El agua es omnipresente y esencial para la vida. Sin embargo, la información experimental sobre su comportamiento a nivel atómico, sobre todo cómo interactúa con las superficies, es escasa. Gracias a un nuevo método experimental, Los investigadores de TU Graz ahora han proporcionado información sobre el movimiento a nivel atómico de las moléculas de agua, que describen en un documento en Comunicaciones de la naturaleza .

El agua es una sustancia misteriosa. Comprender su comportamiento a escala atómica sigue siendo un desafío para los experimentadores, ya que los átomos ligeros de hidrógeno y oxígeno son difíciles de observar con sondas experimentales convencionales. Esto es especialmente cierto cuando se trata de observar el movimiento microscópico de moléculas de agua individuales que se produce en una escala de tiempo de pico de segundo.

Como se informó en su artículo, investigadores del grupo de Superficies Exóticas del Instituto de Física Experimental de TU Graz unieron fuerzas con sus homólogos del Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, la Universidad de Surrey y la Universidad de Aarhus.

Juntos, hicieron avances significativos, realizando investigaciones sobre el comportamiento del agua sobre un material que actualmente suscita especial interés:el aislante topológico telururo de bismuto.

Este compuesto podría usarse para construir computadoras cuánticas. El vapor de agua sería entonces uno de los factores ambientales a los que las aplicaciones basadas en telururo de bismuto pueden estar expuestas durante el funcionamiento.

En el curso de su investigación, el equipo utilizó una combinación de un nuevo método experimental llamado espectroscopia de eco de espín de helio y cálculos teóricos. La espectroscopia de eco de espín de helio utiliza átomos de helio de muy baja energía que permite observar el movimiento de moléculas de agua aisladas sin interrupciones.

Los investigadores descubrieron que las moléculas de agua se comportan de manera completamente diferente en el telururo de bismuto en comparación con las de los metales convencionales. Informan evidencia clara de interacciones repulsivas entre moléculas de agua, lo cual es contrario a la expectativa de que las interacciones atractivas dominen el comportamiento y la agregación del agua en las superficies.

El telururo de bismuto parece ser insensible al agua, lo cual es una ventaja para aplicaciones bajo condiciones ambientales típicas. Existen planes para nuevos experimentos en superficies estructuradas de manera similar, pretende aclarar si el movimiento de las moléculas de agua es atribuible a características específicas de la superficie en cuestión.