Água são dois líquidos e não apenas um, comprova estudo da Universidade de Aveiro
É a confirmação de uma teoria com mais de 130 anos. Afinal, a água é uma mistura de dois líquidos, comprovaram cientistas de Aveiro. A descoberta pode ajudar nos processos de dessalinização.
A água não é um líquido: são dois líquidos entrelaçados, de acordo com a investigação de uma equipa de cientistas da Universidade de Aveiro, que abre novas perspectivas à dessalinização da água do mar, revelou nesta sexta-feira a instituição académica em comunicado.
O trabalho foi publicado na revista The Journal of Physical Chemistry Letters, em colaboração com a Universidade Nacional de Singapura e a Faculdade Harvey Mudd (Estados Unidos). Teve direito a destaque da capa desta revista científica publicada pela Sociedade Americana de Química.
Para chegar ao resultado de que a água líquida é composta por dois líquidos entrelaçados, os investigadores utilizaram nanopartículas emissoras de luz para seguir o movimento das moléculas de água (H2O) em redor das nanopartículas, à medida que a temperatura do fluido aumenta.
“Observámos dois tipos distintos de movimento, sugerindo que, abaixo dos 45 graus Celsius, a água alterna entre o estado líquido de baixa densidade (LDL) e o estado líquido de alta densidade (HDL), mais comum na água líquida, fazendo com que as nanopartículas se movam mais lentamente”, diz Luís Carlos, um dos investigadores da equipa da Universidade de Aveiro. “Acima desta temperatura, a água existe maioritariamente no estado HDL, o que leva a um movimento mais rápido das nanopartículas”, acrescenta Luís Carlos, citado no comunicado.
Ao controlar a proporção relativa das estruturas moleculares LDL e HDL, os cientistas poderão agora ser capazes de influenciar o comportamento da água líquida. Luís Carlos dá como exemplo a existência no futuro de um processo de dessalinização da água mais eficaz. “O LDL é 20% menos denso do que o HDL, afectando a forma como a água se move, o que poderá ajudar-nos a remover o sal da água do mar com mais eficiência”, antevê.
“As anomalias da água podem explicar-se considerando que esta comporta-se de forma ‘camaleónica’, existindo como uma mistura de duas formas: um líquido de baixa densidade (onde as moléculas se ligam ocupando um volume maior) e um líquido de alta densidade (onde as moléculas se ligam de forma mais compacta)”, aponta o investigador no comunicado.
Para uma molécula tão simples, a água tem algumas particularidades estranhas. Ao contrário da maioria dos líquidos, a água expande-se quando congela e tem um ponto de ebulição surpreendentemente elevado. Estas particularidades resultam da forma única como as moléculas de água interagem através de ligações de hidrogénio”, salienta ainda Luís Carlos, que assina o artigo científico com outros investigadores do Departamento de Física e do Instituto de Materiais da Universidade de Aveiro – Fernando Maturi, Ramon Filho e Carlos Brites.
“O nosso trabalho revela uma compreensão mais profunda da influência da água em vários campos e é um salto em frente para desvendar os mistérios desse líquido essencial que pode ser compreendido não como um líquido complexo, mas, sim, como dois líquidos simples com uma relação complexa”, considera o investigador.
A ideia de que a água pode ser descrita como uma mistura de duas estruturas diferentes de ligações de hidrogénio foi proposta pela primeira vez em 1892 por Wilhelm Röntgen, um físico alemão que recebeu o primeiro Prémio Nobel da Física em 1901 como reconhecimento pela sua descoberta do raios X, tendo sido revisitada no final do século XX.
No entanto, embora houvesse provas que confirmavam “a coexistência destas duas formas da água a temperaturas muito baixas, a sua comprovação à temperatura ambiente tem sido um quebra-cabeças”, contextualiza Luís Carlos.
Entre eventuais aplicações desta descoberta, a equipa de cientistas destaca a construção de catalisadores superpotentes: “Como o LDL e o HDL interagem de forma diferente com superfícies carregadas com uma carga eléctrica, poderemos potencialmente projectar catalisadores que funcionem melhor em água ajustando o ambiente ao redor deles”. A medicina é outra área de aplicação eventual, realça Luís Carlos: “Alguns medicamentos antitumorais parecem afectar o estado dinâmico da água dentro das células. Compreender essa conexão pode levar a tratamentos mais eficazes.”
Por fim, o quebra-cabeças centenário sobre a água teve uma resposta e ela veio da Universidade de Aveiro.
