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Cientistas criam em laboratório uma nova estrutura de gelo

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Recentemente, os cientistas conseguiram criar em laboratório a 19ª forma de gelo. De acordo com os especialistas, só foi possível criar o raro cristal enrijecido a base de água com a ajuda de temperaturas ultrabaixas e a influência de pressões ultraltas.

Nomenclatura

“Para nomear a nova forma de gelo que criamos foi preciso elucidar exatamente a estrutura do cristal”, disse Thomas Loerting, professor de físico-química da Universidade de Innsbruck, na Áustria. “Isso significa que tivemos que descobrir um padrão de repetição e, consequentemente, onde todos os átomos estão localizados, bem como a sua simetria”.

“Como conseguimos identificar todos esses fatores, tivemos permissão para nomear o cristal como gelo XIX”, revelou o especialista em entrevista ao portal de notícias LiveScience.

A descoberta foi publicada no dia 18 de fevereiro, na revista Nature Communications, ao lado de um estudo realizado por pesquisadores do Japão que confirmaram o experimento.

Família

Quase todos nós sabemos que existe uma bela variedade de flocos de neve, os quais refletem um arranjo hexagonal – formado, principalmente, por conta dos átomos de oxigênio.

Esses cristais regulares de seis lados – ou, caso prefira, gelo I – são na verdade apenas um dos 18 polimorfos diferentes de gelo que foram formalmente identificados ao longo dos anos.

Embora à primeira vista a estrutura destes cristais seja harmoniosa, todos são classificados como “desordenados”, pois enquanto os átomos de oxigênio presentes nas moléculas lhe fornecem uma forma harmoniosa de um hexágono, os átomos de hidrogênio são orientados aleatoriamente em torno deles, o que permitem que os mesmos se deformem sob pressão. “Esta é a razão pela qual as geleiras fluem”, disse Loerting.

Nesse ínterim, vale ressaltar que os átomos de hidrogênio presentes em vários outros polimorfos de gelo, mesmo sendo desordenados, também têm seus próprios padrões e, por isso, são classificados como “ordenados por hidrogênio” ou “ordenados H”, que ao contrário dos gelos desordenados, os da ordem H, em vez de se deformaram, se quebram por serem muito frágeis.

Por possuir um padrão aleatório de átomos de hidrogênio, a 19ª forma de gelo foi inserida à ordem H, colocando-o, assim, dentro da mesma família do gelo VI, que também segue padrão aleatório de átomos de hidrogênio, bem como o gelo VI e o gelo XV.

“Gelo VI, gelo XV e gelo XIX são todos muito semelhantes em termos de densidade porque compartilham o mesmo tipo de rede de átomos de oxigênio”, explica Loerting. “Mas eles diferem em termos das posições dos átomos de hidrogênio, por isso são desordenados”.

Essa é a primeira vez que tal relação entre polimorfos de gelo foi descoberta. A novidade, agora, pode ajudar os pesquisadores a entender as transições entre uma forma de gelo e outra.

A formação do novo gelo

A equipe de Loerting conseguiu produzir o gelo XIX pela primeira vez em seus experimentos de laboratório há três anos atrás, desacelerando o processo de resfriamento do gelo XV e aumentando consideravelmente a pressão.

Os detalhes da estrutura cristalina do gelo XIX iludiram os pesquisadores até os mesmos começarem a estudar o processo chamado de difração de nêutrons, o qual revela a estrutura atômica de um material ao refletir o fluxo de nêutrons e o padrão de difração resultante.

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