¿Cómo se ve el agua cuando se forma? Es una de las preguntas tan simples y fundamentales que no podemos creer que no hubiera respuesta hasta ahora. Desde los océanos a los charcos, sabemos cómo se ve el resultado. Pero nadie había visto cómo se forma una nueva molécula de agua.
Los ingenieros dela Universidad Northwestern usaron un nuevo método para analizar moléculas de gas y pudieron ver cómo se forma el agua en la menor escala que se haya registrado. No solo vieron cómo se formaba la diminuta gota, sino que anunciaron que su experimento podría tener ramificaciones enormes, aquí en la Tierra y en otros planetas.
El paladio es un metal interesante porque puede absorber grandes cantidades de hidrógeno. Y aunque hay reacciones químicas que requieren de entornos cuidadosamente calibrados, el paladio puede lograr esta hazaña a temperatura ambiente a presiones atmosféricas normales. “Es un fenómeno conocido pero que nunca se entendió del todo” dijo Yukun Lui, candidato al doctorado que participó del estudio. “Uno tiene que poder combinar la visualización directa de la generación de agua y el análisis de la estructura en escala atómica para entender lo que está pasando con la reacción, y cómo optimizarla”.
Nueva técnica
En enero el profesor de Northwestern Vinayak Dravid reveló una nueva técnica para ver átomos, usando una membrana que retiene moléculas de gas, que luego se puede mirar con potentes microscopios de electrones. El nuevo método permitió ver moléculas a una resolución de 0,102 nanómetros, el tamaño aproximado de las moléculas más pequeñas.
En PNAS, Liu, Dravid y otros colegas describieron cómo usaron la técnica para observar las moléculas de hidrógeno que entraban al paladio. En tiempo real vieron diminutas burbujas de agua que se formaban en la superficie del paladio.
“Creemos que es la burbuja más pequeña que se haya visto en directo”, dijo Liu. “No es lo que esperábamos, y afortunadamente lo grabamos para demostrar que no estábamos locos”.
Para confirmar que observaban agua midieron la energía perdida a partir de la dispersión de electrones en el proceso. El resultado fue idéntico al que se encuentra en el proceso de enlace del oxígeno del agua. Como pudieron ver lo que pasaba a escala tan diminuta, los ingenieros empezaron a estudiar el proceso y a tener una idea más precisa de las condiciones necesarias para que el paladio genere agua. Descubrieron que exponiendo el metal al oxígeno antes de que el hidrógeno hiciera más lenta la tasa de reacción, ocurría lo contrario si se añadía primero el hidrógeno.
Eso podría ayudar a los proyectos de generación de agua, como por ejemplo en partes áridas de la Tierra, en el espacio exterior, e incluso en otros planetas. Lo mejor es que el proceso no altera la composición molecular del paladio, lo que significa que se puede usar la misma pieza varias veces.
