p Pesquisadores do Instituto de Ciência Industrial da Universidade de Tóquio vasculharam dados experimentais para sondar a possibilidade de que a água super-resfriada tenha uma transição de fase líquido-a-líquido entre as formas desordenada e tetraédrica. Eles encontraram evidências de um ponto crítico com base na formação cooperativa de tetraedros, e mostram seu papel secundário nas anomalias da água. Este trabalho mostra que as qualidades especiais da água - que são essenciais para a vida - originam-se predominantemente do recurso de dois estados. p A água líquida é indispensável para a vida como a conhecemos, no entanto, muitas de suas propriedades não estão de acordo com o comportamento de outros fluidos. Algumas dessas anomalias, como a densidade máxima da água a 4 ° C e sua grande capacidade de calor, têm implicações importantes para os organismos vivos. A origem desses recursos gerou debates acirrados na comunidade científica desde a época de Röntgen.

p Agora, pesquisadores da Universidade de Tóquio utilizaram um modelo de dois estados que postula a coexistência dinâmica de dois tipos de estruturas moleculares em água líquida. Essas são a conhecida estrutura líquido normal desordenada e uma estrutura tetraédrica localmente favorecida. Tal como acontece com muitas outras transições de fase, pode haver um "ponto crítico" em que a correlação entre os tetraedros assume a forma de lei de potência, o que significa que não haverá mais nenhuma escala de comprimento "típica".

p Usando simulações de computador de moléculas de água, junto com uma análise abrangente da estrutura experimental, termodinâmico, e dados dinâmicos, incluindo espalhamento de raios-X, densidade, compressibilidade, e medições de viscosidade - os pesquisadores foram capazes de restringir onde um ponto crítico deveria estar, se existe.

p "Se a formação de estruturas tetraédricas em água líquida for cooperativa nessas condições, então, uma transição de fase líquido-líquido com um ponto crítico é possível, "diz o autor principal Rui Shi.

p A equipe mostrou que isso ocorre em torno de uma temperatura de -90 ° C e uma pressão de cerca de 1, 700 atmosferas. Experimentos nesta faixa são extremamente difíceis:porque a água está muito abaixo de seu congelamento normal, cristais de gelo podem se formar rapidamente. Contudo, as amostras podem permanecer líquidas em um estado "super-resfriado" metaestável nessas pressões muito altas.

p "Vimos evidências de que o ponto crítico é real, mas seu efeito é quase desprezível na região experimentalmente acessível da água líquida porque está muito longe do ponto crítico. Isso significa que as anomalias da água vêm da característica de dois estados e não da criticidade, "O autor sênior Hajime Tanaka diz. Os cientistas antecipam que este projeto levará à convergência do longo debate sobre a origem das anomalias da água e mais pesquisas experimentais para acessar o segundo ponto crítico da água.