El agua es extraña y, sin embargo, muy importante. De hecho, es una de las moléculas más inusuales de la tierra, hierve a una temperatura que no debería y se expande y flota cuando está en estado sólido. Una nueva investigación muestra que cuando el agua entra en contacto con la superficie de un electrodo, no todas sus moléculas reaccionan de la misma manera, lo que podría afectar dramáticamente la capacidad de varias sustancias para disolverse en agua cuando se las somete a un campo eléctrico. Esto a su vez determina cómo ocurriría una reacción química. Esta nueva divulgación podría tener un impacto significativo en todos los procesos relacionados con el agua, desde la purificación del agua hasta la fabricación de medicamentos.
Es apropiado que este trabajo pionero surgiera de una investigación interdisciplinaria entre un químico y un ingeniero eléctrico. Después de todo, la química es básicamente un estudio de los electrones, y las reacciones químicas forman los materiales sobre los que se construye nuestro mundo. Esta innovadora investigación fue el resultado de los esfuerzos conjuntos de Stephen Cronin, profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Escuela de Ingeniería de Viterbi de la USC, y Alexander Benderskii, profesor asociado de química en la Facultad de Letras, Artes y Ciencias de la USC Dornsife. Cada investigador ha hecho una contribución importante al trabajo, en este caso un electrodo innovador del ingeniero Cronin y una técnica avanzada de espectroscopia láser del químico Benderskii. En última instancia, fue la combinación de estos dos diseños lo que condujo al avance observado.
En primer lugar, Cronin diseñó un electrodo de grafeno de una sola capa (de sólo 0,355 nm de espesor). La construcción de electrodos de grafeno en sí es un proceso muy complejo. De hecho, el electrodo que se necesita para esta investigación en particular es uno que grupos de investigación de todo el mundo han probado en el pasado y han fracasado. “Alex y yo luchamos con ello durante un tiempo y tuvimos que cambiar nuestro diseño muchas veces. Es gratificante y emocionante ver finalmente los resultados de nuestro trabajo”, afirmó Cronin. Tan pronto como se coloca el electrodo en una celda de agua y comienza a fluir corriente, entra en juego la técnica de Benderskii, que utiliza un método especial de espectroscopia láser que sólo unos pocos grupos de investigación han podido reproducir. "Bajo las condiciones de nuestros experimentos, pudimos ver cómo las moléculas interactuaban con el campo de una manera que nadie había entendido antes", dijo Benderskii.
