Pesquisadores "viram" como as moléculas de água se movem próximas umas das outras, "enquadrando" a ligação de hidrogênio
Ele está prestes a acabar atropelado, sua mãe o salvaA água, o líquido mais comum, aquele que nos faz viver, é também o mais "estranho" do Universo. Um grupo de pesquisa do SLAC National Accelerator Laboratory, da Universidade de Stanford (EUA) e da Universidade de Estocolmo (Suécia) "viu" pela primeira vez como as moléculas de água se movem próximas umas das outras, conseguindo enquadrar o fascinante mecanismo de ligações de hidrogênio.
A água é uma molécula formada por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio (H2O) e devido à sua estrutura particular forma ligações molécula-molécula muito fortes, muito mais fortes que outras ligações entre moléculas de diferentes tipos, chamadas de 'ligações de hidrogênio'. Esses átomos de fato "pontem" criando uma densa rede de moléculas quando a água está em estado líquido. Esse mecanismo, em nível microscópico, é devido à densidade eletrônica diferente do oxigênio e do hidrogênio.
De fato, o oxigênio é o segundo elemento mais eletronegativo do sistema periódico, ou seja, tem uma capacidade muito alta de atrair elétrons para si. Pelo contrário, o hidrogênio tem uma "força de atração" muito menor e, portanto, forma-se uma espécie de "desequilíbrio" na molécula de água, de modo que apenas um H2O, mesmo neutro, é um ímã com um polo positivo (os átomos de hidrogênio) e negativo (o átomo de oxigênio). Na verdade, tecnicamente diz-se que a água é um molécula polar. A rede é, portanto, formada pelas atrações parte positiva parte negativa.
E - parece incrível dizer - mas é essa estrutura que tem gerado e garantir a vida na Terra. De fato, quando a água se torna sólida, formando gelo, as moléculas ficam muito menos livres para se mover, mas para manter a ligação de hidrogênio um pouco "viva", elas se afastam, fazendo com que o sistema aumente de volume.
É por isso que o gelo flutua na água, tendo uma densidade menor, e é por isso que a vida aquática conseguiu se desenvolver e evoluir. Mas o mais incrível é que esse comportamento é realmente único no gênero, pois normalmente os sólidos são mais "concentrados" e, portanto, mais densos (cuidado, porém, para colocar garrafas de água no freezer, pois esse comportamento extraordinário da água faz com que até explodir o vidro se a água dentro congelar).
Hoje os pesquisadores "viram" tudo isso, que na verdade é um fenômeno quântico. Em particular, eles fizeram a primeira observação direta de como os átomos de hidrogênio nas moléculas de água puxam e empurram os vizinhos quando excitados pela luz do laser.
© Stanford University
Essas descobertas revelam efeitos que podem estar subjacentes a aspectos-chave da origem microscópica da água e podem levar a uma melhor compreensão de como ela ajuda as proteínas a desempenhar suas funções nos organismos vivos.
Embora já tenha sido especulado como este chamado efeito quântico nuclear está no centro de muitas das propriedades estranhas da água, este experimento marca a primeira vez que isso foi observado diretamente - comenta Anders Nilsson, coautor do trabalho - Agora nos perguntamos se esse efeito quântico poderia ser olink perdido em modelos teóricos que descrevem as propriedades anômalas da água.
Experimentalmente, a equipe criou jatos de água líquida com 100 nanômetros de espessura (cerca de 1.000 vezes mais finos que a largura de um fio de cabelo humano) e vibraram as moléculas de água com luz laser infravermelha. Então explodiu as moléculas com pulsos curtos de elétrons de alta energia.
Isso gerou instantâneos de alta resolução da mudança da estrutura atômica das moléculas que, juntas, criaram um filme que conta como a rede respondeu à luz. O filme da vida.
O trabalho foi publicado na Nature.
Fontes de referência: Stanford University / Nature
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