Tutti sappiamo che l’essere umano è 2/3 fatto di acqua. Questi 2/3 si traducono in 99% delle nostre molecole.
Il 99% delle nostre molecole, quindi, sono acqua. La domanda principale è: nelle nostre cellule, queste molecole hanno un ruolo, fanno qualcosa di interessante/importante oppure non svolgono nessuna funzione? Siamo sicuri che si tratti realmente di H2O? È possibile che in alcuni casi l’acqua non sia H2O?
Le risposte ad alcune domande non sono così semplici come si potrebbe pensare.
Sappiamo molto poco sull’acqua in quanto è una molecola molto complessa. Molti scienziati pensano, invece, che l’acqua sia semplice e che quindi si sappia tutto su di essa, ma non è così. Un esempio molto semplice sono le nuvole. Non vi siete mai chiesti: come ci arriva l’acqua lì?
Ovvero, nel cielo c’è solamente una nuvola e l’acqua evapora ovunque, perché dunque va proprio a formare questa nuvola?
Un’altra domanda è: Vi immaginate le gocce d’acqua galleggiare?
Ci aspettiamo che le gocce si uniscano istantaneamente all’acqua, ma esse persistono per molto tempo.
Un altro esempio di camminata sull’acqua sono le lucertole del Centro America, chiamate Jesus Christ Lizards. Inizialmente direte tutti: “so la risposta, la tensione superficiale nell’acqua è alta”. L’idea comune sulla tensione superficiale è che ci sia un unico strato molecolare di acqua in superficie e che questo strato sia sufficiente a creare abbastanza tensione per sostenere qualunque cosa ci si metta sopra.
Ecco un altro esempio: Prendete due becher di acqua, attaccatevi due elettrodi ad alta tensione e vedrete che si formerà un ponte fatto di acqua. Questo ponte si mantiene anche quando allontanate i becher, fino ad arrivare a 4 cm.
Ci sono molte cose che noi dovremmo capire, ma che non capiamo.
Cosa sappiamo, dunque, dell’acqua?
Sappiamo che la molecola d’acqua è composta da due atomi di idrogeno e uno di ossigeno e che ci sono molte molecole d’acqua che attualmente si muovono microscopicamente.
Non sappiamo nulla, invece, su come le molecole d’acqua condividono informazioni o interagiscono, e non conosciamo nemmeno i loro attuali movimenti.
Come interagiscono tra loro le molecole d’acqua? E come interagiscono con le altre molecole?
Sappiamo che l’acqua ha 3 fasi : Solida, Liquida e Vapore. All’incirca 100 anni fa si pensava che ci fosse una quarta fase, tra quella solida e quella liquida, avente una consistenza gelatinosa.
Tutto ciò, però, è stato dimenticato perché le persone hanno iniziato, con il miglioramento delle metodiche, a studiare le singole molecole al posto dell’insieme delle molecole, come in biologia, dimenticandosi così della collettività delle molecole d’acqua.
Abbiamo pensato che questa quarta fase fosse il tassello mancante per comprendere i fenomeni che non capiamo riguardanti l’acqua.
Abbiamo cominciato a guardare da qualche parte tra il solido e il liquido. Uno degli esperimenti consiste nel prendere un gel, che rappresenta la parte solida, e metterlo vicino all’acqua. In seguito aggiungiamo delle particelle all’acqua perché abbiamo la sensazione che esse possano mostrarci qualcosa. Ciò che abbiamo potuto notare è che queste particelle hanno cominciato ad allontanarsi dall’interfaccia tra il gel e l’acqua, fino ad arrivare ad una distanza corrispondente allo spessore di un capello (10 µm). Questa distanza potrebbe sembrare inizialmente molto piccola, ma a livello molecolare essa è infinita.
Abbiamo dunque iniziato a studiare le proprietà di questa zona, chiamandola Zona di Esclusione (ZE) perché quasi tutto ciò che vi si mette all’interno viene espulso. Abbiamo notato che i materiali che vanno a creare questo tipo di zona non sono solo i gel, ma quasi ogni superficie idrofila , “amante dell’acqua”, che va a creare l’acqua ZE.
Quando l’acqua ZE cresce, espelle tutti i soluti, particelle o qualsiasi altra cosa. Ad esempio, quando si ha un determinato materiale a contatto con l’acqua, gli strati di ZE iniziano ad aumentare sempre di più uno dopo l’altro. Se guardiamo la struttura di ognuno di questi strati, possiamo notare che essa è costruita a nido d’ape, un tipo di struttura esagonale, che a livello molecolare, nonostante si tratti sempre di ossigeno e idrogeno, non è H2O, bensì H3O2. Quindi è possibile che ci sia acqua che in realtà non è H2O.
Attaccando degli elettrodi all’acqua ZE si è scoperto che in questa zona sono presenti solo cariche negative. Quelle positive, invece, grazie all’uso di coloranti, sono state rilevate al di fuori della ZE. Succede dunque che la molecola d’acqua si divide in una parte negativa, più vicina alla superficie idrofila, e una positiva che si trova al di fuori di quella negativa.
Succede che la molecola d’acqua si divide in una parte negativa, più vicina alla superficie idrofila, e una positiva che si trova al di fuori di quella negativa.
Questo si verifica anche con una sfera, una goccia d’acqua o anche con una semplice bolla. In ogni caso avviene la separazione delle cariche e la formazione di una Zona di Esclusione.
Quando ci sono cariche positive in mezzo a due cariche negative, si verifica una forza attrattiva, perciò le sfere tendono ad unirsi nonostante esse abbiano la stessa carica.
Quando invece di due sfere, ce ne sono di più, esse si uniscono e formano una struttura stabile chiamata “cristallo colloidale”.
Le gocce d’acqua o il vapore acqueo si uniscono appunto perché hanno cariche opposte. Questo spiega il perché il vapore acqueo si unisce e forma le nuvole; il motivo per il quale la lucertola riesce a camminare sull’acqua non è dato dal singolo strato molecolare, ma bensì da molti strati ZE che ricoprono la superficie e che hanno una consistenza più gelatinosa, più rigida rispetto alle superficie ordinarie.
Ma in che modo ci può essere utile tutto ciò?
Possiamo fare dell’acqua una fonte di energia completamente gratuita presa dall’ambiente.
Tutto ciò grazie alle cariche opposte che, poste vicine l’un l’altra, fungono da batteria.
Questa batteria d’acqua, come i nostri telefoni, si scarica e ha bisogno di essere ricaricata ogni giorno oppure ogni due giorni; ma come facciamo a ricaricarla?
Grazie ad un esperimento abbiamo scoperto che l’energia necessaria per fare questo deriva direttamente dalla luce: non solamente da quella diretta, ma anche da quella indiretta (ad esempio luci infrarosse), che risulta essere anche la più efficace in questo caso.
In altre parole l’energia proveniente dalla luce fa crescere la Zona di Esclusione e se questa energia viene tolta, la ZE ritorna alle sue dimensioni normali.
Come le piante assorbono energia dal sole e la trasformano in energia chimica per la crescita e il metabolismo, così l’acqua assorbe energia da ogni tipo di luce e la converte in un qualcosa di utile. Così arriviamo all’equazione E=H2O.
Non si può separare l’energia dall’acqua. L’acqua è il deposito di energia proveniente gratuitamente dall’ambiente.
Ma possiamo raccogliere un po’ di questa energia oppure è totalmente inutile?
Sì, possiamo, perché c’è una zona positiva e una negativa. Attaccandovi due elettrodi possiamo ricavare energia, come una batteria.
Abbiamo, inoltre, sviluppato un’altra opportunità: bere acqua chiara, gratuita e potabile.
Se mettete vicino ad un materiale idrofilo dell’acqua contaminata da “spazzatura” della quale volete sbarazzarvi, il tutto verrà espulso dalla ZE, lasciando quest’ultima libera da qualunque contaminazione. Ciò significa che qualunque batterio messo all’interno verrà espulso.
Poiché la ZE è grande, è possibile raccogliere l’acqua decontaminata.
Succede lo stesso con l’acqua salata. Mettendo acqua dell’oceano nella stessa situazione, se il sale venisse espulso dalla ZE avremmo come risultato acqua potabile.
Le cellule sono ricche di macromolecole, proteine, acidi nucleici e ognuno di questi è un nucleo di formazione di acqua ZE. Dunque attorno a ognuno di essi c’è acqua ZE.
All’interno delle cellule avviene una sorte di fotosintesi: esse assorbono la luce, la convertono in separazione di cariche che a loro volta sono usate dal corpo umano.
L’energia arriva tutto il tempo da tutto ciò che ci circonda e viene assorbita dal nostro corpo.
Grazie alla presenza di numerosi vasi sanguigni, soprattutto capillari periferici, è possibile che un po’ di questa energia sia usata per aiutare la circolazione del sangue e sviluppare i processi biologici.
Un esempio sono i globuli rossi che sono molto più grandi rispetto ai vasi sanguigni all’interno dei quali devono circolare e per questo si deformano. Per riuscire a far circolare i globuli rossi in modo fluido serve molta energia, ma siamo sicuri che il cuore riesca ad apportarne la giusta quantità per questo processo?
Grazie ad un esperimento effettuato mettendo un piccolo tubo in acqua, simile alla cannuccia, si è scoperto che la luce favorisce un flusso d’acqua continuo all’interno del tubo.
Per quanto riguarda l’essere umano, ciò significa che possiamo assorbire moltissima energia grazie all’acqua e alle cellule e questo incrementerà i processi biologici come non mai.
Questo ha moltissime implicazioni per la scienza e la tecnologia e la più importante è che l’energia radiante è assorbita dall’acqua, dando energia all’acqua in termini di potenza chimica. Questo può essere usato in contesti biologici come ad esempio il flusso sanguigno.
Quando si parla di reazioni chimiche che coinvolgono l’acqua si pensa solamente ad una molecola presente nell’acqua, ma non si parla solamente di questo. Si parla anche di particella, Zona di Esclusione, carica positiva, effetto della luce ecc. Per questo forse dovrebbero essere riconsiderati moltissimi tipi di reazione per capirli bene.
Se andate a fare un corso sul tempo, sentirete dire che i fattori critici sono la pressione e la temperatura; la carica quasi non viene menzionata nonostante si vedano fulmini e tuoni tutto il tempo. La carica è molto più importante in quanto definisce il tipo di clima che vediamo.
Per quanto riguarda la salute, quando siamo ammalati il dottore ci consiglia di bere molto; anche il cibo è molto importante in quanto la maggior parte contiene molta acqua, anche se spesso non ci si rende conto di questo perché vediamo solo cibo e non acqua. Se vogliamo comprendere come congelarlo, conservarlo e come evitare disidratazione, dobbiamo conoscere meglio la natura dell’acqua.
Anche la desalinizzazione e la filtrazione sono processi che possono essere effettuati in maniera semplice sfruttando l’energia proveniente dalla luce. Questa energia è disponibile gratuitamente.
La filtrazione è una soluzione abbastanza economica per il paesi del terzo mondo per rimuovere i batteri dall’acqua e renderla potabile.
E, per concludere, un’altra possibilità è quella di ottenere elettricità dall’acqua, sfruttando l’energia solare.
Le fasi dell’acqua non sono 3, ma ben 4. La quarta fase può essere definita come la chiave per comprendere al meglio moltissimi fenomeni.
