DESCUBREN UN NUEVO TIPO DE HIELO CON PROPIEDADES SIMILARES AL AGUA

Un reciente hallazgo propone numerosos interrogantes acerca de la naturaleza del agua en estado líquido. La investigación, recién publicada en Science, revela una variante inusual de hielo denominada hielo amorfo. A diferencia del hielo cristalino convencional, en el cual las moléculas se disponen en un patrón regular, en el hielo amorfo las moléculas adoptan una disposición desordenada que se asemeja a la estructura de un líquido.

El equipo responsable del hallazgo generó una variante inédita de hielo amorfo mediante un experimento y desarrolló un modelo a nivel atómico mediante simulación digital. Los especialistas emplearon una técnica denominada molienda de bolas, que consiste en triturar hielo cristalino en diminutas partículas utilizando esferas de metal en un recipiente de acero. El molino de bolas, habitualmente se había usado para crear materiales amorfos, pero nunca se había empleado con el hielo.

Para llevar a cabo el experimento, sometieron el hielo común a una intensa agitación en compañía de las bolas de acero en un recipiente enfriado a -200 grados centígrados. Tras realizar esta técnica, los investigadores descubrieron que la molienda de bolas generaba una variante amorfa de hielo que, en contraposición a otros tipos de hielo conocidos, presentaba una densidad semejante a la del agua en estado líquido, y su estado se asemejaba al del agua en su forma sólida.

Lo llamaron hielo amorfo de densidad media (MDA). Para lograr comprender el proceso a nivel molecular, el equipo empleó la simulación digital. Al simular este proceso de molienda de bolas mediante la repetición de cortes aleatorios en el hielo cristalino, lograron con éxito crear un modelo digital de MDA. 

En la siguiente imagen, a la izquierda puedes ver el hielo cristalino ordinario y a la derecha MDA, ambos a escala atómica. 

“Nuestro descubrimiento de MDA plantea muchas preguntas sobre el agua líquida, por lo que es muy importante comprender la estructura atómica precisa de MDA. Encontramos similitudes notables entre la MDA y el agua líquida” declaró Michael Davies, coautor que llevó a cabo este modelo. 

Hasta este punto, han existido dos tipos principales de hielo amorfo: el de alta y el de baja densidad. Como sus nombres indican, existe una marcada diferencia de densidad entre ellos. Esta disparidad, junto con el hecho de que la densidad del agua en estado líquido se sitúa en el punto intermedio, ha sido fundamental para comprender las propiedades del agua en su fase líquida. En parte, esta observación ha llevado a la sugerencia de que el agua podría constar de dos líquidos (uno de alta densidad y otro de baja densidad) a temperaturas muy frías y que, en teoría, a cierta temperatura, ambos podrían coexistir, con un tipo flotando sobre el otro; hipótesis que se ha demostrado a través de una simulación digital, pero no se ha corroborado con experimentos. 

No obstante, el hallazgo del MDA plantea interrogantes acerca de la validez de esta teoría sobre el agua, según el grupo de investigadores.

Salzmann sostiene que los modelos previamente establecidos “deben volver a ponerse a prueba” para poder explicar la existencia de hielo amorfo de densidad media.“Este podría ser el punto de partida para explicar por fin el agua líquida”.

Además, MDA muestra una propiedad excelente que no se encuentra en otras formas de hielo.

(En la siguiente imagen puedes ver un frasco real de hielo amorfo de densidad media). 

Usando calorimetría, descubrieron que cuando la MDA se recristaliza en hielo ordinario, libera una cantidad extraordinaria de calor. El calor que libera la recristalización de MDA, posiblemente contribuya a la activación de los movimientos tectónicos. En un sentido más amplio, este hallazgo indica que el agua puede actuar como una sustancia geofísica de alta energía capaz de desencadenar reacciones en las capas terrestres.

El profesor Angelos Michaelides, quien encabeza la investigación en el Departamento de Química Yusuf Hamied de la Universidad de Cambridge, expresó: “Se dice que el hielo amorfo en general es la forma de agua más abundante en el universo. Estamos ahora en el inicio de un proceso para comprender la cantidad y la actividad geofísica de esta nueva variante que hemos descubierto”, finalizó.

Fuentes: infobae, Tiempo.com