Un nuevo comportamiento del agua, la llave para impulsar innovaciones inéditas en la industria

Marianela Ríos (Agencia CTyS-UNLaM)- Desde temprana edad, aprendemos las propiedades del agua: sus diferentes estados, su composición química, su valor sanitario, ambiental y hasta económico. Y, sin embargo, la ciencia o, mejor dicho, sus hacedores, demuestran que siempre puede haber algo desconocido por develar. Sobre todo si entra en juego la nanotecnología.

Hasta ahora, se sabía que dos gotas, al ser absorbidas por una superficie porosa, como una esponja o un ladrillo, perdían su individualidad y se fusionaban. Sin embargo, cuando este material tiene dimensiones nanométricas -un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro- su comportamiento cambia. Esto fue lo que descubrió un grupo de investigación del CONICET conformados por especialistas de diferentes disciplinas de la Universidad Nacional de San Martín (UNSAM), la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) y la Universidad Nacional del Litoral.

“Llevamos mucho tiempo haciendo experimentos y lo que encontramos fue realmente fabuloso”, celebró Galo Soler-Illia, director del Instituto de Nanosistemas de la Universidad Nacional de San Martín (INS, UNSAM) a la Agencia CTyS-UNLaM. Hallaron que, sobre una película muy delgada cuya superficie está cubierta de nanoporos, el agua se particiona. Así, forman gotas que no se fusionan, y que incluso, se “empujan” entre ellas.

“Cuando metemos una medialuna en un café, el líquido se mete por los poros, se absorbe. Pero lo que ocurre en contacto con una superficie nanoporosa delgada es todo lo contrario. Las gotas comienzan a hacer una fuerza determinada, ejercen presión desde adentro de los poros, haciendo que se empujen y generen una compartimentalización acuosa”, explicó.

En otras palabras, esta “compartimentalización” es la división de un medio acuoso en diferentes “habitaciones” o “compartimentos”. En cada uno de ellos puede tener condiciones distintas.

“Que no se corte”

En este proceso estudiado, la gota cambia de forma, se “parte”, un fenómeno que, hasta ahora, solo se lograba mediante el uso de especies químicas. “Se da una especie de nano hidrostática o nano hidráulica, porque se producen fenómenos de presión suficientemente fuerte que hacen que una gota se vea impedida de avanzar frente a otra”, remarcó Soler-Illia.

Pero el grupo también descubrió otro comportamiento novedoso. Detectaron que, a pesar de esta “partición” del agua, las gotas pueden transportar moléculas entre ellas de manera controlada, es decir, que su vinculación química no se corta en absoluto. De esta forma, la barrera hidráulica que inhibe la fusión de las gotas no evita el transporte de especies químicas ni la reactividad entre ellas.

“Si la gota 1 impide que la gota 2 la mueva, una sustancia que está en la gota uno puede ir, sin embargo, hacia la gota dos y eso es un poco mágico. Químicamente vos podés seguir transportando sustancias de una a otra gota y hacer reacciones químicas. Es muy novedoso porque ahora podés tener sistemas en los cuales, si bien estas gotas están mecánicamente separadas, las moléculas que están dentro de los poros pueden viajar y seguir reaccionando”, destacó Soler Illia.

La nanotecnología, un abanico de oportunidades

A partir de estos descubrimientos, los investigadores señalaron el gran potencial que se abre para el desarrollo de innovaciones en procesos industriales. Ocurre lo mismo para avances en nanofluídica, un campo con impacto en medicina, biología, biotecnología y catálisis, entre otras áreas.

“La ciencia básica es muy importante justamente por estas cuestiones. Este trabajo abre la posibilidad de crear nuevos canales nanofluídicos, de controlar no solamente cómo fluyen los líquidos, sino cómo pueden dirigirse hacia diferente entornos”, celebró Soler-Illia.

En este caso, estos canales son como microtúneles, pero miles de veces más pequeños que el grosor de un cabello, diseñados para que fluya un líquido a través de ellos.

“En los últimos días, hemos estado observando admirados las criaturas del fondo del mar, allá abajo. Estos nuevos fenómenos que investigamos nosotros también están “allá abajo”, en diminutos tamaños -compara el experto en nanotecnología-. Imagínense, la diferencia de tamaños entre nosotros y nuestros nanoporos es como la de un ser del tamaño de este planeta con una pelota de fútbol. Como decía Richard Feynmann, hay mucho lugar allá abajo".

Por último, el investigador del CONICET insistió en la importancia de la generación de conocimiento. “La tecnología y la innovación son muy relevantes, pero en tiempos en los que es complicado que el gobierno actual entienda la importancia de las ciencias básicas, es necesario remarcar que el Estado tiene que tomar el riesgo de financiar ciencia. El desarrollo de un país también depende de eso”, concluyó.

El equipo de investigación está conformado por Martín Bellino, investigador del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología (INN, CONICET-CNEA); Claudio Berli, director del Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química (INTEC, CONICET-UNL) y Agustín Pizarro, becario del CONICET, quien realiza este trabajo como parte de su tesis doctoral en Química en la UNSAM.