Dos láminas de mica, lisas como espejos, se aproximan lentamente en una disolución de calcio. A una distancia de cincuenta nanómetros, entre ellas aparece de repente una barrera invisible: como si alguien hubiera tendido una telaraña de moléculas entre las paredes. Esa telaraña impide que las láminas se toquen, aunque según todos los cálculos deberían deslizarse libremente una hacia la otra.

Los químicos de Oxford midieron la fuerza de esa repulsión con una balanza de fuerzas superficiales, un instrumento que detecta presiones con una precisión de décimas de nanómetro. En una disolución de cloruro de calcio de 0,28 mol por litro, la repulsión aparecía con separaciones entre diez y cincuenta nanómetros. La teoría clásica DLVO, que describe la interacción entre superficies cargadas en un líquido, no sirve aquí: solo predice una débil repulsión electrostática que a esas distancias ya debería haberse desvanecido.

Para entender el origen de esa viscosidad, los investigadores compararon disoluciones con distintos iones. En cloruro de magnesio no ocurría nada parecido. Pero bastaba añadir cloruro de potasio a la disolución de calcio para que la repulsión desapareciera, como si el agua hubiera arrastrado la telaraña. Los iones de potasio desplazaban al calcio de la superficie de la mica y destruían la red, que al parecer estaba formada por iones de calcio hidratados unidos a iones carbonato, siempre presentes en el agua por el dióxido de carbono disuelto.

Un modelo en el que la viscosidad cerca de la superficie decae exponencialmente con la distancia ajustó perfectamente los datos. El exceso de viscosidad fue de 7,7 ± 2,7 milipascal-segundo, solo siete veces mayor que la del agua pura, pero bastó para que la fuerza de repulsión aumentara decenas de veces. La longitud característica de decaimiento fue de 34,3 ± 8,7 nanómetros. Y con separaciones menores de diez nanómetros, la fuerza se volvía elástica: la red dejaba de fluir y empezaba a comportarse como un resorte, como una fina capa de gel de unos cinco nanómetros de espesor en cada superficie.

Hasta ahora no estaba claro si esos cúmulos pueden existir en una disolución no saturada, donde la sal aún no ha alcanzado el límite de solubilidad. Resulta que sí pueden, siempre que haya cerca una superficie mineral. Esta estabiliza la red, impide que se deshaga y así prepara el terreno para el futuro cristal. Eso explica por qué la cristalización del carbonato de calcio comienza tan a menudo en las paredes de los recipientes, en los poros del tejido óseo o en la superficie de las conchas de los moluscos, incluso cuando la disolución está lejos de la saturación.

Comprender cómo las superficies estabilizan las redes iónicas puede ayudar a controlar la cristalización del carbonato de calcio en las tecnologías de captura de dióxido de carbono, donde este mineral se deposita en las paredes de los reactores. También puede servir para crear materiales biomiméticos que imiten la estructura de compuestos naturales como el nácar. La telaraña invisible junto a la pared mineral resultó no ser una simple curiosidad, sino un eslabón clave en la cadena que va de la disolución al cristal.