Os cientistas provam que a água tem vários estados líquidos

A água é um líquido com muitas propriedades únicas.
A forma como ele responde às mudanças de pressão e temperatura pode ser completamente diferente de outros líquidos que conhecemos, e essas propriedades são essenciais para muitas aplicações práticas e particularmente para a vida como a conhecemos.

O que causa essas anomalias tem sido uma fonte de inspiração científica com diversas explicações teóricas, mas agora uma equipe internacional de cientistas, que inclui Nicolas Giovambattista, professor do The Graduate Center, CUNY e presidente do Departamento de Física do Brooklyn College, EUA, tem provou que a água pode existir em dois estados líquidos diferentes – uma descoberta que pode explicar muitas das propriedades anômalas da água, avança o portal científico EurekAlert.

A investigação aparece em um artigo publicado na edição de 20 de novembro da revista Science. A possibilidade de a água existir em dois estados líquidos diferentes foi proposta há cerca de 30 anos, com base em resultados obtidos em simulações em computador ”, disse Giovambattista. “Essa hipótese contra-intuitiva tem sido uma das questões mais importantes da química e da física da água, e um cenário polêmico desde o seu início. Isso porque os experimentos que conseguem acessar os dois estados líquidos na água têm sido muito desafiadores devido à formação de gelo aparentemente inevitável nas condições em que os dois líquidos deveriam existir. ”

O estado “líquido” normal da água com o qual estamos familiarizados corresponde à água líquida em temperaturas normais (aproximadamente 25 graus centígrados). No entanto, o artigo mostra que a água em baixas temperaturas (aproximadamente -63 centígrados) existe em dois estados líquidos diferentes, um líquido de baixa densidade em baixas pressões e um líquido de alta densidade em altas pressões.

Esses dois líquidos têm propriedades visivelmente diferentes e diferem em 20% em densidade. Os resultados implicam que, sob condições apropriadas, a água deve existir como dois líquidos imiscíveis separados por uma interface fina semelhante à coexistência de óleo e água.

Como a água é uma das substâncias mais importantes da Terra – o solvente da vida como a conhecemos – seu comportamento de fase desempenha um papel fundamental em diferentes campos, incluindo bioquímica, clima, criopreservação, criobiologia, ciência dos materiais e em muitos setores industriais, processos em que a água atua como solvente, produto, reagente ou impureza. Conclui-se que características incomuns no comportamento de fase da água, como a presença de dois estados líquidos, podem afetar inúmeras aplicações científicas e de engenharia.

“Permanece uma questão em aberto como a presença de dois líquidos pode afetar o comportamento de soluções aquosas em geral e, em particular, como os dois líquidos podem afetar biomoléculas em ambientes aquosos”, disse Giovambattista. “Isso motiva mais estudos para procurar aplicações potenciais.”

A equipe internacional usou experimentos complexos e simulações de computador para provar esta teoria. Os experimentos, descritos como “semelhantes à ficção científica” por Giovambattista, foram realizados por cientistas suecos, coreanos e americanos. Simulações em computador foram realizadas por Giovambattista e Peter H. Poole, professor da St. Francis Xavier University, no Canadá. As simulações computacionais desempenharam um papel importante na interpretação dos experimentos, devido à sua complexidade.