El cristal líquido, y su relevancia en la tecnología del futuro.

El agua puede adquirir el comportamiento del cristal líquido. Este es el resultado de la investigación que han realizado en la Universidad de Estocolmo al exponer el agua a luz láser. 

El concepto de cristal líquido apareció en 1888. A pesar de que en sus inicios no fue contemplado con la relevancia y potencial que posee este material, actualmente su uso es ampliamente extendido. Podemos encontrarlo en gran cantidad de artilugios tecnológicos como, por ejemplo, pantallas de LCD.

Un descubrimiento que podría ser la llave a nuevas aplicaciones tecnológicas. El estudio, publicado en agosto de este año en  Physics Review Letters, abre la puerta a aplicaciones futuras de carácter tecnológico. 

El cristal líquido de agua, en parte, emula un cristal. Esta similitud se produce a través del campo eléctrico, el cual, permite el alineamiento molecular del cristal líquido de forma similar al de un cristal corriente. Un  comportamiento que tiene su origen en la alineación de las moléculas que componen el agua. La combinación de alta y baja densidad, favorece el alineamiento de las moléculas del agua.

El experimento de aplicar luz láser y rayos X a las moléculas del agua. 

La más avanzada tecnología en rayos X al servicio del experimento. Un equipo formado por investigadores internacionales reunidos en el Departamento de Física de la Universidad de Estocolmo, llevó a cabo el experimento. Para el desarrollo, se empleó un láser de Rayos X de electrones libres de Japón, SACLA. La técnica consistió en alinear las moléculas a través de pulsaciones de rayos X en la estructura, a nivel molecular.

El alineamiento de las moléculas es producido por  la polarización de la pulsación láser. En palabras del ex investigador de la Universidad de Estocolmo, Kyun Hwan Kim, es necesario el láser de rayos X, para poder ver el alineamiento en tiempo real .Esto se debe a que, el rayo X permite el sondeo de moléculas puesto que la longitud de onda del rayo X coincide con las escalas de longitud molecular.

Con rayos X se ha podido observar en el agua, el comportamiento del cristal líquido

La simulación molecular, permitió concebir el mecanismo de alineación subyacente. A causa de las simulaciones reproducidas, se logró observar el comportamiento del agua. Suponiendo que el  agua se comporta como un líquido de dos estados, formado por dominios de alta (HDL) y baja densidad (LDL), los investigadores apreciaron que cada dominio mostraba una tendencia distinta de alineamiento.

Perspectiva del experimento a través de sus resultados

La diferencia entre áreas HDL y LDL, condiciona la susceptibilidad a la presencia del láser. Este es el concepto que transmite Anders Nilsson, profesor de Química Física de la Universidad de Estocolmo. Aquellas moléculas presentes en el área LDL, poseen una red de enlaces de hidrógeno más sólida. Esta red más robusta, permite que las moléculas respondan con mayor facilidad al campo del láser.

En el agua, se ha observado un comportamiento similar al del cristal líquido. Se ha observado como el agua, al ser enfocada por un láser de rayos X, puede adquirir el comportamiento del cristal líquido.Por ahora, el tiempo durante el que se ha logrado alinear las moléculas es de alrededor de una milmillonésima de segundo.

La duración de la alineación de las moléculas, es de una millónesima de segundo

Conclusión

Una posible llave al desarrollo de nuevas tecnologías de limpieza y desalación del agua. El profesor Fivos Perakis ofrece una mirada al futuro, sobre próximas investigaciones. Como refiere Perakis, comprender el agua a una escala molecular a través de la observación de los enlaces de hidrógeno es relevante. Puede desarrollar un rol importante en la actividad biológica. Además, abre la puerta a hipotéticas futuras aplicaciones tecnológicas como podrían ser la limpieza y la desalinización del agua. 

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