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Scoperta l’acqua superionica che non è né solida né liquida

Scoperta l’acqua superionica che non è né solida né liquida

Una ricerca dell’Università della California ha confermato l’esistenza di una fase dell’acqua che non è né solida né liquida, è superionica

MILANO – Ci sono voluti quasi vent’anni, ma alla fine l’esistenza dell’acqua “superionica” è stata confermata sperimentalmente grazie a uno studio pubblicato su “Nature Physics” da ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory e dell'Università della California a Berkeley.

Questa fase dell'acqua solida e liquida allo stesso tempo era stata infatti prevista per via teorica da una collaborazione tra SISSA di Trieste, “Abdus Salam” International Centre for Theoretical Physics (ICTP), sempre di Trieste, e il Max-Planck-Institute nel 1999.

L’acqua superionica

L’acqua superionica non esiste normalmente sulla Terra ma potrebbe essere comune all’interno di pianeti molto massicci del sistema solare, per esempio Urano o Nettuno, in condizioni di pressione e temperatura elevatissime.

Le stesse condizioni che sono state ricreate dai ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory e che alterano la struttura dell’acqua così come la conosciamo, formata da un atomo di ossigeno legato a due atomi di idrogeno.

L’impatto del calore sui legami chimici

Il calore infatti indebolisce questi legami chimici e all'aumentare della pressione l'acqua molecolare si trasforma in una sorta di "zuppa" di ioni idrogeno (sostanzialmente protoni) e ioni ossigeno, entrambi dotati di carica positiva (provengono infatti da atomi neutri privati di elettroni).

A pressioni ancora più estreme, gli ioni ossigeno si "bloccano" in un reticolo cristallino (come in un metallo solido, per esempio) mentre ioni idrogeno possono muoversi gli uni rispetto agli altri (come in un liquido). Da qui la classificazione dell'acqua come "superionica".

Prospettive future

Il risultato sperimentale è prezioso per elaborare nuovi modelli dell’interno dei pianeti che fanno parte del sistema solare, perché finora non è possibile chiarire se contenga acqua liquida, solida o superionica.

 Questa ultima eventualità farebbe un'enorme differenza, perché influenzerebbe i fenomeni convettivi in questi pianeti, ma anche le loro proprietà termiche e meccaniche, di cui sappiamo poco; per ora infatti gli scienziati si basano su informazioni e modelli che provengono dalla fisica dei materiali.

di Alessandro Conte

26 marzo 2018

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