Asombroso comportamiento del agua dentro de nanotubos de carbono

Un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha descubierto que el agua se comporta de una forma asombrosamente inusual cuando se encuentra confinada en el interior de los nanotubos de carbono.

 

Asombroso comportamiento del agua dentro de nanotubos de carbono

Todos sabemos que el agua, al nivel del mar, empieza a hervir a una temperatura de 100º C y sabemos también, por estudios previos, que cuando se encuentra confinada en espacios pequeños, sus puntos de ebullición y congelación pueden variar un poco, cayendo por lo general unos 10º C o menos.

Sin embargo, nadie podía imaginar algo semejante a lo ocurrido en el estudio del MIT y es que, confinada en el interior de nanotubos, a temperaturas elevadas en las que supuestamente el agua debería estar en ebullición, en realidad se congeló, pasando a estado sólido.

Los investigadores esperaban algunas variaciones, pero no un cambio de tal magnitud, ni tampoco el hecho de que el punto de congelación se elevase en lugar de bajar.

En una de las pruebas realizadas, el agua se congeló a una temperatura superior a 105º C, muy por encima de su habitual punto de ebullición.

Comprobar el estado del agua en el interior de los nanotubos no resultó fácil.

Para ello, los investigadores utilizaron una técnica llamada espectroscopía vibratoria, que les permitió analizar el movimiento del agua y determinar si se encontraba en fase gaseosa, líquida o sólida.

Los investigadores descubrieron también que el punto de congelación variaba en función del diámetro de los nanotubos.

Incluso una mínima variación en este diámetro (de 1,05 nanómetros a 1,06 nanómetros) ocasionó una diferencia de decenas de grados en el punto de congelación aparente.
 
El descubrimiento muestra, una vez más, cómo los materiales más familiares y estudiados pueden cambiar drásticamente sus propiedades cuando se encuentran confinados en el interior de estructuras de tamaño nanométrico.

Además de lo poco que sabemos todavía acerca del comportamiento de los materiales a nanoescala.

Los resultados de este estudio podrían dar lugar a nuevas aplicaciones, como el desarrollo de unos nanocables rellenos de hielo perfectamente estables a temperatura ambiente y que aprovechen las propiedades eléctricas y térmicas únicas del hielo, ideal para la conducción de protones.

No obstante, todavía hay muchas cosas que los investigadores no han sido capaces de explicar, como por ejemplo, el simple hecho de que el agua haya entrado en el interior de los nanotubos, supuestamente hidrofóbicos (que repelen el agua).

El estudio, dirigido por el Profesor de Ingeniería Química del MIT, Michael Strano, ha sido publicado en la revista especializada Nature Nanotechnology con el título “Observation of extreme phase transition temperatures of water confined inside isolated carbon nanotubes”.

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