos resultados nos muestran lo cuidadosos que debemos ser al conducir este tipo de experimentos", dice Diebold en un comunicado.
"Incluso pequeños rastros en el aire, que en realidad podrían considerarse insignificantes, a veces son decisivos".
Para Diebold este experimento les permite aprender más sobre cómo el agua interactúa con los materiales, a la vez que podría ser útil para avanzar en las investigaciones sobre las propiedades del agua ultrapura y para qué podría utilizarse.
Fuente:
Diciembre, 2020