Gli scienziati dell'Università della California, Berkeley, hanno effettuato la prima osservazione diretta di come le molecole d'acqua si muovono vicino a un elettrodo metallico. La scoperta, pubblicata sulla rivista Nature, potrebbe portare a nuovi modi di progettare batterie e altri dispositivi elettrochimici.

L'acqua è una molecola polare, il che significa che ha un'estremità positiva e un'estremità negativa. Quando le molecole d'acqua sono vicine a un elettrodo metallico, l'estremità positiva della molecola è attratta dall'elettrodo negativo, mentre l'estremità negativa della molecola viene respinta. Questo crea uno strato di molecole d'acqua orientate con le loro estremità positive rivolte verso l'elettrodo.

Lo spessore di questo strato di molecole d'acqua è fondamentale per le prestazioni dei dispositivi elettrochimici. Se lo strato è troppo spesso, può verificarsi un flusso di ioni tra l'elettrodo e l'elettrolita, il che può ridurre l'efficienza del dispositivo. Se lo strato è troppo sottile può causare la corrosione dell'elettrodo.

I ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata microscopia a tunneling a scansione (STM) per visualizzare le molecole d’acqua vicino a un elettrodo metallico. L'STM è un potente strumento che consente agli scienziati di vedere atomi e molecole sulla superficie di un materiale.

I ricercatori hanno scoperto che lo strato di molecole d’acqua vicino all’elettrodo aveva uno spessore di circa un nanometro. Questo strato era più spesso di quanto i ricercatori si aspettassero e suggerisce che le molecole d’acqua sono attratte dagli elettrodi metallici più fortemente di quanto si pensasse in precedenza.

La scoperta potrebbe avere implicazioni per la progettazione di batterie e altri dispositivi elettrochimici. Comprendendo come le molecole d'acqua si muovono vicino agli elettrodi metallici, gli scienziati potrebbero essere in grado di progettare dispositivi più efficienti e più durevoli.