Agua a -263 ºC

Los científicos evitan que el agua subenfriada se congele ¿Cómo?

Francisco Martín León Francisco Martín León 17 Abr 2019 - 22:15 UTC
Los científicos han descubierto una forma de evitar que el agua se congele, incluso a temperaturas extremadamente frías.

Cuando el agua se congela, sus moléculas se organizan en un patrón de celosía para formar cristales de hielo. Las moléculas del agua líquida permanecen desorganizadas, flotan libremente, permitiendo que el agua fluya.

En el laboratorio, los científicos de la Universidad de Zúrich mantuvieron el agua sobreenfriada en forma líquida al atraparla dentro de un nuevo tipo de lípido sintetizado.

Los lípidos son moléculas de grasa. Para el estudio, los científicos desarrollaron una molécula de grasa sintética llamada mesofase lipídica. Los lípidos se autoensamblan para formar membranas que se ven y se comportan como moléculas de grasa natural. Cuando las membranas se agregan, forman canales interconectados que miden menos de un nanómetro de ancho. La forma del ensamblaje de la membrana depende de la temperatura y del contenido de agua.

En experimentos, los científicos determinaron que el agua atrapada dentro de los pequeños canales de la membrana no se puede congelar, incluso a temperaturas bajo cero.

Para una prueba, los científicos usaron helio líquido para enfriar la mesofase lipídica modificada con monoacilglicerol a - 263 ºC, a 10 grados del cero absoluto. En la temperatura extrema bajo cero, el agua se volvió "vítrea" pero no se congeló.

La forma y el tamaño de los canales formados por los lípidos de autoensamblaje dependen del contenido de agua, que es difícil de controlar.

"Lo que hace que el desarrollo de estos lípidos sea tan difícil es su síntesis y purificación", dijo Ehud Landau, profesor de química en la Universidad de Zurich, en un comunicado de prensa.

Las moléculas lipídicas tienen un componente hidrófobo, que repele el agua, y un componente hidrófilo, que atrae el agua.

"Esto hace que sea extremadamente difícil trabajar con ellos", dijo Landau.
Para crear la nueva clase de lípidos para sus experimentos, los investigadores modelaron las moléculas de grasa sintética a partir de las membranas de las bacterias que pueden sobrevivir a temperaturas extremadamente frías.

"La novedad de nuestros lípidos es la introducción de anillos de tres miembros altamente tensos en posiciones específicas dentro de las partes hidrófobas de las moléculas", dijo Landau. "Estos permiten la curvatura necesaria para producir canales de agua tan pequeños y evitan que los lípidos se cristalicen".

Los científicos detallaron su hazaña en la revista Nature Nanotechnology.

Los autores del nuevo estudio esperan que su investigación sea utilizada por otros científicos. Los lípidos se pueden usar para aislar, preservar y estudiar biomoléculas grandes, como proteínas, en un entorno similar a una membrana.

"Nuestra investigación está allanando el camino para futuros proyectos para determinar cómo se pueden conservar las proteínas en su forma original e interactuar con las membranas lipídicas a temperaturas muy bajas", dijo la profesora de Zúrich Raffaele Mezzenga.

Esta entrada se publicó en Noticias en 17 Abr 2019 por Francisco Martín León
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