Scienziati scoprono una nuova insolita forma di ghiaccio: il ghiaccio 0
Ricercatori giapponesi dell’Università di Tokyo hanno identificato una nuova forma di ghiaccio , denominata ghiaccio 0 , che si forma vicino alla superficie dell’acqua. Questa scoperta potrebbe rivoluzionare la comprensione scientifica della formazione del ghiaccio e avere impatti significativi in diversi settori, tra cui gli studi climatici e le scienze alimentari. Il ghiaccio 0 ha la capacità di innescare la cristallizzazione dell’acqua super-raffreddata, facilitando la formazione di cristalli di ghiaccio.
Il processo di nucleazione del ghiaccio, generalmente avviene in modo eterogeneo, ovvero su una superficie solida. Tuttavia, il nuovo studio pubblicato su Nature Communications dimostra che la cristallizzazione può avvenire anche appena sotto la superficie dell’acqua, dove entra in contatto con l’aria. In queste condizioni, il ghiaccio si nuclea attorno a piccoli precursori che presentano una struttura ad anello caratteristica del ghiaccio 0.
Questi precursori del ghiaccio 0 hanno una struttura molto simile all’acqua super-raffreddata, il che permette alle molecole d’acqua di cristallizzarsi più facilmente, senza dover direttamente formare la struttura del ghiaccio regolare. I precursori del ghiaccio 0 si formano spontaneamente a causa degli effetti della pressione negativa generata dalla tensione superficiale dell’acqua. Una volta iniziata la cristallizzazione da questi precursori, le strutture simili al ghiaccio 0 si riorganizzano rapidamente nella forma più familiare del ghiaccio I.
Il capo ricercatore dello studio, Gang Sun, ha evidenziato come le simulazioni abbiano mostrato che una goccia d’acqua ha maggiori probabilità di cristallizzarsi vicino alla superficie libera in condizioni isotermiche, risolvendo un dibattito di lunga data su dove avviene più facilmente la cristallizzazione, se sulla superficie o all’interno.
Hajime Tanaka, autore senior dello studio, ha sottolineato le implicazioni di vasto raggio di questa ricerca, notando che i risultati relativi al meccanismo di cristallizzazione superficiale dell’acqua potrebbero contribuire significativamente a vari campi, inclusi gli studi climatici e le scienze alimentari, dove la cristallizzazione dell’acqua gioca un ruolo cruciale.
La comprensione dettagliata del ghiaccio e del suo processo di formazione può fornire intuizioni preziose in diverse aree di studio, inclusa la meteorologia, dove la formazione di ghiaccio tramite precursori simili al ghiaccio 0 potrebbe avere un effetto molto più evidente in piccole gocce d’acqua come quelle presenti nelle nuvole. Questa conoscenza può anche beneficiare la tecnologia, dalle scienze alimentari alla climatizzazione.