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23 de enero de 2017

Descubren agua solida por arriba de la temperatura de ebullición


Es un hecho bien conocido que el agua, a nivel del mar, empieza a hervir a una temperatura de 100 grados centígrados. Pero los científicos han observado desde hace tiempo que cuando el agua es confinada en espacios muy pequeños, sus puntos de congelación y ebullición pueden cambiar un poco, normalmente descendiendo alrededor de unos 10 grados centígrados.

Ahora, sin embargo, unos científicos han encontrado una serie de cambios del todo inesperados: dentro de los espacios más diminutos (en nanotubos de carbono cuyas dimensiones internas no son mucho mayores que las de unas pocas moléculas de agua) el agua puede solidificarse incluso a temperaturas tan altas como las que normalmente aplicaríamos para hervirla.

El descubrimiento ilustra cómo incluso materiales muy conocidos pueden llegar a cambiar de forma drástica su comportamiento cuando quedan atrapados dentro de estructuras que se miden en nanómetros, o milmillonésimas de metro.

El hallazgo podría llevar a nuevas aplicaciones en las cuales se aprovecharían las propiedades eléctricas y térmicas únicas del hielo, mientras permanece estable a temperatura ambiente sin necesidad de refrigeración o un entorno natural frío.

Esta investigación pionera es obra del equipo de Michael Strano, Kumar Agrawal, Steven Shimizu, Lee Drahushuk y Daniel Kilcoyne, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos.

Si confinamos un fluido en una nanocavidad, podemos realmente distorsionar su comportamiento de fase, o sea, cómo y cuándo la sustancia cambia entre las fases de sólido, líquido y gas.

Tales efectos eran esperados, pero la enorme magnitud del cambio, y su dirección (elevando, en vez de reducir el punto de congelación), fueron una completa sorpresa para los autores del descubrimiento.

Resulta que la forma en que cambia el comportamiento del agua dentro de los diminutos nanotubos de carbono depende crucialmente del diámetro exacto de estos.

Se trata realmente de las tuberías más pequeñas en que podamos pensar. En los experimentos, se dejó a los nanotubos con los extremos abiertos, con reservas de agua en cada abertura.

Los investigadores hallaron que incluso una diferencia tan pequeña de diámetro en nanotubos de entre 1,05 y 1,06 nanómetros produjo una diferencia de decenas de grados en el punto de congelación aparente.

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