Científicos argentinos reformulan una ley física de 200 años y revolucionan el estudio del agua

Un equipo de científicos de la Universidad Nacional del Sur consiguió un avance que podría cambiar la forma en que la ciencia entiende el comportamiento del agua sobre distintas superficies. Los investigadores Gustavo Appignanesi y Nicolás Loubet reformularon la histórica ecuación de Young, una ley física utilizada desde hace más de 200 años para describir cómo un líquido se extiende o permanece concentrado al entrar en contacto con diferentes materiales.

El trabajo científico apareció publicado en la revista especializada Journal of the American Chemical Society y representa un aporte de relevancia internacional para la física, la química y la ciencia de materiales. El estudio incorpora un nuevo enfoque molecular que permite explicar con mayor precisión los mecanismos que determinan la humectación del agua.

La investigación, desarrollada en Bahía Blanca, ofrece además una herramienta con potencial para impulsar innovaciones en áreas como la biomedicina, la energía, las ciencias ambientales y la nanotecnología.

Un descubrimiento que cambia la explicación del comportamiento del agua

Cada vez que una gota de agua cae sobre una mesa, un vidrio o la pantalla de un teléfono celular, adopta una forma determinada. Ese comportamiento cotidiano responde al equilibrio entre las fuerzas que actúan sobre el líquido y la superficie con la que entra en contacto.

Durante más de 200 años, la ecuación de Young explicó ese fenómeno a partir de las propiedades de cada superficie. Sin embargo, el nuevo trabajo de los investigadores argentinos demuestra que la estructura molecular del agua también desempeña un papel fundamental para definir si el líquido se expande o permanece concentrado.

El estudio revela que la propia naturaleza molecular del agua establece límites universales entre los estados de humectación y no humectación, incluso cuando interactúa con materiales muy diferentes.

Este resultado modifica la interpretación clásica del fenómeno porque indica que las características del agua no solo acompañan el proceso, sino que también determinan gran parte de su comportamiento.

El nuevo coeficiente que permite predecir cómo actúa el agua

Uno de los principales aportes del trabajo consiste en la incorporación del denominado coeficiente molecular de humectación, un nuevo parámetro que permite cuantificar la interacción entre el agua y una superficie.

Los científicos explican que este coeficiente mide si una superficie consigue compensar la energía que pierde el agua cuando algunos de sus enlaces moleculares se alteran o desaparecen.

Cuando el coeficiente presenta un valor positivo, la superficie atrae al agua y favorece su expansión. En cambio, si el valor resulta negativo, la superficie tiende a rechazar el líquido y dificulta su dispersión.

Gracias a este nuevo enfoque, los investigadores comprobaron que materiales químicamente muy distintos, como el vidrio, el grafeno y la sílice, presentan patrones de humectación similares cuando se analizan desde la escala molecular.

El hallazgo demuestra que existe un comportamiento universal que trasciende las propiedades particulares de cada material y responde principalmente a la energía característica del agua.

Un aporte argentino con impacto en múltiples áreas científicas

La reformulación de la ecuación de Young no representa solamente un avance teórico. También ofrece un modelo predictivo que puede facilitar el desarrollo de nuevas tecnologías y mejorar el diseño de superficies destinadas a interactuar con líquidos.

Los resultados podrían contribuir al desarrollo de materiales biomédicos con mayor compatibilidad con fluidos corporales, dispositivos para almacenar y transportar energía, sistemas de purificación de agua y nuevas aplicaciones vinculadas con la nanotecnología y las ciencias ambientales.

Además, el nuevo marco conceptual permitirá optimizar investigaciones relacionadas con membranas, recubrimientos inteligentes, sensores y otras tecnologías donde la interacción entre el agua y distintas superficies resulta determinante.

El trabajo liderado por Gustavo Appignanesi y Nicolás Loubet posiciona nuevamente a la ciencia argentina en el escenario internacional y demuestra la capacidad de los equipos de investigación nacionales para realizar aportes de alto impacto en el conocimiento científico.

Con esta reformulación de una ley física vigente desde hace más de 200 años, los investigadores de la Universidad Nacional del Sur abren una nueva etapa para comprender uno de los fenómenos más estudiados de la naturaleza y generan herramientas que podrían traducirse en desarrollos tecnológicos con aplicaciones concretas en distintos sectores productivos y científicos.

Con información de NA