Gli scienziati hanno scoperto una nuova forma esotica di ghiaccio

Finora si conoscevano 18 forme cristalline di ghiaccio, che differiscono nella disposizione dei loro atomi. Tuttavia,

in senso stretto, questi non sono proprio idealicristalli, ma sistemi disordinati in cui le molecole d'acqua sono orientate casualmente in diverse direzioni spaziali. Tipi di ghiaccio, detti polimorfi, si formano a seconda della pressione e della temperatura e hanno proprietà molto diverse. Ad esempio, i loro punti di fusione differiscono di diverse centinaia di gradi Celsius. Gli scienziati confrontano i tipi di ghiaccio con il diamante e la grafite, entrambi costituiti da carbonio puro.

Ora ce ne sono 19. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communications.

In fiocchi di neve o cubetti di ghiaccio dal frigoriferogli atomi di ossigeno sono esagonali. Questa forma è chiamata ghiaccio I. Non ci sono altre forme di ghiaccio sulla superficie della Terra, sebbene in condizioni di laboratorio, cambiando la temperatura e la pressione, gli scienziati ottengano altre modifiche cristalline: polimorfi.

Forme di ghiaccio VI e ghiaccio VII ad alta pressionesi trovano come inclusioni nei diamanti e sono quindi stati aggiunti all'elenco dei minerali dall'International Mineralogical Association (IMA). Molte varietà di ghiaccio d'acqua si formano nella vastità dello spazio in condizioni speciali di pressione e temperatura. Si trovano, ad esempio, su corpi celesti come la luna di Giove Ganimede, che è ricoperta da strati di ghiaccio di vario genere.

Modificando le condizioni per la cristallizzazione del ghiaccio VI, cioè rallentando il processo di raffreddamento e aumentando la pressione a circa 20 kilobar, gli autori hanno ottenuto una modifica con una nuova disposizione degli atomi di idrogeno - ghiaccio XIX.

“A questo punto abbiamo trovato chiaroprova che si tratta di una nuova variante ordinata, ma all’epoca non eravamo in grado di capire la sua struttura cristallina”, spiega il responsabile dello studio Thomas Loerting.

Nello studio attuale, gli autori sono riuscitifatto, e utilizzando il metodo della diffrazione dei neutroni, che è considerato il gold standard per determinare la struttura cristallina. Per questo, è stato necessario trovare la migliore variante della struttura tra i risultati di diverse migliaia di misurazioni.

Ice XV e Ice XIX sono la prima coppia correlata di specie di ghiaccio polimorfico in cui il reticolo di ossigeno è lo stesso, ma l'ordine degli atomi di idrogeno è diverso.

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