Un equipo de científicos de la Vienna University of Technology han anunciado ayer (23 de agosto) la creación de la gota de agua más pura del mundo.
Esta agua ultrapura podría ayudar a explicar cómo las superficies autolimpiantes, como las recubiertas con dióxido de titanio (TiO2), se cubren con una misteriosa capa de moléculas cuando entran en contacto con el aire y el agua.
Ulrike Diebold, química de la Vienna University of Technology dijo en un comunicado:
Tuvimos cuatro laboratorios [en todo el mundo] estudiando esto y cuatro explicaciones diferentes para ello.”
A la luz del día
Cuando las superficies de TiO2 se exponen a la luz ultravioleta, reaccionan de manera que «se comen» los compuestos orgánicos que contienen, dijo Diebold. Esto le da a estas superficies una cantidad de propiedades útiles; por ejemplo, un espejo recubierto con TiO2 repelerá el vapor de agua incluso en un baño lleno de vapor.
La mayoría de las explicaciones propuestas para esto involucran algún tipo de reacción química con el vapor de agua ambiental. Pero Diebold y sus colegas aplicaron la gota de agua ultrabrillante a la superficie y demostraron que el agua sola no causa la aparición de la capa o película.
Sin embargo, crear esa gota super limpia fue un desafío. El agua se contamina muy fácilmente con trazas de impurezas y no existe agua perfectamente pura.
Para acercarse lo más perfectamente posible a la pureza, dijo Diebold, su equipo tuvo que diseñar un dispositivo especializado que llevó el agua hasta sus límites.
El carámbano ultrapuro está representado a la izquierda y la gota de agua a la derecha. Crédito: TU Wie
¿Cómo obtuvieron el agua más pura?
En una cámara del dispositivo había una aspiradora, con un «dedo» colgando del techo enfriado a menos 140 grados Celsius. Luego, los investigadores lanzaron una muestra delgada y purificada de vapor de agua desde una cámara adyacente al vacío, de modo que el agua formó un carámbano en la punta de ese dedo. Luego, los investigadores permitieron que el carámbano se calentara y derritiera, de modo que goteara sobre una pieza de TiO2 a continuación antes de evaporarse rápidamente en la cámara de presión ultrabaja. Posteriormente, el TiO2 no mostró signos de la película molecular que algunos investigadores sospechaban provenía del agua.
Diebold agregó:
La clave es que ni el agua ni el dióxido de titanio habían estado expuestos al aire antes”.
Las exploraciones de seguimiento de TiO2 usando microscopios y espectroscopios mostraron que la película no estaba compuesta de agua o compuestos relacionados con el agua en absoluto. En cambio, el ácido acético (que le da al vinagre su sabor agrio) y el ácido fórmico, un compuesto similar, aparecieron en la superficie. Ambos son subproductos del crecimiento de las plantas y están presentes solo en pequeñas cantidades en el aire, pero, aparentemente, hay suficiente material flotando para ensuciar una superficie autolimpiante.
El estudio científico ha sido publicado en la revista Science.
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