Agua líquida a 172 grados centígrados

Unos científicos han investigado cómo se calienta el agua en condiciones extremas. En el proceso, fueron capaces de observar agua que permaneció líquida incluso a 172 grados centígrados. Los experimentos también han revelado un comportamiento dinámico anómalo del agua bajo estas condiciones.

La investigación se ha realizado mediante el láser europeo de rayos X conocido como XFEL, que es el más potente de su tipo en el mundo y que está emplazado en Alemania.

El sistema puede generar hasta 27.000 destellos intensos de rayos X por segundo. Para sus experimentos, los investigadores utilizaron series de 120 destellos cada una. Los destellos individuales estaban separados por menos de una millonésima de segundo.

Los científicos enviaron estas ráfagas de pulsos a un tubo de cristal de cuarzo delgado y lleno de agua y observaron la reacción del agua.

El equipo de Felix Lehmkühler, del Sincrotrón Alemán de Electrones (DESY, por sus siglas en alemán), se propuso averiguar durante cuánto tiempo y con cuánta intensidad puede calentarse el agua con el láser de rayos X y si bajo esas condiciones todavía se comporta como agua.

Con los destellos de rayos X, Lehmkühler y sus colegas fueron capaces de calentar el agua hasta 172 grados centígrados en una diezmilésima de segundo sin que se evaporara. Tal retraso en la ebullición solo puede observarse normalmente hasta unos 110 grados centígrados.

Los destellos de rayos X del XFEL europeo (violeta) no solo calientan el agua (moléculas de color rojo y blanco), sino que también producen un patrón de difracción de la muestra (fondo) a partir del cual se puede determinar el estado del agua después de cada destello. (Imagen: DESY, Britta Liebaug)

Pero esa no es la única característica anómala con la que se toparon.

Otra característica anómala apareció cuando los científicos investigaban el movimiento de nanoesferas de silicio que, situadas en el agua, servían como marcadores de la dinámica de la muestra. En el agua extremadamente sobrecalentada, Lehmkühler y sus colegas observaron que el movimiento de las nanoesferas de dióxido de silicio se desviaba significativamente del esperado movimiento molecular browniano aleatorio. "Esto indica un calentamiento desigual de la muestra", destaca Lehmkühler. Los modelos teóricos existentes todavía no pueden explicar satisfactoriamente este comportamiento porque no están diseñados para el agua en estas condiciones extremas. (Fuente: NCYT de Amazings)