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Nuevas fases de agua detectadas

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Nuevas fases de agua detectadas

Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público

Científicos de la Universidad de Cambridge han descubierto que el agua en una capa de una sola molécula no actúa como líquido ni como sólido y se vuelve altamente conductora a altas presiones.


Se sabe mucho sobre el comportamiento del «agua a granel»: se expande cuando se congela y tiene un alto punto de ebullición. Pero cuando el agua se comprime a nanoescala, sus propiedades cambian drásticamente.

Al desarrollar una nueva forma de predecir este comportamiento inusual con una precisión sin precedentes, los investigadores detectaron varias fases nuevas del agua a nivel molecular.

El agua atrapada entre membranas o en diminutas cavidades a nanoescala es común: se puede encontrar en todo, desde las membranas de nuestro cuerpo hasta formaciones geológicas. Pero esta agua nanoconfinada se comporta de manera muy diferente al agua que bebemos.

Hasta ahora, los desafíos de caracterizar experimentalmente las fases del agua a nanoescala han impedido una comprensión completa de su comportamiento. Pero en un artículo publicado en la revista La naturalezael equipo dirigido por Cambridge describe cómo han utilizado los avances en enfoques computacionales para predecir el diagrama de fase de una capa de agua del espesor de una molécula con una precisión sin precedentes.

Utilizaron una combinación de enfoques computacionales para permitir el estudio a nivel de primeros principios de una sola capa de agua.

Los investigadores encontraron que el agua que está confinada en una capa de un peso molecular pasa por varias fases, incluida una fase «hexática» y una fase «superiónica». En la fase hexática, el agua no actúa ni como sólido ni como líquido, sino como algo intermedio. En la fase superiónica, que ocurre a presiones más altas, el agua se vuelve altamente conductora, impulsando rápidamente protones a través del hielo de una manera similar al flujo de electrones en un conductor.

Simulación de los primeros principios de la fase hexática, correspondiente al punto de estado 1.00 GPa y 340 K, en presencia de átomos de carbono explícitos al nivel de la teoría revPBE0-D3. Crédito: La naturaleza (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05036-x

Comprender el comportamiento del agua a nanoescala es esencial para muchas tecnologías nuevas. El éxito de los tratamientos médicos puede depender de la reacción del agua atrapada en las pequeñas cavidades de nuestro cuerpo. El desarrollo de electrolitos altamente conductores para baterías, desalinización de agua y transporte de fluidos sin fricción depende de la predicción del comportamiento del agua confinada.

Simulación de los primeros principios de la fase superiónica, correspondiente al punto de estado 4.00 GPa y 600 K, en presencia de átomos de carbono explícitos al nivel de la teoría revPBE0-D3. Mientras observamos la disociación en una escala de tiempo de 10 ps, ​​no vemos reactividad del protón con los átomos de carbono. Crédito: La naturaleza (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05036-x

«Para todas estas áreas, comprender el comportamiento del agua es la cuestión fundamental», dijo el Dr. Venkat Kapil del Departamento de Química Yusuf Hamied en Cambridge, primer autor del artículo. «Nuestro enfoque permite el estudio de una sola capa de agua en un canal similar al grafeno con una precisión predictiva sin precedentes».

Los investigadores encontraron que la única molécula capa gruesa de agua en el nanocanal mostró un comportamiento de fase rico y diverso. Su enfoque predice varias fases que incluyen la fase hexática – un intermedio entre un sólido y un líquido – y también una fase superiónica, en la que el agua tiene una alta conductividad eléctrica.

«La fase hexática no es ni sólida ni líquida, sino intermedia, lo que está de acuerdo con teorías anteriores sobre materiales bidimensionales», dijo Kapil. “Nuestro enfoque también sugiere que esta fase se puede observar experimentalmente al confinar el agua en un canal de grafeno.

«La existencia de la fase superiónica en condiciones de fácil acceso es especial, porque esta fase generalmente se encuentra en condiciones extremas como el núcleo de Urano y Neptuno. Una forma de visualizar esta fase es que el átomos de oxígeno forman una red sólida, y los protones fluyen como un líquido a través de la red, como niños corriendo por un laberinto».

Los investigadores dicen que esta fase superiónica podría ser importante para futuros electrolitos y materiales de batería, ya que tiene una conductividad eléctrica de 100 a 1000 veces mayor que los materiales de batería actuales.

Los resultados no solo ayudarán a entender cómo el agua funciona a nanoescala, pero también sugiere que el «nanoconfinamiento» podría ser una nueva forma de encontrar el comportamiento superiónico de otros materiales.


Predicción de una nueva fase de hielo superiónico


Más información:
Angelos Michaelides, Diagrama de fase de los primeros principios del agua monocapa nanoconfinada, La naturaleza (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05036-x. www.nature.com/articles/s41586-022-05036-x

Proporcionado por
Universidad de Cambridge

Cotizar: Nuevas fases de agua detectadas (14 de septiembre de 2022) Obtenido el 14 de septiembre de 2022 de https://phys.org/news/2022-09-phases.html

Este documento está sujeto a derechos de autor. Excepto para el uso justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente a título informativo.

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SpaceX lanza 23 satélites Starlink desde Florida (vídeo, fotos)

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SpaceX lanza 23 satélites Starlink desde Florida (vídeo, fotos)

SpaceX puso en órbita otro lote de sus satélites de Internet Starlink desde la Costa Espacial de Florida esta tarde (30 de octubre).

Un cohete Falcon 9 coronado por 23 naves espaciales Starlink despegó de la estación espacial de Cabo Cañaveral hoy a las 17:10 EDT (21:10 GMT).

La primera etapa del Falcon 9 regresó a la Tierra para un aterrizaje vertical aproximadamente ocho minutos después del despegue, como estaba previsto. Aterrizó en el dron SpaceX “A Shortfall of Gravitas”, estacionado en el Océano Atlántico.

Un cohete SpaceX Falcon 9 lanza 23 satélites de Internet Starlink a órbita desde la estación espacial de Cabo Cañaveral en Florida, el 30 de octubre de 2024. (Crédito de la imagen: SpaceX)

Este fue el decimocuarto lanzamiento y aterrizaje de este propulsor en particular, según un Descripción de la misión SpaceX.

La etapa superior del Falcon 9 continuó su viaje hacia el cielo. Desplegará los 23 satélites Starlink en la órbita terrestre baja (LEO) aproximadamente 64 minutos después del despegue, si todo va según lo planeado.

Un cohete SpaceX Falcon 9 se encuentra en la cubierta de un barco en el mar poco después de poner en órbita 23 satélites de Internet Starlink desde la estación espacial de Cabo Cañaveral en Florida, el 30 de octubre de 2024. (Crédito de la imagen: SpaceX)
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La NASA anuncia 9 posibles lugares de alunizaje para la misión lunar Artemis 3

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La NASA anuncia 9 posibles lugares de alunizaje para la misión lunar Artemis 3

La NASA ha perfeccionado su lista de posibles lugares de aterrizaje cerca del polo sur de la Luna para su Misión Artemisa 3cuyo objetivo es devolver a los astronautas a la superficie lunar no antes de 2026.

Los nueve sitios preseleccionados, que fueron publicados por la NASA el lunes 28 de octubre, son geológicamente diversos y cada uno tiene el potencial de proporcionar nueva información sobre planetas rocososrecursos lunares y la historia de nuestra sistema solarsegún un declaración por la agencia.

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Mattel renueva sus espacios de trabajo a medida que los empleados regresan a la oficina

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Mattel renueva sus espacios de trabajo a medida que los empleados regresan a la oficina

Mattel, el fabricante de juguetes detrás de grandes marcas como Barbie y Hot Wheels, está modernizando sus propiedades inmobiliarias, trasladando sus estudios y su centro de diseño a nuevos hogares.

La compañía, con sede en El Segundo, planea trasladar sus estudios a un edificio recientemente renovado de 60,000 pies cuadrados para 2025. Mattel firmó un acuerdo de varios años para arrendar el espacio de oficinas en 831 S. Douglas St.

Mattel planea trasladar sus estudios a un edificio recientemente renovado de 60.000 pies cuadrados para 2025.

(Cortesía de Continental Development Corp.)

El edificio, ubicado cerca de la actual sede de Mattel en Continental Boulevard, incluye estudios que la compañía utilizará para tomar fotografías y videos para promocionar sus productos, así como un patio con fogatas, una parrilla y un área de cocina. El edificio está cerca de otros servicios, incluidos restaurantes, un club deportivo de alto nivel, hoteles y tiendas. Durante los últimos 30 años, Mattel ha alojado sus estudios en su campus, que incluye varios edificios.

La transacción inmobiliaria es parte de los esfuerzos de Mattel para renovar sus oficinas, ya que la compañía apunta a impulsar la productividad y la creatividad en el lugar de trabajo y al mismo tiempo atraer nuevos empleados. A medida que los trabajadores comienzan a regresar a la oficina después de la pandemia de COVID-19, las empresas están tratando de hacer que la oficina sea más atractiva para los empleados acostumbrados al trabajo remoto.

Espacios de trabajo dentro de un edificio de oficinas.

El interior de un edificio al que Mattel trasladará sus estudios para 2025. Mattel ha firmado un contrato de varios años para alquilar las oficinas en 831 S. Douglas St.

(Cortesía de Continental Development Corp.)

El edificio industrial, que forma parte del campus de Continental Park de Continental Development Corp., fue transformado recientemente para incluir un área de producción de estudio para satisfacer las necesidades creativas de Mattel.

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«Los empleadores han estado trabajando para darles a sus empleados razones para querer regresar a la oficina e interactuar con sus pares», dijo Bob Tarnofsky, vicepresidente ejecutivo de bienes raíces de Continental Development. «Las comodidades que ofrecen son muy superiores a las que normalmente veíamos antes de COVID». »

A medida que los empleadores reconsideran el futuro del trabajo, no es raro que las empresas firmen contratos de arrendamiento a más corto plazo, dijo Tarnofsky. Mattel, sin embargo, firmó un contrato de arrendamiento a largo plazo. Se negó a decir cuánto pagó Mattel por el contrato de arrendamiento y cuánto dura.

Una zona de terraza

Un patio con fogatas es parte de las comodidades del edificio.

(Cortesía de Continental Development Corp.)

Este año, Mattel también anunció que trasladaría su centro de diseño, ubicado en Mariposa Avenue durante más de tres décadas, a un edificio recientemente renovado en 2026. El centro, donde los empleados diseñan cabello, ropa y otras piezas de juguete, se ubicará en un espacio de oficinas de 167,767 pies cuadrados conocido como Grand + Nash en 2160 E. Grand Ave. Mattel compró el espacio por 59 millones de dólares a New York Life Insurance.

«Nos estamos embarcando en una importante modernización interior de nuestra sede en 333 Continental Boulevard, infundida con los mismos principios de diseño e inspirada en los esfuerzos de modernización de oficinas de Mattel en todo el mundo», David Traughber, vicepresidente senior de finanzas y director de Mattel. bienes raíces globales, dijo en un comunicado.

Los edificios que actualmente albergan el centro de diseño y operaciones de estudio de Mattel son instalaciones arrendadas que la compañía dejará libres.

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En diciembre de 2023, Mattel tenía aproximadamente 33.000 empleados en más de 35 países de todo el mundo, según el informe anual de la empresa. La empresa tiene aproximadamente 2000 empleados en El Segundo y ofrece a sus empleados un ambiente de trabajo híbrido.

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