Por primera vez, graban la formación del agua a escala molecular

Científicos han logrado grabar cómo se forma el agua, de manera que ahora esperan poder replicarlo de manera artificial. Las aplicaciones serían muy interesantes.

Si hay una fórmula química que casi todo el mundo conoce es la del agua.

Desde muy pequeños aprendimos que sus moléculas están compuestas por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, H₂O.

También se sabe cómo descomponer una molécula de agua ya formada en átomos de hidrógeno y oxígeno por separado.

De hecho, este método, conocido como hidrólisis, es muy útil para la obtención del hidrógeno verde que se emplea como combustible.

Sería lógico pensar que la reacción de formación del agua sea igual de sencilla. Sin embargo, a pesar de lo simple que parece, siempre ha sido un quebradero de cabeza para la ciencia.

Por eso es tan interesante el video que ha grabado recientemente un equipo de científicos de la Universidad Northwestern.

En él, se documenta por primera vez en la historia la formación del agua a escala molecular.

Una formación que, además, se ha conseguido de manera artificial, por lo que puede tener aplicaciones muy interesantes.

Desde los inicios de la carrera especial se ha puesto mucho hincapié en buscar agua en el espacio.

No solo porque podría indicar la existencia presente o pasada de vida. También porque ese agua puede servir para que los futuros viajeros espaciales se abastezcan.

Está siendo algo bastante complicado de encontrar. Por eso, si los astronautas pudiesen fabricarse su propia agua, serían todo ventajas.

Actualmente se recicla la orina, pero hacerla desde cero sería aún mejor.

Podría parecer ciencia ficción; pero ahora, por fin, es posible que los viajeros del espacio tengan la posibilidad de aprender a hacerlo.

Algunas reacciones químicas, para poder llevarse a cabo, necesitan algo conocido como catalizador.

Estas son moléculas que aceleran la velocidad de reacción hasta el punto de que los sustratos puedan ponerse en contacto para dar lugar a sus productos.

Sin ese chispazo necesario, no llega a ocurrir. Las enzimas, por ejemplo, son proteínas que catalizan reacciones químicas específicas.

La razón por la que hasta ahora era tan complicado obtener la reacción de formación del agua es porque se necesitaba un catalizador.

Se sabía que un elemento metálico raro, llamado paladio, podría ejercer esta función. Sin embargo, no se entendía muy bien el mecanismo, por lo que no era fácil de replicar.

Por eso, estos científicos estuvieron probando diferentes conformaciones y, además, procedieron a grabarlas a nanoescala.

Es decir, captando partículas de una millonésima de milímetro.

Para obtener la reacción de formación del agua, estos científicos pusieron muestras de paladio en reactores muy pequeños, del orden de nanómetros, con forma de panal.

A su vez, esos nanorreactores estaban encerrados en membranas de vidrio ultrafinas.

Una vez elaborado este soporte para la reacción, se procedió a dejar entrar oxígeno e hidrógeno en el interior de la membrana.

Mientras tanto, el proceso se grabó con microscopios electrónicos de transmisión de alto vacío, capaces de captar detalles minúsculos.

Así, vieron que los átomos de hidrógeno se incrustaban en las placas de paladio, separando sus propios átomos e intercalándose entre ellos.

Poco después, unas burbujas de agua se empezaban a formar sobre la superficie del paladio.

Los autores de esta investigación creen que son las burbujas de agua más pequeñas que se han grabado nunca.

Pero ese no es el único logro. Pudieron ver cómo este metal cataliza la reacción de formación del agua.

El hidrógeno se aferra a él y entra en contacto con el oxígeno. Es algo similar a lo que ocurre con las enzimas, en las que los sustratos de las reacciones encajan como una llave en una cerradura.

Conocer la reacción de formación del agua puede ser muy útil para sintetizar este preciado líquido a demanda. Por ejemplo, sería muy interesante para los astronautas, pero también de cara a las sequías con las que probablemente nos encontraremos en el futuro.

El paladio es un elemento muy caro, pero no se gasta ni se deteriora cuando cataliza la reacción.

Por eso, las membranas que se emplean podrían reutilizarse una y otra vez.

Solo habría que reponer los gases, pero tanto el hidrógeno como el oxígeno son gases muy abundantes en el aire. Continuamente los tenemos a nuestro alrededor.

Fuente: PNAS