Mettere l'acqua in un punto (davvero) stretto e aumentare la pressione potrebbe rivelare nuovi lati della sua già volubile personalità, dice un nuovo studio internazionale co-autore di chimici presso l'Università del Nebraska-Lincoln.

Allo stato gassoso, l'acqua assume la forma di vapore; come un solido, può adottare almeno 21 forme di ghiaccio la cui struttura molecolare varia con la temperatura e la pressione che lo circondano. Ma il suo stato più famoso – il liquido che copre i due terzi della superficie terrestre e che sostiene tutta la vita su di esso – è rimasto un mistero.

Dai primi anni '90, i ricercatori hanno offerto prove sia a favore che contro l'idea che l'acqua liquida possa trasformarsi in due forme la cui densità - il numero di molecole d'acqua presenti in un dato volume - è notevolmente inferiore o superiore allo standard di un grammo per centimetro cubo.

Come riportato in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , Il chimico del Nebraska Xiao Cheng Zeng e colleghi giapponesi hanno proposto che queste forme a bassa e alta densità potrebbero emergere dall'alloggiamento di acqua liquida in un tubo di carbonio di circa 100, 000 volte più sottile di un capello umano.

Il team ha eseguito simulazioni computazionali suggerendo che a 44 gradi Fahrenheit costanti, L'acqua racchiusa da nanotubi sottoposta a crescenti quantità di pressione estrema passerà a una forma a bassa densità prima di congelarsi in un nanotubo di ghiaccio esagonale e quindi fondersi in una forma liquida ad alta densità.

"Questo è stato un Santo Graal, per vedere se ci sono due tipi di acqua liquida, " disse Zeng, Rettore universitario Professore di chimica.

Eppure Zeng ha ammesso che il team non stava nemmeno cercando il Graal:sperava semplicemente di determinare la temperatura alla quale l'acqua si è congelata in un nanotubo di ghiaccio.

"La sorpresa è stata che quando abbiamo (ulteriormente) aumentato la pressione, il ghiaccio si è sciolto di nuovo in un liquido, " Zeng ha detto. "Non ce lo aspettavamo."

Precedenti ricerche che sostenevano l'esistenza di forme a bassa e ad alta densità avevano proposto che sarebbero state trovate a più di 40 gradi sotto zero Fahrenheit, al di là di una "terra di nessuno" in cui anche l'acqua liquida più purificata inizia a cristallizzare in ghiaccio. Questo fatto ha notevolmente complicato la ricerca, Zeng ha detto, costringendo i ricercatori a misurare l'acqua liquida su scale temporali inimmaginabilmente brevi in ​​cui potrebbe esistere in quelle forme prima del congelamento.

I recenti progressi nella fabbricazione di nanotubi di carbonio - combinati con una temperatura più tollerante - potrebbero rendere la nanoprovetta del team un'alternativa interessante tra gli sperimentali che cercano di confermare l'esistenza di queste forme a lungo dibattute, Egli ha detto.

"È una previsione da una simulazione al computer, ma direi che ha molte più speranze di essere testato in laboratorio, " ha detto Zeng.