Por debajo del 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 características implican distintos arreglos de H.₂O también puede interactuar y actuar de manera diferente.

Una de estas fases se llama hielo cúbico y es objeto de debate científico en curso. De hecho, algunos investigadores se han preguntado si realmente existe. hielo arriba ha sido descrito En realidad, puede ser una mezcla que contenga otros tipos de glaseado más comunes.

En un nuevo estudio, científicos de la Academia de Ciencias de China (CAS) y otras instituciones afirman haber creado cubos de hielo — o Ice Ic, para darle el término técnico. Los hallazgos podrían tener implicaciones para 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 cubos de hielo, una fase actualmente no descrita en el espacio de fases del hielo hexagonal normal”. El escribe Los investigadores en su artículo publicado.

La fase de hielo está determinada por las condiciones ambientales, como la temperatura y la presión, que entran en juego cuando se forma. En los cubitos de hielo, las moléculas de agua y los cristales de hielo están dispuestos en un patrón cúbico, de ahí el nombre.

Usando una técnica conocida como microscopía electrónica de transmisión (Tim), el equipo observó la formación de hielo en láminas bidimensionales de carbono llamadas grafeno a temperaturas muy bajas. TEM utiliza haces de electrones y sus reacciones a imágenes de objetos a escala molecular.

El hielo que se formó era esencialmente hielo cúbico, con una cantidad menor del hielo hexagonal más regular (Ice Ih) a su lado. El equipo dice que estas dos fases de hielo formadas pueden dar a los científicos una pista de por qué los cubos de hielo no aparecieron correctamente en experimentos anteriores.

“Los cristales monofásicos puros observados muestran completamente la nucleación heterogénea del hielo puro en fase Ic en las condiciones actuales”. El escribe Investigadores.

No se observaron transiciones entre el hielo en cubos y el hielo hexagonal, informó el equipo, y el hielo en cubos se mantuvo estable en las condiciones del experimento; 102 K (-171 grados Celsius o -276 grados Fahrenheit). Esta estabilidad ha sido un problema en el pasado.

Como muestra este experimento, es mucho menos probable que se formen cubitos de hielo a temperaturas muy frías que con un congelador doméstico. Es decir, comprenderlo es fundamental para estudiar el hielo en la atmósfera superior, el hielo utilizado en la crioconservación, etc.

El caso aún no está completamente cerrado y los investigadores reconocen que se necesitan más investigaciones para confirmar la existencia y las propiedades del cubo de hielo, incluida la forma en que sus imperfecciones podrían afectar su comportamiento.

“El examen de la estructura y la dinámica de los defectos en los núcleos de hielo proporciona un paso clave para comprender la resistencia del hielo a nivel molecular”. El escribe Investigadores.

Investigación publicada en naturaleza.