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  • Água, água - os dois tipos de água líquida

    Crédito:George Hodan / domínio público

    Existem dois tipos de água líquida, de acordo com pesquisas realizadas por uma colaboração científica internacional. Essa nova peculiaridade aumenta a lista crescente de fenômenos estranhos naquilo que imaginamos ser uma substância simples. A descoberta pode ter implicações para a produção e uso de nanopartículas, bem como para a compreensão de como as proteínas se dobram em sua forma funcional no corpo ou se dobram incorretamente para causar doenças como Alzheimer ou CJD.

    Escrevendo no Internacional Journal of Nanotechnology , Laura Maestro da Universidade de Oxford e seus colegas na Itália, México, Espanha e EUA, explicar como as propriedades físicas e químicas da água foram estudadas por mais de um século e revelaram alguns comportamentos estranhos não vistos em outras substâncias. Por exemplo, quando a água congela, ela se expande. Por contraste, quase todas as outras substâncias conhecidas se contraem quando são resfriadas. A água também existe como sólida, líquido e gás dentro de uma faixa de temperatura muito pequena (100 graus Celsius), enquanto os pontos de fusão e ebulição da maioria dos outros compostos abrangem uma faixa muito maior.

    Muitas das propriedades bizarras da água se devem à capacidade da molécula de formar conexões de curta duração entre si, conhecidas como ligações de hidrogênio. Há uma carga residual positiva nos átomos de hidrogênio na molécula de água em forma de V, uma ou ambas as quais podem formar tais ligações com os elétrons negativos no átomo de oxigênio no ponto do V. Isso torna possíveis redes fugazes na água que são congelado no local quando o líquido solidifica. Os laços têm vida tão curta que não conferem ao líquido qualquer estrutura ou memória, claro.

    A equipe examinou de perto várias propriedades físicas da água, como sua constante dielétrica (quão bem um campo elétrico pode permear uma substância) ou o relaxamento da rede próton-spin (o processo pelo qual os momentos magnéticos dos átomos de hidrogênio na água podem perder energia tendo ficado animado para um nível superior). Eles descobriram que esses fenômenos parecem alternar entre dois caracteres específicos em cerca de 50 graus Celsius, mais ou menos 10 graus, ou seja, de 40 a 60 graus Celsius. O efeito é que a expansão térmica, a velocidade do som e outros fenômenos alternam entre dois estados diferentes nessa temperatura de cruzamento.

    Esses dois estados podem ter implicações importantes para estudar e usar nanopartículas, onde o caráter da água no nível da molécula torna-se importante para as propriedades térmicas e ópticas de tais partículas. Nanopartículas de ouro e prata são usadas em nanomedicina para diagnósticos e como agentes antibacterianos, por exemplo. Além disso, os resultados preliminares sugerem que a estrutura da água líquida pode influenciar fortemente a estabilidade das proteínas e como elas são desnaturadas na temperatura de cruzamento, o que pode muito bem ter implicações para a compreensão do processamento de proteínas na indústria de alimentos, mas também para a compreensão de como as doenças surgem quando as proteínas são dobradas incorretamente.


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