Servizio Comunitario di Informazione in materia di Ricerca e Sviluppo - CORDIS

ERC

SULIWA — Risultato in breve

Project ID: 208528
Finanziato nell'ambito di: FP7-IDEAS-ERC
Paese: Austria

Il polimorfismo amorfo dell’acqua

L’ubiquità dell’acqua, oltre alle sue numerose proprietà sorprendenti, ha scatenato una lunga storia di ricerca. Ma, a dispetto di più di 100 anni di ricerca, gli scienziati stanno ancora rivelando nuove affascinanti proprietà.
Il polimorfismo amorfo dell’acqua
L’acqua è l’unica sostanza che può essere trovata in natura nelle fasi solida, liquida e gassosa. In particolare, in fase solida, esiste in una grande varietà di forme cristalline e stati vetrosi, chiamati ghiacci amorfi. Il numero dei diversi acronimi utilizzati per descriverli rappresenta i tanti percorsi mediante i quali possono essere preparati.

Quanti diversi tipi di ghiaccio amorfo ci sono? La questione ancora aperta relativa a distinguere, definire e identificare gli stati vetrosi dell’acqua è stata affrontata dal progetto SULIWA (Deeply supercooled liquid water), finanziato dall’UE. Nei cinque anni di studio, gli scienziati hanno potuto solo esaminare superficialmente la superficie di fasi a bassa temperatura dell’acqua.

In tal modo, tuttavia, il team di SULIWA ha scoperto una nuova forma liquida ad alta densità d’acqua a temperature superiori a - 157 C. Questa è la temperatura più bassa alla quale è stata mai osservata acqua allo stato liquido. Inoltre, gli scienziati hanno scoperto che ad una temperatura di circa - 130 C, questo liquido può coesistere con una fase liquida diversa, a bassa densità di acqua.

Gli scienziati hanno esplorato le possibili reazioni che possono avvenire a temperature basse, come l’inserimento di una molecola ospite in un reticolo di ghiaccio e la reazione di protonazione. Nessuna di queste reazioni è stata troppo lenta. Si prevede che l’osservazione di tale polimorfismo liquido sarà la chiave per domande come perché il comportamento dell’acqua è così diverso e perché il ghiaccio galleggia sull’acqua liquida.

Il ghiaccio non si trova solo a temperature inferiori a - 100 C, ma anche nell’atmosfera terrestre a temperature fino a 0 C. In SULIWA, il processo di congelamento di goccioline di acqua liquida è stato studiato con risultati sorprendenti. A seconda delle loro dimensioni, dopo il congelamento delle goccioline, uno strato liquido copriva il nucleo ghiacciato. Questo secondo strato congelava o diventava uno strato vetroso in seguito all’ulteriore raffreddamento.

I risultati di SULIWA contribuiranno ad una migliore comprensione della microfisica delle nubi e al miglioramento dei modelli climatici della Terra. In particolare, l’albedo delle nubi è diverso quando il ghiaccio cristallino, l’acqua vetrosa o soluzioni liquide coprono la superficie delle particelle. Quindi, sono state avanzate nuove argomentazioni nel dibattito di lunga durata sulle numerose peculiarità dell’acqua.

Informazioni correlate

Keywords

Acqua, stati vetrosi, ghiaccio amorfo, SULIWA, acqua allo stato liquido, polimorfismo liquido