Agua confinada en los poros de grafeno de tamaño nanométrico. Crédito:F. Leoni et al.
Los organismos vivos, los virus y los dispositivos tecnológicos tienen capas de agua entre sus células o partes y pueden morir o dejar de funcionar cuando se deshidratan. Pero, ¿por qué agua y no cualquier otro fluido? ¿Qué hace que el agua sea única en tales condiciones cuando se encuentra en estas diminutas estructuras?
En un artículo publicado en la revista ACS Nano , investigadores de la Universidad de Barcelona y la Universidad La Sapienza de Roma explican por qué el agua se mueve más rápido en un poro más pequeño que una millonésima parte de cabello que el agua libre, mientras que otros fluidos no lo hacen.
"Todo depende de la peculiar interacción de los enlaces de hidrógeno del agua y esto podría ser un factor clave que contribuya a la solución de uno de los Objetivos de Desarrollo Sostenible definidos por las Naciones Unidas, el del agua limpia y el saneamiento", explica Giancarlo Franzese, de el Instituto de Nanociencia y Nanotecnología de la Universidad de Barcelona (IN2UB).
En realidad, en el tratamiento del agua y el saneamiento, hay mucha investigación sobre los poros de grafeno de tamaño nanométrico. Además, el resultado de este proyecto conjunto entre la UB y La Sapienza se relaciona con el comportamiento de conmutación observado en un nano-memristor de grafeno hidratado, es decir, un dispositivo de nanotecnología donde la carga eléctrica rige el flujo magnético, cuando el agua confinada cambia de uno a más capas.
“El nanoconfinamiento puede cambiar drásticamente el comportamiento de los líquidos, desconcertándonos con propiedades contrarias a la intuición. Es relevante en aplicaciones, incluida la descontaminación y el control de cristalización”, dice Carles Calero, del IN2UB. En el estudio, los investigadores comparan, utilizando simulaciones de dinámica molecular, tres líquidos diferentes en un poro de hendidura de grafeno:un fluido simple, como el argón; un fluido molecular, como CO2 o un metal líquido, y agua. Los tres fluidos, bajo un confinamiento subnanométrico similar, se comportan de manera diferente entre sí, abriendo el camino para posibles aplicaciones con nanoporos, por ejemplo, para la eliminación de contaminantes. El control sobre la fricción del agua con materiales 2D apunta a 'membranas inteligentes'
