Dos investigadores bahienses, pertenecientes a la Universidad Nacional del Sur (UNS) y al Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), han logrado un avance significativo en el campo de la química y la física de superficies. Gustavo Appignanesi y Nicolás Loubet han reformulado una ecuación que ha sido utilizada durante más de doscientos años para explicar el comportamiento del agua al entrar en contacto con diversas superficies. Este desarrollo científico fue publicado en el Journal of the American Chemical Society, una de las revistas más prestigiosas y reconocidas a nivel global en el área de la química.
El núcleo del trabajo se centra en comprender, desde una perspectiva molecular, el fenómeno conocido como humectación. Este proceso es el que determina por qué una gota de agua se esparce sobre ciertos materiales mientras que en otros se mantiene compacta, un comportamiento habitual en superficies impermeables o antiadherentes. Hasta el momento, este fenómeno era descrito a través de la ecuación de Young, una formulación clásica de la física de superficies que data del año 1805.
Según explicó Gustavo Appignanesi, investigador principal del CONICET y docente del Departamento de Química de la UNS, la función de esta ecuación es determinar si un líquido que entra en contacto con una superficie se esparcirá sobre ella o no. En el caso específico del agua, este análisis es fundamental ya que permite estudiar la hidrofobicidad, es decir, la capacidad de una superficie para atraer el agua o, por el contrario, repelerla.
Uno de los puntos clave de este avance es la transición de una comprensión macroscópica a una molecular. Hasta ahora, la explicación del comportamiento del agua se basaba principalmente en la observación del ángulo de contacto que formaba la gota sobre la superficie. Si bien este comportamiento se podía cuantificar y medir con precisión, no existía una claridad total sobre cuál era el origen molecular que provocaba dicha reacción. El equipo de investigadores señaló que, aunque el fenómeno era medible, faltaba una explicación detallada sobre el porqué de este comportamiento a nivel microscópico.
Para resolver esta incógnita, el equipo comenzó estudiando el agua pura. Durante este proceso, descubrieron una escala energética propia del líquido que está vinculada con los puentes de hidrógeno, que son las interacciones responsables de organizar la estructura molecular del agua. Este hallazgo permitió a los científicos identificar un umbral energético específico que el agua requiere para cambiar su comportamiento de hidrofóbico a hidrofílico. De acuerdo con Appignanesi, el equipo se percató de que existe un umbral que debe superarse para que el agua comience a ser atraída por una superficie.
El aporte fundamental de este trabajo radica en la conclusión de que la humectación no depende exclusivamente de las características del material sobre el cual cae la gota, sino que también está influenciada por propiedades intrínsecas del propio líquido. Esta reformulación permite, finalmente, conectar el comportamiento observable de una gota de agua con la física de sus moléculas.
Este logro no es el resultado de un trabajo aislado, sino que forma parte de una línea de investigación de largo recorrido. Appignanesi mencionó que algunas de las preguntas que dieron origen a este estudio fueron planteadas hace 20 o 25 años, y que recién ahora el equipo ha podido responderlas. El científico subrayó que se trata de un esfuerzo colectivo construido a lo largo de varios años por el grupo de investigación.
En cuanto a las aplicaciones prácticas de este descubrimiento, el campo es sumamente amplio. El equipo destacó que estos conocimientos podrían aplicarse en el diseño de fármacos que logren interactuar de manera más eficiente con las proteínas, así como en el estudio del autoensamblado de moléculas biológicas. Asimismo, el avance tiene potencial en áreas ambientales y tecnológicas, como la remediación de agua, los procesos de desalinización y el desarrollo de materiales nanoestructurados.
Además, Appignanesi mencionó la posibilidad de aplicar estos hallazgos en sistemas de almacenamiento o amortiguación de energía. Esto se llevaría a cabo a través de materiales metal-orgánicos nanoestructurados que trabajan con agua, una línea de estudio que actualmente se desarrolla en colaboración con grupos de investigación del exterior.
Finalmente, el investigador resaltó la importancia del origen local de este avance. Tanto él como Loubet son oriundos de Bahía Blanca y se formaron en la universidad pública, destacando que este es un logro colectivo y un triunfo de la universidad. Para Appignanesi, desentrañar este aspecto de la naturaleza representa la satisfacción de cerrar un ciclo de muchos años de trabajo dedicado a la ciencia.
