Las nanopropiedades del agua como factor clave para el saneamiento

Los organismos vivos, los virus y los dispositivos tecnológicos tienen capas de agua entre sus células o partes, y cuando se deshidratan, pueden morir o dejar de funcionar. ¿Pero por qué esto ocurre con el agua, y no con ningún otro fluido? ¿Qué hace que el agua sea tan especial en estas condiciones dentro de estructuras tan pequeñas?

«Todo depende de la interacción específica de los enlaces de hidrógeno del agua, y este podría ser un factor clave que contribuye a la solución de uno de los objetivos de desarrollo sostenible de Naciones Unidas, el del agua limpia y el saneamiento», explica Giancarlo Franzese, miembro del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología de la Universidad de Barcelona (IN2UB).

De hecho, en el marco del tratamiento y saneamiento del agua, se hace mucha investigación sobre los nanoporos de las membranas de grafeno. Además, los resultados de este proyecto de la UB y La Sapienza están relacionados con el comportamiento de alternancia observado en un nanomemristor de grafeno hidratado, un nanodispositivo en el que, cuando el agua confinada pasa de una capa a otra, la carga eléctrica controla el flujo magnético.

«El nanoconfinamiento puede cambiar drásticamente el comportamiento de los líquidos, y puede desconcertarnos con propiedades poco intuitivas. Este fenómeno es relevante en varios ámbitos, como la descontaminación o el control de la cristalización», explica Carles Calero, miembro del IN2UB. En este estudio, los investigadores comparaban, mediante simulaciones de dinámica molecular, tres líquidos distintos en una malla nanométrica de grafeno: un fluido simple, como el argón; un fluido molecular, como el dióxido de carbono o un metal líquido, y el agua. Los tres fluidos, bajo un confinamiento subnanométrico similar, se comportan de forma distinta, lo que abre la puerta a posibles aplicaciones con nanoporos, por ejemplo, para la eliminación de contaminantes. 

Referencia del artículo:

F. Leoni, C. Calero y G. Franzese. «Nanoconfined Fluids: Uniqueness of Water Compared to Other Liquids». ACS Nano, noviembre de 2021. DOI: 10.1021/acsnano.1c0738