Afinal, uma variante contestada do gelo pode existir na natureza, de acordo com um novo experimento: WebCuriosos
No nível molecular, o gelo de água pode se formar a partir de uma rica variedade de estruturas. Embora sejam todos bastante semelhantes na aparência geral, as diferenças em suas propriedades significam arranjos distintos de H solidificado.2O também pode reagir e se comportar de maneira diferente.
Uma dessas fases é chamada de gelo cúbico e é objeto de debate científico contínuo. Na verdade, alguns pesquisadores até questionaram se ela realmente existe. Gelo que anteriormente foi descrito como em grande parte cúbico pode na verdade ser uma mistura contendo outros tipos de gelo mais comuns.
Num novo estudo, cientistas da Academia Chinesa de Ciências (CAS) e de outras instituições afirmam ter criado gelo cúbico – ou Ice Ic, para dar o seu termo técnico. As descobertas podem ter implicações em tudo, desde as alterações climáticas até à ciência dos materiais.
“[T]aqui está um debate de longa data sobre se a água pode congelar para formar gelo cúbico – uma fase atualmente não descrita no espaço de fase do gelo hexagonal comum,” escrever os pesquisadores em seu artigo publicado.
A fase de um gelo é definida pelas condições ambientais – como temperatura e pressão – que estão em jogo quando ele se forma. No gelo cúbico, as moléculas de água e os cristais de gelo estão dispostos em um padrão cúbico, daí o nome.
Usando uma técnica conhecida como microscopia eletrônica de transmissão (TEM), a equipe analisou a formação de gelo em folhas 2D de carbono chamadas grafeno em temperaturas muito baixas. TEM usa feixes de elétrons e suas reações a objetos de imagem em escalas moleculares.
O gelo que se formou era principalmente gelo cúbico, com uma quantidade menor de gelo hexagonal mais regular (Ice Ih) ao lado dele. A formação de duas fases de gelo pode dar aos cientistas uma pista sobre a razão pela qual o gelo cúbico não apareceu adequadamente em experiências anteriores, diz a equipa.
“Os monocristais de fase pura observados demonstram totalmente a nucleação heterogênea do gelo de fase pura Ic nas condições atuais,” escrever os pesquisadores.
Não foram observadas transições entre gelo cúbico e hexagonal, relata a equipe, e o gelo cúbico permaneceu estável nas condições do experimento; 102 Kelvin (-171 graus Celsius ou -276 graus Fahrenheit). Essa estabilidade foi um problema no passado.
Como mostra este experimento, é mais provável que o gelo cúbico se forme em temperaturas muito baixas, muito abaixo do que você conseguiria com seu freezer doméstico. Isso significa que entendê-lo é crucial para o estudo do gelo na alta atmosfera, do gelo usado para criopreservação e assim por diante.
O caso ainda não está totalmente encerrado e os investigadores reconhecem que são necessárias mais investigações para confirmar a existência e as propriedades do gelo cúbico – incluindo a forma como os seus defeitos podem influenciar o seu comportamento.
“O exame da estrutura e dinâmica dos defeitos no gelo Ic fornece um passo fundamental para a compreensão da plasticidade do gelo a nível molecular,” escrever os pesquisadores.
A pesquisa foi publicada em Natureza.
