Chiara e limpida come l’acqua, si dice normalmente, ma per la scienza non è proprio così. L’acqua, infatti, mantiene ancora molti segreti soprattutto per quanto riguarda le sue proprietà chimico-fisiche.
Uno studio compiuto da un gruppo di ricercatori fiorentini del Lens, il Laboratorio Europeo di Spettroscopie non lineari dell’Università di Firenze, e pubblicato sul numero appena uscito della prestigiosa rivista scientifica Nature (n. 248/2004), dà un contributo alla conoscenza del comportamento dell’acqua in una particolare condizione termica: la ricerca mette in luce la complessità delle strutture e delle dinamiche del liquido.
“E’ stato scientificamente dimostrato che l’acqua può rimanere liquida per temperature inferiori al suo punto di cristallizzazione cioè a 0 C°.
In questo stato liquido meta-stabile l’acqua è detta sotto-raffreddata – spiega Renato Torre, autore dello studio insieme a Paolo Bartolini e Roberto Righini - Se si raffredda ulteriormente è possibile ottenere uno stato solido amorfo e si parla di vetrificazione dell’acqua. L’acqua in questi stati particolari è presente nelle nuvole, nei sistemi biologici criopreservati e molto probabilmente sui pianeti e sulle comete nello spazio interstellare”. Nonostante l’importanza dell’acqua in generale, ed in particolare di quella sotto-raffreddata, molte sue proprietà chimico-fisiche sono a tutt’oggi sconosciute.
Uno dei più rilevanti misteri riguarda la definizione strutturale e dinamica del liquido.
“Presso il LENS abbiamo compiuto uno studio spettroscopico basato su impulsi laser ultracorti dell’acqua sotto-raffreddata, portata fino a –20 C° con opportune tecniche di raffreddamento – spiega ancora Torre - Questo studio mette in evidenza, per la prima volta in maniera chiara ed inequivocabile, che l’acqua nella sua fase liquida è caratterizzata da una molteplicità di strutture ciascuna delle quali rilassa su una diversa scala temporale.
Inoltre i nostri risultati provano che ad una temperatura critica di –43 C° l’acqua subisce un deciso mutamento nei suoi moti interni, ma senza per questo modificare in maniera significativa le sue strutture”.
Le proprietà dell’acqua sono di fondamentale importanza nei più svariati settori che vanno dall’idrodinamica alla biologia, dalla meteorologia alla scienza dei materiali: i risultati dello studio dei ricercatori del Lens sono, perciò, di alto interesse per tutte le ricerche di base e applicative in cui un’adeguata conoscenza delle proprietà chimico-fisiche dell’acqua è basilare.
