Cientistas chineses resolvem mistério do gelo de diamante

Presente em toda a Terra, o gelo tem um papel essencial em várias áreas, como a física das nuvens, as alterações climáticas e a criopreservação. Sua função é determinada por seu comportamento de formação e estrutura associada: geralmente, são hexagonais, mas, sob certas condições, podem parecer diamantes – o que desafiava a comunidade científica. 

Agora, um artigo publicado esta semana na revista Nature pode colocar fim a esse mistério. Conduzido por cientistas chineses, o estudo descreve a formação de cristalitos de gelo em tempo real em resolução molecular. O experimento finalmente explica como a água congela em uma estrutura cristalina cúbica que lembra um diamante.

Acredita-se que o gelo cúbico, como a estrutura é chamada, seja responsável por um tipo particular de “anel” ao redor do Sol ou da Lua chamado halo de Scheiner. Não se sabe, no entanto, há quanto tempo ele existe no Universo, já que detectá-lo em sua fase pura foi um desafio nos experimentos.

Liderados por pesquisadores do Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências, os autores do novo estudo usaram imagens de microscopia eletrônica de transmissão criogênica in situ e deposição de vapor de água no grafeno para acompanhar a formação de cristais de gelo a partir de vapor a menos 170 graus Celsius.

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Eles descobriram que a maior parte do gelo resultante era gelo cúbico de fase pura, demonstrando que a nucleação do gelo cúbico é preferencial em substratos de baixa temperatura. A proporção de gelo com uma estrutura de rede hexagonal aumenta ao longo do tempo.

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Segundo a agência de notícias chinesa Xinhua, o estudo observou que um fator determinante que afeta a formação dessa estrutura é uma interface heterogênea, facilmente encontrada na queda de neve, durante a qual as moléculas de água crescem na superfície de minúsculas partículas de poeira.

“A imagem direta e do espaço real neste estudo resolveu a controvérsia sobre o gelo cúbico e aprofundou a compreensão do comportamento da formação de gelo sob diferentes condições, o que pode ter amplas aplicações na ciência dos materiais, geologia e ciência climática”, disseram os pesquisadores em comunicado.

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