Els processos de dessalinització o filtratge de l’aigua es podrien fer, en un futur proper, mitjançant membranes nanomètriques de grafè o nanocapes de carboni, atès que l’aigua es difon amb molta rapidesa quan les parets d’aquests canals disten un nanòmetre entre si. D’altra banda, també se sap que la hidrofobicitat d’un objecte és una propietat que canvia segons si aquest fa més o menys d’un nanòmetre.

Per poder explicar aquests fenòmens, els investigadors Giancarlo Franzese, de la Universitat de Barcelona, i Francisco de los Santos, de la Universitat de Granada, han elaborat un estudi sobre el comportament de l’aigua nanoconfinada entre dues plaques hidrofòbiques que s’ha publicat a la secció Rapid Communications de la revista Physical Review E.

En el treball, que s’ha dut a terme mitjançant desenvolupaments teòrics i simulacions matemàtiques, els investigadors demostren que la difusió anormalment ràpida de l’aigua nanoconfinada és conseqüència de la interacció entre la ruptura d’enllaços per pont d’hidrogen i la reorganització cooperativa de molècules en regions d’un nanòmetre de grandària. Així mateix, en una descripció quantitativa del fenomen, evidencien que la zona en la qual es produeixen efectes cooperatius és aproximadament de tres molècules d’aigua, la qual cosa correspon aproximadament a un nanòmetre. «Aquesta és l’escala en què els efectes cooperatius en l’aigua entren en joc i determinen les seves propietats macroscòpiques», afirma Franzese, investigador de la Facultat de física de la UB adscrita al Campus d’Excel·lència Internacional BKC.

A baixes temperatures, la difusió de l’aigua també es pot associar al nombre de defectes en la xarxa d’enllaços d’hidrogen. No obstant això, només amb aquesta dada no es `pot explicar la difusió peculiar de l’aigua que presenta màxims i mínims al llarg de les isotermes. En el treball, s’ha calculat la relació que reprodueix quantitativament el comportament del paràmetre de difusió en el règim d’alta temperatura, el rang més rellevant per estudiar aquest fenomen.
Article
De los Santos, F.; Franzese, G. «Relations between the diffusion anomaly and cooperative rearranging regions in a hydrophobically nanoconfined water monolayer», Physical Review E, 2012, 85. DOI: 10.1103/PhysRevE.85.010602.