p As reações químicas e os processos físicos que envolvem as superfícies da água serão mais fáceis de modelar graças à descoberta de uma equipe totalmente RIKEN de como as moléculas nas superfícies da água perdem energia. p A água é anômala em muitos aspectos. Por exemplo, tem pontos de congelamento e ebulição muito mais altos do que seria esperado com base em uma comparação ingênua com outros hidretos. A maioria dessas propriedades anômalas provém da forte atração eletrostática que um átomo de hidrogênio sente por um átomo de oxigênio em uma molécula próxima. Essa força atrativa dá origem a ligações de hidrogênio entre as moléculas de água vizinhas.

p Essas ligações de hidrogênio formam uma rede 3D dentro de um corpo de água. Mas a camada de moléculas que se encontra na superfície da água difere das outras moléculas por formar ligações de hidrogênio apenas com as moléculas abaixo dela. Como essa camada tem apenas uma molécula de espessura, não se sabe muito sobre isso.

p Agora, Tahei Tahara do Laboratório de Espectroscopia Molecular RIKEN e seus colegas de trabalho descobriram como essas moléculas de superfície perdem energia.

p "As interfaces de água desempenham papéis importantes em muitos processos químicos e físicos fundamentais, "diz Tahara." Portanto, compreender como a água interfacial dissipa energia é crucial para compreender e controlar os fenômenos interfaciais no nível molecular. "

p As moléculas de água de superfície têm um grupo hidroxila (OH) projetando-se no ar, que está livre da rede de ligações de hidrogênio. A equipe descobriu que as moléculas de água da superfície dissipam energia principalmente ao girar essa ligação OH protuberante (Fig. 1). Isso vai contra a sabedoria convencional, a saber, que as moléculas da superfície perdem energia apenas por meio da interação com as moléculas vizinhas.

p "Esta descoberta vai completamente contra a crença existente de que a dissipação de energia do OH livre prossegue com a transferência de energia, "observa Tahara.

p Esta descoberta lançará luz sobre a dinâmica de mais do que apenas superfícies de água. "Acreditamos que nossa descoberta fornece uma base para elucidar totalmente os processos dinâmicos, incluindo reações químicas que ocorrem na interface da água, "diz Tahara.

p Para fazer sua descoberta, a equipe usou uma técnica espectroscópica que identifica as moléculas da superfície e analisa como elas mudam com o tempo. Foi uma medição desafiadora de se fazer. "Este foi um experimento difícil e delicado de realizar, ", diz Tahara." Tivemos que detectar mudanças de femtossegundo no sinal fraco gerado de apenas uma única camada de água na interface ar-água, enquanto controlava a fase dos pulsos de laser de femtossegundo. "

p A próxima equipe pretende investigar como os grupos OH ligados por hidrogênio da água interfacial transferem energia. "Isso nos dará uma visão coerente e consistente dos processos de transferência de energia em interfaces de água, "diz Tahara.