Lo sapevi che l'acqua può ancora rimanere liquida al di sotto degli zero gradi centigradi? Si chiama acqua superraffreddata ed è presente nei frigoriferi. A temperature ancora più basse, l'acqua superraffreddata potrebbe esistere come un cocktail di due liquidi distinti. Sfortunatamente, la presenza di ghiaccio spesso ci impedisce di osservare questo fenomeno. Quindi i fisici hanno avuto l'idea di replicare la forma tetraedrica delle molecole d'acqua, usando il DNA come un'impalcatura per creare molecole tetraedriche, rimuovendo così l'interferenza della formazione di ghiaccio.
Questo approccio ha permesso a Simone Ciarella dell'Università di Roma, Italia, e i suoi colleghi per confermare che, in teoria, una doppia fase liquida è possibile in acqua sotto zero e qualsiasi altro liquido costituito da molecole tetraedriche. Questi risultati sono stati pubblicati in EPJ MI . È una grande storia di come la forma microscopica sottostante determina la forma macroscopica complessiva.
La tecnica dell'origami del DNA è una sorta di versione nanotecnologica del gioco con i Lego, assemblando mattoncini per creare forme a piacimento. Però, è piuttosto difficile farlo sperimentalmente. Gli autori hanno invece scelto di utilizzare la simulazione per testare come le molecole tetraedriche, in cui i bracci del tetraedro sono composti da sei cilindri duri, si accumulano ed evolvono nel tempo.
Gli autori hanno confermato le idee precedentemente pubblicate suggerendo che è la struttura dei monomeri e della loro rete che rende teoricamente possibile avere una doppia fase liquida:una con liquido ad alta densità e una con liquido a bassa densità. Questo perché il reticolo risultante è sufficientemente vuoto da consentire la compenetrazione parziale delle molecole. Ed è sufficientemente flessibile da evitare la cristallizzazione in ghiaccio, almeno sulla scala temporale numerica utilizzata nello studio.
Quindi, Ciarella e i suoi colleghi hanno studiato le stesse molecole tetraedriche con una tecnica di recente introduzione, chiamato Campionamento successivo dell'ombrello, calcolare informazioni relative alla termodinamica.
