Qual è la più piccola goccia d’acqua?

La più piccola goccia d’acqua è fatta di 21 molecole… Almeno in senso spettroscopico.

A dimostrarlo lo studio, pubblicato su Chemical Science e condotto dal gruppo di ricerca guidato da Michele Ceotto, docente di Chimica teorica all’Università Statale di Milano, salito alla ribalta grazie a un sondaggio su Twitter.

Tutto ha inizio con un sondaggio, lanciato su Twitter il 21 gennaio scorso, da Chemistry World, rivista divulgativa della Royal Society of Chemistry, in cui si chiedeva agli oltre 430 mila follower di rispondere alla domanda “What do you think is the smallest number of water molecules needed to generate vibrational spectra matching that of bulk water?”.

La soluzione, con il maggior consenso tra gli interpellati, è contenuta nell’articolo che la stessa Chemistry World ha dedicato allo studio del gruppo di ricerca guidato da Michele Ceotto, docente di Chimica fisica in Statale, condotto nell’ambito del progetto SEMICOMPLEX, vincitore di un ERC Consolidator Grant.

Scelto da Chemical Science tra gli “HOT Articles” 2021, lo studio guidato dal professor Ceotto rivela che una molecola d'acqua incorporata all'interno di un gruppo di almeno 20 molecole d'acqua presenta un tipico segnale spettroscopico vibrazionale compatibile con quello dell'acqua liquida.

“In altre parole – ci spiega Michele Ceotto - sono sufficienti solo 20 molecole d'acqua (che corrispondono a due strati di molecole) per caratterizzare quella centrale come se fosse immersa in un bicchiere d’acqua. Si può quindi dire che la più piccola goccia d’acqua è fatta di sole 21 molecole? Se la vediamo dal punto di vista della molecola al centro del cluster e in senso spettroscopico: sì!”.

Il progetto SEMICOMPLEX porta avanti lo sviluppo di nuove teorie per la descrizione quantomeccanica applicate alla spettroscopia vibrazionale, con l’obiettivo di fornire alla comunità nuove teorie nel campo della meccanica quantistica applicate alla simulazione delle proprietà vibrazionali delle molecole e la spiegazione atomistica degli esperimenti.