Efecto de la hidrofobicidad sobre la nucleación artificial de nubes

Abstract

De acuerdo con la hipótesis propuesta por Frank H.S. y Evans M.W. –“el agua alrededor de un soluto hidrofóbico adquiere una estructura similar al hielo”-, se propone que la transición agua líquida a hielo en un proceso de nucleación es promovida por las propiedades hidrofóbicas de la superficie nucleante. Basados en esta hipótesis, se prepararon sílicas hidrofóbicas mediante metil-sililación controlada, la que permitió obtener superficies con grado de metil-sililación entre cero y 100%. A las diferentes muestras se les determinó espectros infrarrojos, ángulos de contacto, colores de inmersión y adsorción de agua. Todas estas mediciones permitieron caracterizar a las muestras con respecto a su grado de hidrofobicidad. Finalmente se midió la capacidad nucleante de las sílicas con diferentes grados de metil-sililación mediante el uso de una cámara de nucleación, especialmente diseñada para tal efecto. La capacidad nucleante aumenta con el grado de hidrofobicidad alcanzando un máximo alrededor de un 76% de metil-sililación, porcentaje que correspondería a un grupo silanol casi completamente rodeado por grupos metilos. Esta configuración sugiere que el mecanismo de nucleación de agua hielo consiste en la formación de un capa de agua líquida adsorbida alrededor de un grupo hidrofílico, seguida de una transición a hielo cuando la capa liquida ha crecido lo suficiente como para alcanzar un ambiente hidrofóbico.