Le scoperte scientifiche sono sempre affascinanti e misteriose: aprono a ipotesi soltanto sognate e permettono di progredire. È il caso delle molecole d’acqua che stravolgono i libri di testo di chimica sinora pubblicati e studiati.
È un po’ come una sorta di rivoluzione copernicana. Anche se le proporzioni sono differenti, questa scoperta potrebbe effettivamente cambiare la conoscenza umana del liquido più importante per la Vita sul pianeta Terra e portare a conseguenze notevoli.
I libri di testo di chimica sono sbagliati: il nuovo modello dell’acqua
Le capacità di analisi contemporanee sono migliorate a tal punto da cancellare secoli di convinzioni sulle strutture molecolari e sulla chimica così come la conosciamo. A essere sotto esame, e in discussione, è l’organizzazione delle molecole che compongono la superficie di un volume di acqua salata.
Grazie alla ricerca di un team di scienziati dell’Università di Cambridge, in Inghilterra, e dell’Istituto Max Plank per la ricerca sui polimeri, in Germania, si è giunti a scoperte davvero sorprendenti e rivoluzionarie.
Nello specifico, pare che gli ioni – particelle cariche elettricamente – non siano attivi sulle superfici delle soluzioni, ma stiano in uno strato sub-supeficiale. Ed è questo elemento a influenzare l’organizzazione della superficie.
In origine si pensava che cationi o anioni si spostassero solo verso l’alto, così da creare uno strato elettrico superiore. Ma con i moderni mezzi scientifici, che si basano su una radiazione laser dal nome VSFG (generazione vibrazionale a somma di frequenze) e reti neutrali, si è capito che gli ioni possono muoversi anche verso il basso. Non sono caratterizzati da una sola direzione.
Partendo dalla superficie e andando in profondità, pare che le molecole di acqua salata siano disposte in quest’ordine:
- strati di acqua pura;
- strato con ioni;
- soluzione salina.
Un ordine nuovo rispetto alle convinzioni precedenti in ambito scientifico, che riguarda la maggior parte delle soluzioni elettrolitiche semplici e che rende falsi i libri di testo di chimica.
Per i profani forse si tratta di dettagli, anche particolarmente ostici da comprendere. Per gli scienziati sono informazioni importanti per prevedere le reazioni con il mondo circostante. Basti pensare, per esempio, che recentemente abbiamo scoperto che l’acqua inclina l’asse terrestre.
Le molecole hanno conseguenze sull’oceano, sul cambiamento climatico e possono favorire lo sviluppo di nuove tecnologie che prevedono la combinazione di solidi e liquidi.
Cosa sono le “finestre molecolari” dell’acqua e come si comportano
Le molecole dell’acqua salata parrebbero diverse da come si pensava fino a poco tempo fa. Questa scoperta rivoluzionaria è stata possibile attraverso l’apertura di una finestra molecolare, che ha permesso di analizzare al di sotto della superficie e di comprendere il reale movimento e l’organizzazione degli ioni, che a loro volta condizionano il livello superiore.
Questi, non vanno solo verso l’alto, ma sono in grado di muoversi anche in basso.
Una novità che ha delle implicazioni chimiche e che può influenzare l’andamento del surriscaldamento globale, per esempio, e che potrebbe spiegare perché il mare sta cambiando colore.
Anche la produzione di nuove batterie, e quindi i metodi che permettono di immagazzinare l’energia, può beneficiarne.
A questo, punto, quindi, non resta che capire i prossimi sviluppi della ricerca e le loro implicazioni pratiche. Sfruttando la possibilità di aprire una finestra molecolare e di esplorare un mondo fino a poco tempo fa nascosto e impenetrabile.
