Los científicos observan cómo se forman pequeñas burbujas de agua en tiempo real

Por primera vez, los científicos han observado directamente la combinación de átomos de hidrógeno y oxígeno para formar burbujas de agua a nanoescala en tiempo real.

Este descubrimiento pionero, realizado por investigadores de la Universidad Northwestern, podría tener implicaciones importantes para la creación de agua en ambientes áridos e incluso en el espacio.

El estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, se centró en cómo el metal paladio actúa como catalizador para producir agua.

Se sabe desde hace mucho tiempo que el paladio ayuda a generar agua, pero hasta ahora, los científicos no entendían completamente cómo funcionaba el proceso a nivel molecular.

Dirigidos por el profesor Vinayak Dravid y su equipo, los investigadores utilizaron una nueva técnica para observar la formación de moléculas de agua a nanoescala.

Esto fue posible gracias a la tecnología avanzada que desarrollaron, que permite la visualización en tiempo real de las reacciones del gas dentro de una membrana especial.

«Al poder observar directamente cómo se forma el agua a esta pequeña escala, hemos identificado las mejores condiciones para generar agua rápidamente en condiciones ambientales normales», explicó Dravid.

«Esto podría cambiar las reglas del juego para crear agua en áreas secas o incluso en ambientes del espacio profundo, sin la necesidad de temperaturas o presión extremas».

La nueva herramienta del equipo de investigación implica una membrana de vidrio ultrafina que mantiene los gases dentro de los nanorreactores, permitiendo ver las reacciones con gran detalle.

Este método permite a los científicos observar el movimiento y la interacción de los átomos con una resolución mucho mejor que las tecnologías disponibles anteriormente.

Al observar la reacción, el equipo vio que los átomos de hidrógeno entraban en el paladio, provocando que su estructura se expandiera.

Luego, vieron la formación de pequeñas burbujas de agua en la superficie del paladio, las burbujas más pequeñas jamás vistas.

Los investigadores utilizaron técnicas avanzadas para confirmar que las burbujas eran efectivamente agua analizando la energía perdida por los electrones dispersos, lo que reveló enlaces únicos entre agua y oxígeno.

A continuación, el equipo trabajó para optimizar la reacción. Descubrieron que la forma más rápida de generar agua era añadiendo primero hidrógeno, que el paladio absorbía, y luego introduciendo oxígeno. La reacción hizo que el hidrógeno escapara del paladio y se combinara con el oxígeno para crear agua.

De cara al futuro, los investigadores creen que sus hallazgos pueden tener usos prácticos en los viajes espaciales. Al preparar láminas de paladio llenas de hidrógeno antes de una misión, los astronautas pueden simplemente agregar oxígeno para generar agua, tanto para beber como para cultivar plantas. Aunque el paladio es caro, se puede reutilizar y el proceso no consume el metal: sólo se utilizan los gases.

«Nuestro proceso puede repetirse una y otra vez con el mismo paladio, y el hidrógeno, el gas más abundante en el universo, puede alimentar el sistema», dijo Yukun Liu, Ph.D. candidato y autor principal del estudio.

Este descubrimiento nos acerca a soluciones sostenibles para la generación de agua, ya sea en la Tierra o en el espacio.