Descubierta una nueva forma de hielo amorfo de "densidad media" formada mediante ball-milling (molinos de bolas)

Según informan los investigadores, la técnica "ordinaria" de ball-milling a bajas temperaturas –un proceso que implica agitar vigorosamente un recipiente enfriado criogénicamente lleno de hielo y bolas de acero– crea una forma amorfa previamente no reconocida con una densidad cercana a la del agua líquida. Este hallazgo sugiere que el agua es más compleja a bajas temperaturas de lo que se reconocía anteriormente, algo que no solo tiene implicaciones para nuestra comprensión del agua y sus curiosas e inexplicables anomalías, sino también para nuestra comprensión sobre cómo existe y actúa el agua en todo el universo. El agua congelada puede adoptar múltiples formas. Se conocen 20 fases comunes o cristalinas del hielo de agua y al menos dos familias de forma amorfa. A diferencia del hielo común, cuyas moléculas están dispuestas regularmente en una rejilla hexagonal, las formas amorfas carecen de una estructura cristalina altamente ordenada. Si bien el agua casi congelada en la Tierra existe en forma de hielo cristalino, el hielo amorfo es probablemente la estructura más común del agua en el universo en su conjunto. En general, los hielos amorfos se distinguen por sus densidades: el hielo amorfo de baja densidad presenta una densidad de 0,94 g/cm³ y las formas de hielo amorfo muestran una elevada densidad, que comienza a partir de los 1,13 g/cm³. Sin embargo, ni los hielos cristalinos ni los amorfos presentan una forma con una densidad cercana a la del agua líquida (~1 g/cm³). Esta brecha de densidad constituye una piedra angular de nuestra comprensión actual del agua. Alexander Rosu-Finsen y sus colegas muestran ahora que al aplicar la técnica de ball-milling al hielo común a casi -200 grados Celsius (77 grados Kelvin) se alcanza una forma de "densidad media" de hielo amorfo (MDA) con una densidad de 1,06 ±0,06 g/cm³. La técnica de ball-milling se ha empleado para crear otros materiales amorfos, como aleaciones metálicas y compuestos inorgánicos, pero no se había aplicado previamente al hielo. Aplicando una serie de técnicas experimentales y simulación computacional, Rosu-Finsen et al. evaluaron y caracterizaron la naturaleza de esta nueva forma de hielo, revelando su estructura diferenciada y sus propiedades mecánicas únicas. Según los autores, estos hallazgos dan lugar a nuevas e interesantes cuestiones sobre la naturaleza estructural del MDA, entre ellas si constituye o no el verdadero estado vítreo del agua líquida.