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Estudo publicado na Nature Physics indica que a água líquida pode reunir duas organizações moleculares distintas, capazes de mudar continuamente de uma forma para outra.
Em 4 de junho de 2026, uma equipe internacional apresentou novas evidências sobre um mistério investigado há décadas pela ciência. Embora pareça uniforme, a água líquida pode conter duas estruturas moleculares diferentes em constante transformação.
O estudo foi publicado na revista científica Nature Physics. A pesquisa teve participação de Liwen Li, Jie Zhong, Jun Zhang, Zhiyuan Wang e do químico físico Xiao Cheng Zeng, da Universidade da Cidade de Hong Kong.
Com apoio da inteligência artificial e de simulações moleculares, os pesquisadores identificaram uma estrutura local de alta densidade e outra de baixa densidade. As moléculas alternariam continuamente entre essas duas organizações microscópicas.
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Dois estados líquidos da água podem explicar comportamentos considerados anômalos
A hipótese dos dois estados não afirma que um copo de água fique visivelmente separado em duas partes. Na verdade, a diferença aparece na forma como as moléculas se organizam localmente.
Uma das estruturas apresenta maior densidade e organização mais compacta. Entretanto, a segunda possui menor densidade e uma disposição molecular mais aberta.
Essas duas formas seriam interconversíveis. Uma estrutura poderia se transformar continuamente na outra dentro da própria água líquida.
A possibilidade vinha sendo discutida há décadas. Contudo, observar evidências moleculares dos caminhos envolvidos nessa transformação permanecia como um desafio para os pesquisadores.
Expansão da água durante o resfriamento pode estar relacionada às duas estruturas
A maioria dos líquidos se torna mais denso conforme esfria. Inicialmente, a água também segue esse comportamento.
Depois de atingir aproximadamente 4 °C, ela começa a se expandir durante o resfriamento. Consequentemente, o gelo fica menos denso e flutua.
A água resiste melhor às mudanças de temperatura do que outros líquidos semelhantes. Sua viscosidade também pode diminuir quando determinadas pressões são aplicadas.
Segundo a hipótese investigada, esses comportamentos incomuns podem ter uma origem compartilhada. Nesse caso, a causa estaria na alternância entre estruturas locais de alta e baixa densidade.
Inteligência artificial identificou como as moléculas mudam de uma estrutura para outra
Para compreender essa transformação, a equipe analisou simulações de dinâmica molecular com auxílio da inteligência artificial.
Durante o processo, o sistema identificou as chamadas coordenadas de reação. Essas variáveis descrevem como a estrutura ao redor de uma molécula muda durante a conversão.
Dessa forma, os pesquisadores conseguiram mapear as possíveis rotas entre as duas organizações locais da água.
O método revelou as barreiras energéticas enfrentadas pelas moléculas ao longo de cada transformação. Assim, a equipe observou dois caminhos principais para a mudança estrutural.
Moléculas de água podem percorrer caminhos de semiciclo ou ciclo completo
Na maior parte do tempo, a conversão acontece por uma rota chamada semiciclo. Nesse caminho, a molécula precisa superar apenas uma barreira de energia.
Entretanto, perto da fronteira entre as estruturas de alta e baixa densidade, surge uma transformação mais complexa.
Nesse ponto, as moléculas podem seguir um caminho denominado ciclo completo. Durante essa rota mais longa, três barreiras energéticas distintas precisam ser atravessadas.
Portanto, a transformação não ocorre sempre da mesma maneira. O trajeto depende das condições existentes e da proximidade entre os dois estados estruturais.
Estudo reforça hipótese de que a água líquida não possui estrutura completamente uniforme
Os resultados não apresentam dois líquidos visivelmente separados. Em vez disso, mostram duas organizações microscópicas que coexistem e alternam continuamente.
Assim, o estudo fornece evidências moleculares favoráveis ao modelo de dois estados da água líquida.
A descoberta também aproxima os pesquisadores de uma explicação conjunta para diversas propriedades incomuns da substância.
Embora esteja presente diariamente na vida humana, a água ainda preserva comportamentos complexos em escala molecular.
A pesquisa indica justamente isso: por trás de sua aparência uniforme, podem existir duas estruturas líquidas em transformação permanente.
Você imaginava que a água aparentemente comum poderia esconder duas organizações moleculares diferentes?
