Home

956.   Novo Estado da Água se Comporta Como Nenhum Outro Sólido, Líquido ou Gás

Descoberta poderia revelar como a água se comporta em rochas na Terra


  Quando água é aprisionada dentro de um minúsculo canal, ela se comporta como nenhum outro sólido, líquido ou gás.

  Isto de acordo com um novo estudo do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL) do Departamento de Energia que pesquisava o que acontece quando a água ocupa espaços minúsculos em minerais.

  Em seu último experimento, os cientistas estudaram água aprisionada em um berilo – um mineral encontrado em esmeraldas.

  O mineral contém canais hexagonais ultra-pequenos, com 5 angstroms de diâmetro.

  Um angstrom é um décimo bilionésimo de um metro, e átomos individuais têm tipicamente um angstrom de diâmetro.

  Quando água entra neste minúsculo espaço, isto se chama tunelamento (Nota 1), e os cientistas descobriram que isto faz com que ela se comporte de estranhas maneiras.

  “A baixas temperaturas, esta água tunelante exibe movimento quântico através das barreiras de potencial separadoras, o que é proibido no mundo clássico”, disse o autor principal Alexander Kolesnikov da Divisão de Materiais Químicos e de Engenharia da ORNL.

  “Isto significa que átomos de oxigênio e hidrogênio da molécula de água estão ‘delocalizados’ e deste modo se apresentam simultaneamente em todas as seis posições simetricamente equivalentes no canal ao mesmo tempo.”

  “É um daqueles fenômenos que somente ocorre em mecânica quântica e não tem paralelo em nossa experiência diária.”

  A descoberta foi tornada possível com a Fonte de Nêutrons Spallation, uma instalação com fonte de nêutrons do tipo acelerador que fornece os mais intensos feixes pulsantes de nêutrons do mundo.

  O espalhamento dos nêutrons permite aos cientistas contar os nêutrons espalhados, medir suas energias e os ângulos de espalhamento, e mapear suas posições finais.

  Esta informação pode revelar a estrutura molecular e comportamento dos materiais.

  A existência do estado de tunelamento da água poderia ajudar os cientistas a melhor descrever as propriedades e comportamento da água em ambientes altamente confinados.

  Isto poderia incluir difusão e transporte da água nos canais das membranas celulares, em nanotubos de carbono e em minerais espalhados pela Terra.

  “Esta descoberta representa um novo entendimento fundamental do comportamento da água e do modo como a água utiliza energia”, disse o co-autor Lawrence Anovitz da ORNL.

  “É também interessante pensar que aquelas moléculas de água em seu anel de água marinha ou esmeralda – variedades azul e verde de berilo – estão exibindo o mesmo tunelamento quântico que vimos em nossos experimentos.”

  Embora estudos anteriores tenham observado tunelamento de hidrogênio atômico em outros sistemas, a descoberta do ORNL de que a água exibe tal comportamento de tunelamento não têm precedentes.

Fonte : Daily Mail, 25/04/2016

Autor : Ellie Zolfagharifard

Nota 1 do Site : Tunelamento quântico acontece quando um objeto atravessa uma barreira sem ter energia suficiente para isso de acordo com a física clássica



Quando água é aprisionada dentro de um minúsculo canal, ela se comporta como nenhum outro sólido, líquido ou gás. Isto de acordo com um novo estudo do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL) do Departamento de Energia que pesquisava o que acontece quando a água ocupa espaços minúsculos em minerais. Em seu último experimento, os cientistas estudaram água aprisionada em um berilo – um mineral encontrado em esmeraldas



Veja o resumo do artigo no Physical Review Letters :

Quantum Tunneling of Water in Beryl: A New State of the Water Molecule

  Using neutron scattering and ab initio simulations, we document the discovery of a new “quantum tunneling state” of the water molecule confined in 5 angstroms channels in the mineral beryl, characterized by extended proton and electron delocalization. We observed a number of peaks in the inelastic neutron scattering spectra that were uniquely assigned to water quantum tunneling. In addition, the water proton momentum distribution was measured with deep inelastic neutron scattering, which directly revealed coherent delocalization of the protons in the ground state.

Fonte : Physical Review Letters, 22/04/2016

Autor : Alexander I. Kolesnikov, Lawrence M. Anovitz,...

Referência : dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.167802



Veja também :

Descoberta Nova Anomalia da Água (Inovação Tecnológica, 28/04/2016)

Water Molecule Spreads Out When Caged (Physics Focus, 22/04/2016)

<p align="center"> <font face="tahoma" size=4> <a href="Menu_alternativo.htm" target="_top"> <font color="ff0000">Voltar para o Menu Alternativo</font> </a> </font> </p>