Científicos del CONICET encontraron que, en superficies nanoporosas, el agua se comporta de manera única, generando particiones autosostenibles que podrían revolucionar la industria y la nanofluídica

El agua, elemento vital y parte esencial de innumerables procesos naturales e industriales, muestra un comportamiento inesperado sobre materiales nanoestructurados. Investigadores del CONICET han descubierto que, en una superficie porosa de dimensiones nanométricas, en lugar de fusionarse al juntarse, las gotas se deforman y se mantienen separadas. Este fenómeno, que desafía la tradicional coalescencia de gotas, abre nuevas oportunidades para avanzar en la ingeniería de procesos químicos y en el desarrollo de dispositivos miniaturizados.

Rompiendo paradigmas sin recurrir a reactivos químicos

En condiciones habituales, la interacción entre dos gotas conduce a la coalescencia, perdiendo su individualidad. Sin embargo, en una película delgada con nanoporos, se produce lo contrario: las gotas se particionan de forma espontánea. Martín Bellino, investigador del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología (INN, CONICET-CNEA), destaca «resultó sorprendente ver que se evitaba la necesidad de recurrir a métodos químicos para lograr una partición acuosa».
Este descubrimiento no solo rompe con los métodos convencionales, sino que redefine el control físico del agua, permitiendo una compartimentalización estricta que podría tener múltiples aplicaciones industriales, tales como la dosificación precisa de reactivos y la creación de circuitos de gotas interconectadas.

Posibilidades en la dosificación y la nanofluídica

Galo Soler-Illia, director del Instituto de Nanosistemas de la UNSAM, explica que contar con dos compartimentos acuosos de diferente composición y que mantienen su individualidad, incluso en contacto, permite manipular reacciones de transferencia de fase de modo que dos reactivos puedan interaccionar sin mezclarse completamente. «Usualmente esto, que puede tener aplicaciones en procesos químicos industriales o dispositivos de diagnóstico o terapéutico, se logra entre dos líquidos con diferente polaridad, pero ahora podríamos hacerlo entre dos líquidos del mismo tipo. ¿Qué nuevas puertas se abren?», afirma.

Agustín Pizarro, primer autor del estudio y becario del CONICET en el INS, remarca que la superficie del nanomaterial actúa como un nano-dispenser, formando una barrera hidráulica que impide la fusión de las gotas pero permite el transporte de sustancias. «Esto abre el camino a diseñar circuitos de gotas intercomunicadas, con potenciales aplicaciones en sensores para diagnósticos, en la construcción de microdispositivos líquidos, e incluso en la creación de células artificiales que replican procesos metabólicos», comenta.

Hacia laboratorios en chip y nuevas tecnologías

La innovación no se detiene. Las investigación de este fenómeno puede impulsar el desarrollo de laboratorios en chip, dispositivos miniaturizados del tamaño de una memoria USB que integran todas las funciones de un laboratorio. Estos sistemas permitirían realizar diagnósticos precisos a partir de pequeñas muestras, facilitando la detección temprana de enfermedades o la evaluación de procesos químicos a escala nanométrica.

Soler-Illia señala que la capacidad de moldear agua mediante el diseño de nanomateriales representa un avance que separa las contribuciones de la química y los fenómenos hidráulicos y difusivos. «Las superficies nanoporosas son un área de investigación apasionante, en la que cada vez que entramos encontramos fenómenos contraintuitivos, pero muy bellos y potencialmente útiles», afirma.

Un nuevo paradigma con potencial global

El avance realizado, cuyo estudio fue publicado en Nano Letters (Pizarro et al., 2025, doi:10.1021/acs.nanolett.4c06359), inaugura un nuevo paradigma para la creación de particiones acuosas sin recurrir a especies químicas adicionales. Los investigadores planean explorar la interconexión de múltiples gotas para inducir reacciones colectivas de interés en la industria, abriendo la puerta a aplicaciones que podrían transformar desde el manejo térmico hasta el desarrollo de nuevos dispositivos en biotecnología y medicina.

En resumen, este fenómeno inédito no solo rompe con las concepciones tradicionales sobre el comportamiento del agua, sino que también muestra cómo la ciencia argentina se posiciona a la vanguardia del conocimiento, con potencial para generar innovaciones tecnológicas con un impacto global.

Referencia bibliográfica:
Pizarro, A. D., Berli, C. L. A., Soler-Illia, G. J., & Bellino, M. G. (2025). Autonomous Noncoalescence among Water Drops through Nanopore-Induced Self-Warping. Nano Letters, 25, 5193–5199. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c06359