p A água é estranha - e ainda assim tão importante. Na verdade, é uma das moléculas mais incomuns da Terra. Ele ferve a uma temperatura que não deveria. Ele se expande e flutua quando está no estado sólido. Sua tensão superficial é maior do que deveria. Agora, nova pesquisa publicada na revista Natureza adicionou outra propriedade igualmente estranha à lista de esquisitices da água. As implicações desta nova revelação podem ter um impacto notável em todos os processos relacionados à água, desde a purificação da água até a fabricação de medicamentos. p Stephen Cronin, professor de engenharia elétrica e da computação na USC Viterbi, e Alexander Benderskii, professor associado de química da USC Dornsife College of Letters, Artes e Ciências, mostraram que, quando a água entra em contato com a superfície de um eletrodo, todas as suas moléculas não respondem da mesma maneira. Isso pode afetar drasticamente o quão bem várias substâncias podem se dissolver na água sujeita a um campo elétrico, que por sua vez, pode determinar como uma reação química ocorrerá. E as reações químicas são um componente necessário em como fazemos ... tudo.

p É apropriado que esse trabalho inovador venha de uma pesquisa interdisciplinar entre um químico e um engenheiro elétrico. Afinal, química é fundamentalmente um estudo de elétrons, e as reações químicas são o que compõem os materiais sobre os quais nosso mundo moderno é construído. Cada pesquisador forneceu um componente importante para o trabalho. Nesse caso, um eletrodo inovador do engenheiro, Cronin, e uma técnica avançada de espectroscopia a laser do químico, Benderskii. Em última análise, foi a combinação desses dois designs que levou ao avanço observado.

p Primeiro, Cronin projetou um eletrodo exclusivo feito de grafeno monocamada (apenas 0,355 nm de espessura). A construção de eletrodos de grafeno por si só é um processo muito complexo. Na verdade, o eletrodo necessário para esta pesquisa específica é aquele que grupos de pesquisa em todo o mundo tentaram e falharam em fazer no passado. "Alex e eu lutávamos há algum tempo para conseguir isso e tivemos que mudar nosso design muitas vezes. É gratificante e empolgante finalmente ver os resultados de nosso trabalho, "Cronin disse.

p Uma vez que o eletrodo é colocado em uma célula de água e começa a correr uma corrente, A técnica de Benderskii entra em ação. Ele usa um método especial de espectroscopia a laser que apenas um punhado de outros grupos de pesquisa foram capazes de reproduzir. "Usando nossa abordagem para observar as moléculas de água pela primeira vez nas condições de nossos experimentos, pudemos ver como as moléculas interagiam com o campo de uma forma que ninguém havia entendido anteriormente, "Benderskii disse.

p O que os dois descobriram foi que a camada superior das moléculas de água mais próxima do eletrodo se alinha de maneira completamente diferente do resto das moléculas de água. Essa constatação foi inesperada. Mas pode abrir o caminho para a execução de simulações mais precisas de como as reações químicas aquosas em vários campos afetam os materiais com os quais trabalham. Uma área específica onde esta pesquisa pode ter um impacto imediato é o fornecimento de água potável. “A água em contato com o grafeno está de fato sendo proposta como uma nova tecnologia de dessalinização, "Cronin disse." Nossa pesquisa pode ajudar os cientistas a projetar melhores simulações que acabarão por trazer para as pessoas água potável dessalinizada mais rapidamente, mais barato, e mais limpo. "

p Benderskii e Cronin não planejam encerrar sua colaboração de pesquisa de longa data em um futuro próximo. Agora que eles identificaram esta nova qualidade da água, eles planejam cavar mais fundo. "Nossa pesquisa publicada é sobre como a água responde coletivamente a uma corrente. estamos tentando entender como essa resposta funciona em um nível molecular individual, "Benderskii disse.