A nivel molecular, el hielo de agua puede formarse a partir de una rica variedad de estructuras. Aunque todos son bastante similares en apariencia general, las diferencias en sus propiedades significan distintos arreglos de H solidificado.2O también puede reaccionar y comportarse de manera diferente.
Una de estas fases se llama hielo cúbico y es objeto de debate científico en curso. De hecho, algunos investigadores incluso se han preguntado si realmente existió. Hielo que previamente sido descrito ya que en gran parte cúbico puede ser, de hecho, una mezcla que contenga otros tipos de hielo más comunes.
En un nuevo estudio, científicos de la Academia China de Ciencias (CAS) y otras instituciones afirman haber creado helado cubico – o Ice Ic, para darle su término técnico. Los hallazgos podrían tener implicaciones en todo, desde el cambio climático hasta la ciencia de los materiales.
«[T]aquí hay un debate de larga data sobre si el agua puede congelarse para formar hielo cúbico, una fase actualmente no descrita en el espacio de fases del hielo hexagonal ordinario», escribir los investigadores en su artículo publicado.
La fase de un hielo se define por las condiciones ambientales, como la temperatura y la presión, que están en juego durante su formación. En el hielo cúbico, las moléculas de agua y los cristales de hielo están dispuestos en forma cúbica, de ahí su nombre.
Usando una técnica conocida como microscopía electrónica de transmisión (TEM), el equipo estudió la formación de hielo en láminas de carbono 2D llamadas grafeno a temperaturas muy bajas. TEM utiliza haces de electrones y sus reacciones para obtener imágenes de objetos a escala molecular.
El hielo que se formó era principalmente hielo cúbico, con una cantidad menor de hielo hexagonal más regular (Ice Ih) a su lado. Según el equipo, la formación de dos fases de hielo podría dar a los científicos una pista de por qué el hielo cúbico no resultó correctamente en experimentos anteriores.
«Los monocristales observados en fase pura demuestran plenamente la nucleación heterogénea del hielo en fase pura Ic en las condiciones actuales», escribir los buscadores.
No se observó ninguna transición entre el hielo cúbico y el hexagonal, informa el equipo, y el hielo cúbico se mantuvo estable en las condiciones del experimento; 102 Kelvin (-171 grados Celsius o -276 grados Fahrenheit). Esta estabilidad ha sido un problema en el pasado.
Como muestra este experimento, es más probable que se formen cubos de hielo en temperaturas muy frías, muy por debajo de lo que obtendría con su congelador doméstico. Esto significa que comprenderlo es crucial para el estudio del hielo en la atmósfera superior, el hielo utilizado para la crioconservación, etc.
El caso aún no está del todo cerrado y los investigadores están de acuerdo en que se necesitan más investigaciones para confirmar la existencia y las propiedades del hielo cúbico, incluida la forma en que sus defectos pueden influir en su comportamiento.
«Examinar la estructura y la dinámica de los defectos en el hielo Ic es un paso clave para comprender la plasticidad del hielo a nivel molecular», escribir los buscadores.
La investigación ha sido publicada en Naturaleza.
