Un equipo de científicos están convencidos que finalmente han descubierto un nuevo tipo de hielo de agua llamado «superionic water» (o «agua superiónica» en español); que es agua que es sólida y líquida al mismo tiempo.
Este hallazgo podría, sin dudas, brindar nuevos conocimientos sobre esta sustancia y aplicarla en el desarrollo de nuevos materiales.
Aunque la idea del agua superiónica existe desde hace varias décadas, hasta ahora nadie había logrado demostrar su existencia en un experimento. Anteriormente, los investigadores habían sugerido que existía en el interior de los mantos de planetas como Urano y Neptuno.
En esta investigación, los científicos fueron capaces de producir agua superiónica en base a un tipo de hielo de alta presión y una serie de potentes pulsos de láser.
Al mezclar estos dos factores se lograron los tipos de temperaturas y presiones que no pueden obtenerse naturalmente en la Tierra, brindando de esta manera una primera visión real de esta misteriosa agua.
Esa combinación proporcionó los tipos de temperaturas y presiones que no obtenemos naturalmente aquí en la Tierra, dándonos nuestra primera visión real de esta misteriosa agua.
Marius Millot, físico del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) en California, dijo en un comunicado:
Estos son experimentos muy desafiantes, así que fue realmente emocionante ver que podíamos aprender mucho de los datos. Especialmente porque pasamos cerca de dos años haciendo las mediciones y dos años más desarrollando los métodos para analizar los datos”.
Visualización de simulaciones de dinámica molecular que muestran la rápida difusión de iones de hidrógeno (trayectorias rosadas) dentro de la red sólida de oxígeno en hielo superiónico. Crédito: S. Hamel / M. Millot / J.Wickboldt / LLNL / NIF
Las moléculas de agua están hechas de dos átomos de hidrógeno conectados a un átomo de oxígeno en forma de V. Las fuerzas débiles entre las moléculas se vuelven más obvias a medida que se enfrían, haciendo que se separen cuando el agua se congela.
En cambio, en el agua superiónica, el calor intenso rompe los enlaces entre los átomos de una molécula de agua, dejando una estructura cristalina sólida de átomos de oxígeno y un flujo de núcleos o iones de hidrógeno entre ellos, creando un sólido y un líquido al mismo tiempo.
En declaraciones para The New York Times, Millot dijo que el agua superiónica «es un estado realmente extraño de la materia».
Para empezar, presionó más de un millón de veces la superficie de la Tierra sobre el agua pasándola a través de dos capas de diamante y creando un tipo especial de hielo llamado hielo VII, que permanece sólido a temperatura ambiente.
En un laboratorio separado, las ondas de choque láser que duraban entre 10 y 20 mil millonésimas de segundo fueron enviadas a través del hielo, dando como resultado condiciones lo suficientemente extremas para generar agua superiónica.
La precompresión inicial del hielo permitió a los investigadores empujar el hielo a temperaturas más altas antes de que todo se vaporizara.
Al capturar la apariencia óptica del hielo, los científicos pudieron determinar que los iones en lugar de los electrones se estaban moviendo en el material debido a su aspecto opaco en lugar de brillante.
Ahora sabemos que el hielo superiónico realmente existe, y esto podría ayudar a explicar los campos magnéticos bastante descentrados de Urano y Neptuno, una discrepancia que los científicos han reducido a las capas de hielo superiónico dentro de sus mantos.
El estudio científico ha sido publicado en Nature Physics.
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