El agua puede alcanzar temperaturas de -263 grados Celisus si está confinados en canales de lípidos a escala nanométrica, han demostrado científicos de ETH Zurich y la Universidad de Zurich.

Liderado por los profesores Raffaele Mezzenga y Ehud Landau, el equipo han identificado una forma inusual de evitar que el agua forme cristales de hielo, por lo que incluso a temperaturas bajo cero, conserva las características amorfas de un líquido.

En forma de hielo, las moléculas de agua están dispuestas en estructuras de red tridimensionales regulares. En el agua, por el contrario, las moléculas no están organizadas, por lo que el agua fluye.

En un primer paso, los investigadores diseñaron y sintetizaron una nueva clase de lípidos (moléculas de grasa) para crear una nueva forma de materia biológica «suave» conocida como mesofase lipídica.

En este material, los lípidos se autoensamblan espontáneamente y se agregan para formar membranas, comportándose de manera similar a las moléculas de grasa natural. Estas membranas adoptan una disposición uniforme para formar una red de canales conectados que miden menos de un nanómetro de diámetro. La temperatura y el contenido de agua, así como la estructura novedosa de las moléculas lipídicas diseñadas, determinan la estructura que toma la mesofase lipídica.

Lo que tiene de especial esta estructura es que, a diferencia de una bandeja de cubitos de hielo, no hay espacio en los canales estrechos para que el agua forme cristales de hielo, por lo que permanece desordenada incluso a temperaturas bajo cero. Los lípidos tampoco se congelan.

Según un comunicado, usando helio líquido, los investigadores pudieron enfriar una mesofase lipídica que consiste en un monoacilglicerol modificado químicamente a una temperatura tan baja como menos 263 grados Celsius, que es apenas 10 grados por encima de la temperatura cero absoluta, y aún no se forman cristales de hielo. A esta temperatura, el agua se volvió «vítrea», ya que los investigadores pudieron demostrar y confirmar en una simulación.

El estudio de este comportamiento inusual del agua cuando se limita a una mesofase lipídica se publicó en la revista Nature Nanotechnology.

Fuente: EP