Descubrimiento: el agua existe en dos fases líquidas distintas 💧
El equipo de la Universidad de California en San Diego utilizó métodos innovadores para explorar las propiedades del agua. Sus simulaciones, basadas en aprendizaje automático y mecánica cuántica, permitieron modelar una transición entre dos fases líquidas distintas. Este descubrimiento, publicado en Nature Physics, podría tener implicaciones importantes.
Los investigadores identificaron un punto crítico donde el agua se separa en dos fases líquidas. Este fenómeno ocurre a temperaturas extremadamente bajas y bajo alta presión. Las simulaciones muestran que el agua oscila entonces entre una fase de alta densidad y otra de baja densidad.
Francesco Paesani y su equipo desarrollaron un modelo molecular avanzado, MB-pol, para estas simulaciones. Este modelo considera las interacciones cuánticas entre moléculas, ofreciendo una precisión sin igual. Permitió predecir comportamientos del agua hasta entonces teóricos.
Las supercomputadoras jugaron un papel clave en esta investigación. Los cálculos, que duraron casi dos años, requirieron recursos informáticos considerables. Este enfoque abre el camino a nuevos descubrimientos en ciencia de materiales.
Las aplicaciones potenciales de este hallazgo son amplias. Entre ellas, la creación de líquidos sintéticos capaces de capturar contaminantes. Sin embargo, la confirmación experimental de este fenómeno aún está pendiente.
Este estudio marca un hito importante en la comprensión del agua. Combina avances tecnológicos y teóricos, ilustrando el potencial de las simulaciones moleculares. La comunidad científica espera ahora pruebas experimentales.
¿Qué es una transición líquido-líquido?
Una transición líquido-líquido describe un fenómeno donde un líquido se separa en dos fases distintas sin cambio de estado. A diferencia de las transiciones sólido-líquido o líquido-gas, esta transformación es menos intuitiva. Implica diferencias de densidad y organización molecular entre las dos fases.
En el caso del agua, esta transición ocurre bajo condiciones extremas de temperatura y presión. Las moléculas de agua se organizan entonces de manera diferente, creando dos líquidos con propiedades distintas. Este comportamiento es raro y difícil de observar.
Las simulaciones por computadora permitieron visualizar este fenómeno. Muestran cómo las moléculas de agua pasan de una fase a otra. Este descubrimiento enriquece nuestra comprensión de las propiedades fundamentales del agua.
La transición líquido-líquido podría explicar ciertos comportamientos considerados hasta ahora como anómalos del agua. Por ejemplo, su densidad máxima a 4°C podría estar relacionada con este tipo de fenómeno. Las investigaciones continúan para explorar estas hipótesis.