As propriedades da água fascinam os cientistas há séculos, mas, ainda assim, seu comportamento único permanece um mistério.

Publicado esta semana no jornal Proceedings of the National Academy of Sciences , uma colaboração entre as Universidades de Bristol e Tóquio tentou uma nova rota para entender o que faz um líquido se comportar como água.

Quando comparado a um líquido comum, a água exibe uma vasta gama de anomalias. Exemplos comuns incluem o fato de que a água líquida se expande no resfriamento abaixo de 4 C, que é responsável pelo congelamento dos lagos na parte superior e não na parte inferior.

Além disso, o fato de que a água se torna menos viscosa quando comprimida, ou sua tensão superficial excepcionalmente alta, permite que os insetos andem na superfície da água.

Estas e muitas outras anomalias são de fundamental importância em inúmeros processos naturais e tecnológicos, como o clima da Terra, e a possibilidade da própria vida. Do ponto de vista antrópico, é como se a molécula de água fosse ajustada para ter essas propriedades únicas.

Partindo da observação de que as propriedades da água parecem estar bem ajustadas, uma colaboração entre o Dr. John Russo da Escola de Matemática da Universidade de Bristol e o Professor Hajime Tanaka da Universidade de Tóquio, aproveitou o poder de supercomputadores poderosos, usando modelos computacionais para "desajustar" lentamente as interações da água.

Isso mostrou como as propriedades anômalas da água podem ser alteradas e eventualmente reduzidas às de um simples líquido. Por exemplo, em vez de flutuar na água, a densidade do gelo pode ser alterada continuamente até que ele afunde, e o mesmo pode ser feito com todas as anomalias da água.

O Dr. Russo disse:"Com este procedimento, descobrimos que o que faz a água se comportar de forma anômala é a presença de um arranjo particular das moléculas da água, como o arranjo tetraédrico, onde uma molécula de água é ligada por hidrogênio a quatro moléculas localizadas nos vértices de um tetraedro.

"Quatro desses arranjos tetraédricos podem se organizar de tal maneira que compartilham uma molécula de água comum no centro, sem se sobrepor.

"É a presença desse arranjo altamente ordenado de moléculas de água, misturado com outros arranjos desordenados que dão à água suas propriedades peculiares.

"Achamos que este trabalho fornece uma explicação simples das anomalias e destaca a natureza excepcional da água, o que o torna tão especial em comparação com qualquer outra substância. "