Le proprietà dell'acqua affascinano da secoli gli scienziati, ma tuttavia il suo comportamento unico rimane un mistero.

Pubblicato questa settimana sulla rivista Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , una collaborazione tra le Università di Bristol e Tokyo ha tentato un nuovo percorso per capire cosa fa comportare un liquido come l'acqua.

Rispetto a un normale liquido, l'acqua mostra una vasta gamma di anomalie. Esempi comuni includono il fatto che l'acqua liquida si espande quando si raffredda sotto i 4 C, che è responsabile del congelamento dei laghi dall'alto piuttosto che dal basso.

Inoltre, il fatto che l'acqua diventa meno viscosa quando viene compressa, o la sua tensione superficiale insolitamente elevata, permette agli insetti di camminare sulla superficie dell'acqua.

Queste e molte altre anomalie sono di fondamentale importanza in innumerevoli processi naturali e tecnologici, come il clima terrestre, e la possibilità della vita stessa. Dal punto di vista antropico, è come se la molecola dell'acqua fosse stata messa a punto per avere proprietà così uniche.

Partendo dalla constatazione che le proprietà dell'acqua sembrano apparire affinate, una collaborazione tra il dottor John Russo della School of Mathematics dell'Università di Bristol e il professor Hajime Tanaka dell'Università di Tokyo, sfruttato la potenza di potenti supercomputer, utilizzando modelli computazionali per "disattivare" lentamente le interazioni dell'acqua.

Questo ha mostrato come le proprietà anomale dell'acqua possono essere modificate ed eventualmente ridotte a quelle di un semplice liquido. Per esempio, invece di galleggiare sull'acqua, la densità del ghiaccio può essere cambiata continuamente finché non affonda, e lo stesso si può fare con tutte le anomalie dell'acqua.

Il dottor Russo ha dichiarato:"Con questa procedura, abbiamo scoperto che ciò che fa comportare l'acqua in modo anomalo è la presenza di una particolare disposizione delle molecole dell'acqua, come la disposizione tetraedrica, dove una molecola d'acqua è legata a idrogeno a quattro molecole situate sui vertici di un tetraedro.

"Quattro di queste disposizioni tetraedriche possono organizzarsi in modo tale da condividere una molecola d'acqua comune al centro senza sovrapporsi.

"È la presenza di questa disposizione altamente ordinata di molecole d'acqua, mescolato ad altre disposizioni disordinate che conferiscono all'acqua le sue peculiari proprietà.

"Pensiamo che questo lavoro fornisca una semplice spiegazione delle anomalie ed evidenzi la natura eccezionale dell'acqua, che lo rende così speciale rispetto a qualsiasi altra sostanza."