A água tem 17 fases sólidas, mas só agora percebemos que a forma líquida é uma mistura de duas fases

Existe uma substância com propriedades bem estranhas: suas moléculas têm forma de V, ela se expande ao congelar, tem um pequeno intervalo entre o ponto de fusão e o ponto de evaporação e pode coexistir em três estados ao mesmo tempo. Comumente encontrada em forma líquida em 70% da superfície do planeta conhecido como Terra, essa substância apresenta-se em vários estados. E mais dois acabam de ser descobertos aonde menos se esperava: na água líquida.

Se você já esquentou água para fazer chá ou café, pode perceber algum vapor, mas dificilmente notou a mudança de um estado líquido para outro. O fenômeno é ao mesmo tempo tão imperceptível e tão banal que só foi descoberto recentemente por uma equipe de físicos coordenada por Laura Maestro, da Universidade de Oxford.

O que está por trás das propriedades estranhas da água é algo que você já deve ter visto nas aulas de química do ensino médio: as pontes de hidrogênio, que são ligações efêmeras porém poderosas entre os átomos de duas ou mais moléculas de H2O.

As pontes de hidrogênio não apenas determinam a forma dos cristais de gelo ou o ponto de evaporação da água. Essas ligações também têm influência sobre outras propriedades menos conhecidas da água líquida, como a condutividade térmica, o índice refrativo, a tensão superficial, a constante dielétrica, o coeficiente piezo-óptico [que mede a variação da refratividade em função da pressão de um material], o tempo de relaxamento longitudinal do spin dos prótons [que mede o equilíbrio termodinâmico sob um campo magnético; essa grandeza é usada em sistemas de ressonância magnética]…

Eram essas as propriedades que a Dra. Maestro e seus colaboradores estavam estudando minuciosamente quando perceberam algumas mudanças nesses parâmetros por volta dos 50º.C. Como essas características só mudam com uma mudança de fase, parecia que no meio do caminho entre gelo e vapor havia uma mudança de fase.

“Com exceção dos coeficientes piezo-ópticos, observamos uma dependência bilinear definindo uma temperatura de mudança de fase: aproximadamente 64 graus Celsius para a condutividade térmica, cerca de 50 graus C para o tempo de relaxamento longitudinal do spin dos prótons, 50 graus para o índice refrativo, cerca de 53 para a condutividade elétrica e 57 para a tensão superficial”, explicaram os cientistas em comunicado publicado pelo Sci-News.

Outras pesquisas recentes também tem indicado modificações de parâmetros como o coeficiente de expansão térmica (aos 42º.C) e a velocidade do som na água (aprox. aos 60º.C). Os biólogos e bioquímicos não devem ficar surpresos com essa descoberta: as proteínas se desnaturam justamente na faixa de temperatura em que mudam as propriedades físicas da água líquida.

Embora ainda tenham de ser replicados, comprovados e explicados, os fenômenos descritos por Maestro e seus colegas no International Journal of Nanotechnology devem esclarecer os mecanismos da desnaturação de proteínas, com possíveis aplicações nas indústrias alimentícia e farmacêutica.

Referência

rb2_large_gray25L.M. Maestro et al. On the existence of two states in liquid water: impact on biological and nanoscopic systems [Sobre a existência de dois estados na água líquida: impactos em sistemas biológicos e nanoscópicos]. International Journal of Nanotechnology 13: 8-9 (2016); doi: 10.1504/IJNT.2016.079670

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