D’un temps ençà, s’està fent servir sovint la paraula quàntica d’una forma que crec una mica inadequada, en tota mena de titulars d’articles o entrades e blogs (també es fa servir inadequadament l’adjectiu relativista). En un post recent de CienciaKanija s’hi reprodueix una altra entrada de Technology Review de titular “Quantum Water” Discovered in Carbon Nanotubes corresponent a un article dipositat a arxiv.org (és a dir, que encara no ha finalitzat el procès de peer review).
La descripció d’una molècula o de vàries molècules d’aigua, si es vol fer bé, demana fer servir les eines de la mecànica quàntica. De fet, al nostre grup hem publicat diversos articles sobre agregats de molècules d’aigua, i fins i tot hem contribuït al càlcul acurat de les propietats dels ponts d’hidrogen als dímers d’aigua amb la correcció de l’anomenat error de superposició de base (BSSE).
Quan s’estudia la molècula d’aigua o un petit agregat de molècules d’aigua cal fer-ho amb les eines de la mecànica quàntica, i si hi ha formació o trencament d’enllaços (si un protó passa d’un oxigen a un altre), llavors estem en el camp de la química quàntica. No existeix una “aigua quàntica”.
Així i tot, aquest article dipositat a arxiv.org, que estudia la distribució de moments als protons de molècules d’aigua confinades en nanotubs de carboni, és ben interessant. El títol sembla correcte: Evidence of a new quantum state of nano-confined water – un nou estat quàntic d’aigua confinada a escala nanomètrica. Pel fet de tenir les molècules d’aigua dins d’un nanotub de carboni, de diàmetre entre 16 i 20 Angstrom (la distància entre dos oxígens de dues molècules d’aigua sol ser d’uns 3 Angstrom), a baixa temperatura el comportament dels protons que hi ha dins dels ponts d’hidrogen no és independent per a cadascun d’aquests ponts, sinó que hi ha una coherència entre els diferents protons de tal forma que els agregats de molècules d’aigua es comporten com a un sistema supramolecular amb propietats diferents de les que tenen les molècules o els petits agregats de molècules d’aigua tractats de forma independent.
Les molècules d’aigua no interaccionen amb les parets dels nanotubs de carboni, ja que aquests no hi formen ponts d’hidrogen. En canvi, les restriccions d’espai, és a dir, la compressió, porten a un comportament del sistema diferent al que tenen les molècules d’aigua no confinades (com podrien ser en un gas o en un líquid dins d’un pot).
Com sol passar, d’unes dades experimentals i una teoria que les sustenta, es passa a implicacions de caire bioquímic, que als comentaris del blog Tecnhology Review són fins i tot estesos a teories poc científiques. Suposo que, a part de fer ciència, cal “vendre” la recerca. I avui en dia, la paraula “bionanociència” ven molt. I si porta l’adjectiu quàntica, potser encara més.
Em miraré millor aquest article per entendre’l una mica més – i també les referències a estudis anteriors.