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Estudio propiedades Agua vida científica
Con
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Juan Carlos Gil resume una conversación con Javier Fernández Panadero sobre la complejidad del estudio de las propiedades del agua, destacando que es un tema inagotable.
…con cuatro hidrógenos, dos obviamente dentro de su propia molécula, mediante enlaces covalentes, y otros dos de moléculas vecinas con enlaces de hidrógeno, que creo que no lo he mencionado hasta ahora, o ese era mi objetivo para mencionarlo con la explicación En resumen, cuando decimos eso de que el agua es especial, pues no es solo una frase bonita. Hace unas semanas lo hablaba con Javier Fernández Panadero, que es físico, divulgador, cacharrista y amigo. Y lo resumió muy bien y me lo apunté porque le dijo: mira, me dijo Juan Carlos, lo del agua es que no te lo acabas. O sea, puedes dedicar una vida científica y no te lo acabas, la mojigata molécula del agua. Vale, ¿cómo estudiamos entonces toda esta panoplia de diversidad? Pues de dos maneras fundamentalmente. In vitro, si me dejáis un poco el chiste, es decir, experimentalmente, ahí con el cacharrito, con el tubo de ensayo, e insílico, que sería mediante simulación por ordenador. Es que me gusta mucho esta expresión de insílico, haciendo un paralelismo a in vitro y en vivo, insílico en el chip, en la olea de silicio En el laboratorio se usan técnicas que permiten determinar cómo se ordenan las moléculas. La principal, con mucha diferencia, es la difracción de neutrones, tanto elástica como cuasi-elástica; pues se ha sido la herramienta fundamental para estudiar el agua y…
Significado #1 · Palabras #1
Juan Carlos Gil continúa la conversación sobre la presencia y propiedades del agua en nuestro planeta, destacando su singularidad como sustancia que existe en estado gaseoso y sólido en la superficie terrestre.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #6agua en estado gaseoso y sólidodisolvente universal biología terrestremolécula de agua h2osingularidad del agua terrestre…que hay es agua Bueno, y en la Tierra, en forma líquida, ya sabes que cubre las tres cuartas partes del planeta, que quizá deberíamos haberle llamado planeta agua, en vez de planeta Tierra, pero es que además aparece de forma natural a presión atmosférica, También en forma gaseosa y sólida en nuestro planeta, en la superficie, lo que es realmente excepcional; eso no ocurre con ninguna otra sustancia y además, no se nos escapa, es el disolvente universal de la biología terrestre. Todos los organismos que conocemos dependen del agua. Su molécula es realmente simple: H2O, hidrógeno, oxígeno, hidrógeno. Y sin embargo, el agua se comporta de una forma muy, muy sorprendentemente compleja a veces. Para empezar, sonora a muchos, el agua al enfriarse no se hace más densa todo el rato como la gran mayoría de las sustancias en el camino hacia la congelación, sino que presenta un máximo de densidad a 4 grados centígrados a presión atmosférica, digo, y luego…
Juan Carlos Gil interrumpe la conversación para expresar su fascinación por las propiedades inusuales del agua y plantea si los estados líquidos-líquidos pueden existir en entornos cotidianos como los mares.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #12agua estados líquidos líquidopresiones en la tierra maresmezcla de fases agua bebida…separados por un punto crítico líquido-líquido. Que mola mucho los puntos críticos son de las tres fases, pues este sería un líquido-líquido. Y seguimos con el lío del agua. El agua puede... Perdona que te interrumpa, es que esto me parece muy fascinante. ¿Puede ocurrir, por ejemplo, en los mares o tiene que ser a presiones que no se dan en la Tierra? El líquido, líquido. Dices: el punto, este está en condiciones normales. O sea, el agua que te bebes del vaso se teoriza que es una mezcla de esas dos fases. Es bastante flipante. Y mucha gente lo está persiguiendo, pero es muy, muy sutil. decía que puedes también congelar, enfriar mucho el agua sin cristalizar y dar lugar a hielos amorfos que, y a nadie le sorprende porque ya lo he dicho varias veces, los hay de baja, media, alta y muy alta densidad. Hay cuatro amorfos y se cree, bueno, se ve…
Juan Carlos Gil resume una conversación con Javier Fernández Panadero sobre la complejidad del estudio de las propiedades del agua, destacando que es un tema inagotable.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #1agua especial frase bonitajavier fernández panadero físico divulgadormolécula del agua inagotableestudio propiedades agua vida científicaagua experimentalmente in vitrosimulación por ordenador insílicoparalelismo in vitro en vivo insílico…con cuatro hidrógenos, dos obviamente dentro de su propia molécula, mediante enlaces covalentes, y otros dos de moléculas vecinas con enlaces de hidrógeno, que creo que no lo he mencionado hasta ahora, o ese era mi objetivo para mencionarlo con la explicación En resumen, cuando decimos eso de que el agua es especial, pues no es solo una frase bonita. Hace unas semanas lo hablaba con Javier Fernández Panadero, que es físico, divulgador, cacharrista y amigo. Y lo resumió muy bien y me lo apunté porque le dijo: mira, me dijo Juan Carlos, lo del agua es que no te lo acabas. O sea, puedes dedicar una vida científica y no te lo acabas, la mojigata molécula del agua. Vale, ¿cómo estudiamos entonces toda esta panoplia de diversidad? Pues de dos maneras fundamentalmente. In vitro, si me dejáis un poco el chiste, es decir, experimentalmente, ahí con el cacharrito, con el tubo de ensayo, e insílico, que sería mediante simulación por ordenador. Es que me gusta mucho esta expresión de insílico, haciendo un paralelismo a in vitro y en vivo, insílico en el chip, en la olea de silicio En el laboratorio se usan técnicas que permiten determinar cómo se ordenan las moléculas. La principal, con mucha diferencia, es la difracción de neutrones, tanto elástica como cuasi-elástica; pues se ha sido la herramienta fundamental para estudiar el agua y…
Juan Carlos Gil menciona el trabajo fundacional de Sang de 2018 y su posterior refinamiento hasta llegar al potencial DP-SCAN de 2023, que reproduce fielmente las propiedades del agua líquida.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #6enlaces oxígeno e hidrógeno permanentesautoionización del agua naturalintercambio de hidrógenos entre moléculasdinámica molecular con potencial profundocálculo dft del mapa de potencialtrabajo fundacional sang 2018potencial para el agua dp-scan 2023reproduce propiedades del agua líquida…de interacción que dio lugar a toda una familia de variantes con cuatro centros, cuyo campeón absoluto es el TIP 4P 2005, publicado por Abascal y Vega en 2005 y que sigue siendo a día de hoy el estándar de oro para simular agua y hielo con modelos rígidos. Pero todos estos modelos tienen una limitación grave y es que obviamente los enlaces, cada oxígeno tiene sus dos hidrógenos apareados de por vida, son sus hidrógenos y esos enlaces no se rompen, no capturan los fenómenos que ocurren en el agua natural como la autoionización, el intercambio de hidrógenos entre moléculas. Por eso la técnica esta de dinámica molecular con potencial profundo, que ignora el hecho de que hay moléculas construidas, simplemente calcula el DFT, el mapa de potencial completo, pues ha tenido mucho éxito precisamente para una sustancia tan paradigmática como el agua. El trabajo fundacional de Sang de 2018 usó precisamente el agua como modelo y lo han refinado varias veces desde entonces, bueno, hasta llegar al potencial para el agua llamado DP-SCAN de 2023 que reproduce de forma muy muy fiel todas las propiedades del agua líquida en un rango amplio de condiciones. Pero, ¿qué pasa con nuestros 22 patitos? ¿Qué pasa con los hielos? ¿Quién nos permite explorar ese vasto paisaje de enlaces de hidrógeno retorcidos bajo presión? Pues es aquí, es este en el contexto en el que aparece el artículo titulado Exploración de las estructuras de los polimorfos del hielo…
Juan Carlos Gil explica su criterio para elegir artículos científicos, destacando la importancia del modelo TIP 4P 2005 en el estudio del agua.
Habla: Juan Carlos GilPalabras #19modelo tip 4p 2005 estudio aguaestándar de oro modelos clásicos aguatrabajo abascal y vega modelo agua…L, es especialmente prometedor para su identificación; aparece entre menos y más 20 grados a temperaturas muy decentes humanas y pocas miles de atmósferas de presión, perfectamente accesibles a cualquier laboratorio. Y por último, y esto me pasa a menudo, por Eso elijo los artículos, pues una cuestión personal. El modelo TIP 4P 2005, os he dicho que es el campeón entre los modelos clásicos del agua, el estándar de oro, incluso a día de hoy, o al menos hasta ayer, hasta que se hizo este trabajo, era de Abascal y Vega, os mencioné. Pues bien, Abascal es mi director de tesis, José Luis Fernández Abascal, cuando yo acabé la tesis en el año 97, donde hice los polielectrolitos que os he comentado antes, pues JL, como le llamamos, se empecé a interesar por el agua, por su modelización, lo…
Francis Villatoro explica cómo utiliza la resonancia magnética de difusión para estudiar la propagación de moléculas de agua y menciona trabajos previos sobre el tema que datan de 2010.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10resonancia magnética de difusión moléculas aguapropagación moléculas agua fasetrabajos resonancia magnética 2010francis villatoro estudio difusion…pulso dividida entre una imagen de los ecos del segundo pulso, yo tengo una imagen de cómo ha cambiado la fase, es decir, cómo ha rotado, cómo se ha movido la molécula en un cierto camino. Con lo que yo puedo construir, esto se llama resonancia, imagen por resonancia magnética de difusión, yo estudio cómo se difunde esas moléculas del agua viendo estas variaciones de fase Yo comparto, digamos, tengo una imagen hace muchos años. Esto es una cosa que se lleva haciendo y se lleva estudiando mucho tiempo, más de 30 años. Y hay trabajos muy similares a este artículo, pero claro, mucho más primitivos, publicados ya en el año 2010, estudiando esto que ahora os voy a contar. Entonces, yo tengo, en el 2010, Lo que yo tenía era una imagen de flechitas; yo tengo una imagen de un corte del encéfalo y en cada píxel tengo una flechita que tiene un ángulo y ese es el ángulo, digamos, que yo he estimado de cómo las moléculas de agua, por las moléculas de agua se mide…
Francis Villatoro explica cómo analiza el movimiento de las moléculas de agua en el cerebro mediante resonancia magnética nuclear para identificar patrones y posibles canales.
Habla: Francis VillatoroSignificado #20resonancia magnética nuclear y moléculas de aguapatrones en el movimiento del agua cerebraldifusión aleatoria del agua entre píxelescanalización del agua por flechitas…una imagen de un corte del encéfalo y en cada píxel tengo una flechita que tiene un ángulo y ese es el ángulo, digamos, que yo he estimado de cómo las moléculas de agua, por las moléculas de agua se mide una señal, que es T2, etc., pero esos son detalles. Se puede ver cómo se mueven esas moléculas del agua, cómo ha cambiado su fase y entonces yo planteo que ha habido un movimiento preferente; claro, en cada píxel hay muchas moléculas de agua, no, ¡barbaridad!, pero yo tomo un valor promedio y tengo cómo ha variado, cómo se ha movido ese pequeño volumen de agua y cómo han rotado los núcleos de los átomos que forman las moléculas de agua de tal manera de que yo si veo que hay una correlación entre estas flechitas; tengo un mapa de flechitas, y donde veo que las flechitas más o menos están haciendo un comportamiento que puede ser predecible, todas se mueven, digamos, en un cierto sentido, digo, ahí hay algo que la está canalizando el agua. Y hay otros lugares donde el agua, entre píxeles, el resultado es prácticamente aleatorio, porque la difusión es completamente, un comportamiento completamente difusivo. Entonces, eso ocurre por ejemplo, en los vasos sanguíneos. Perdona, es que esta es otra frase para titular: la difusión es un comportamiento difusivo. Sí, sí, sí. Es como la vida es vital. La vida es vital, sí, es un comportamiento, digamos, en todas las…