MIGUEL ANGEL VARGAS CRUZ
Desde la
Creación de su empresa
Hasta su
Certificación ISO

Los estados del agua

Si creían que los estados del agua solo eran solido, líquido y gaseoso, se quedaron cortos:


Diffusive dynamics during the high-to-low density transition in amorphous ice

Significance

The importance of a molecular-level understanding of the properties, structure, and dynamics of liquid water is recognized in many scientific fields. It has been debated whether the observed high- and low-density amorphous ice forms are related to two distinct liquid forms. Here, we study experimentally the structure and dynamics of high-density amorphous ice as it relaxes into the low-density form. The unique aspect of this work is the combination of two X-ray methods, where wide-angle X-ray scattering provides the evidence for the structure at the atomic level and X-ray photon-correlation spectroscopy provides insight about the motion at the nanoscale, respectively. The observed motion appears diffusive, indicating liquid-like dynamics during the relaxation from the high-to low-density form.

Abstract

Water exists in high- and low-density amorphous ice forms (HDA and LDA), which could correspond to the glassy states of high- (HDL) and low-density liquid (LDL) in the metastable part of the phase diagram. However, the nature of both the glass transition and the high-to-low-density transition are debated and new experimental evidence is needed. Here we combine wide-angle X-ray scattering (WAXS) with X-ray photon-correlation spectroscopy (XPCS) in the small-angle X-ray scattering (SAXS) geometry to probe both the structural and dynamical properties during the high-to-low-density transition in amorphous ice at 1 bar. By analyzing the structure factor and the radial distribution function, the coexistence of two structurally distinct domains is observed at T = 125 K. XPCS probes the dynamics in momentum space, which in the SAXS geometry reflects structural relaxation on the nanometer length scale. The dynamics of HDA are characterized by a slow component with a large time constant, arising from viscoelastic relaxation and stress release from nanometer-sized heterogeneities. Above 110 K a faster, strongly temperature-dependent component appears, with momentum transfer dependence pointing toward nanoscale diffusion. This dynamical component slows down after transition into the low-density form at 130 K, but remains diffusive. The diffusive character of both the high- and low-density forms is discussed among different interpretations and the results are most consistent with the hypothesis of a liquid-liquid transition in the ultraviscous regime.


No mencioné que el agua también tiene una mayor densidad en estado sólido y la tensión superficial mas fuerte de los líquidos sin contar el mercurio, aunque es muy conocido, no lo enseñan en niveles básicos, pero es una información impotante, en caso de que ustedes estén leyendo y sean de educación básica, pero no conforme con esto, el agua tiene por lo menos otras 70 propiedades distintas a otros líquidos.

Regresando al tema, el agua se comporta diferente siendo sólido a una densidad mas alta y mas baja, también como líquido a una densidad mas alta y baja, lo que se encontró es que se comporta diferente en un estado de transición a baja temperatura donde la cristalización del agua es baja, ahí presenta un comportamiento como si fueran dos líquidos diferentes, lo cual es mejor explicado en el paper, pero no conforme con eso y esto no viene en el paper, pero también se los quería comentar, en el planeta Gliese 1214 b, el agua esta presente en una extraña "forma de plasma", como la temperatura y presión del planeta son muy altas, los investigadores se refieren al agua como que está en "forma ionica" o en "forma de plasma" en el fondo de la atmosfera, por el momento no han encontrado "hielo caliente", pero si se encontrase, tendríamos un estado mas... y aunque los primeros estados de los que les hablé los encontramos comunmente en la tierra, éste último es emocionante... ya veremos en el futuro tal vez mas cosas que no sabemos sobre el agua.


Los estados del agua
El agua es mas compleja de lo que pensábamos, hay mas estados, son muy interesantes y además esto nos da pauta para mejorar la ingeniería de muchos instrumentos...
Los estados del agua
Comentarios
  • COMENTARIOS