Acqua congelata con l'elettricità 💧💡

📅 Marzo 2024

🖊️ Alessio Coppola      

È possibile congelare l’acqua allo stato liquido usando un campo elettrico?

Già dalla seconda metà dell’Ottocento si era aperto un dibattito sulla possibilità di applicare all’acqua la tecnica dell’elettrocongelamento: la cristallizzazione di una sostanza indotta da campi elettrici.

Uno studio ha dimostrato per la prima volta, tramite simulazioni eseguite con un supercalcolatore, che campi elettrici intensi possono indurre una transizione dalla fase liquida ad una nuova fase vetrosa dell’acqua, chiamata ferroelectric glassy water (f-GW), letteralmente “acqua vetrosa ferroelettrica”.

La fase dell’acqua vetrosa ferroelettrica si aggiunge alle altre fasi cristalline note di questa sostanza che ad oggi sono più di 20. Questa scoperta permetterà sia di comprendere meglio i liquidi e le  loro transizioni di fase sia di studiare le strutture assunte dall’acqua nei sistemi biologici, nei fenomeni planetari e in sistemi di interesse tecnologico.

L’acqua infatti è presente in molti processi che coinvolgono campi elettrici, ad esempio nei microchip dove viene usata come liquido raffreddante. Ma anche nell'atmosfera terrestre e di molti esopianeti ci sono sia acqua sia intense attività di fulminazione. Inoltre le superfici di alcuni minerali bagnati dalle acque naturali mostrano campi elettrici spontanei ancora più intensi di quelli necessari per la transizione a questa nuova fase vetrosa.

Questa nuova fase sembra quindi essere presente in molti contesti biologici, naturali e tecnologici e il suo studio permetterà di fare nuovi passi in avanti: dall’interazione tra antibiotici e proteine con membrane biologiche alla ottimizzazione dell’effetto di raffreddamento in microelettronica.