Odkryto nowy rodzaj lodu w naturze

Zacznijmy od tego, co to znaczy, że istnieje nowy rodzaj lodu. Lód to lód, prawda? Nie do końca. Wszyscy znamy tę substancję, lód jest przecież obecny wszędzie na Ziemi i odgrywa istotną rolę w kilku dziedzinach, i to nie tylko takich jak doprowadzenie napoju do odpowiedniej temperatury. Lód jest kluczową substancją w takich procesach jak powstawanie chmur, co wpływa na pogodę a w szerszym sensie na klimat i jego zmiany. Lód jest również niezbędny w procesie krioprezerwacji, czyli np. mrożenia żywności.

Tyle jeśli chodzi o przypomnienie sobie informacji z początków edukacji w szkole podstawowej. Jednak lód ma o wiele bardziej skomplikowaną naturę, niż mogłoby się wydawać. Struktura lodu zależy od warunków środowiskowych, takich jak temperatura i ciśnienie, które panują w momencie jego formowania. W lodzie sześciennym, czyli składającym się z sześcianów, cząsteczki wody i kryształy lodu są ułożone w sześcienny wzór, stąd jego nazwa.

Jak możemy przeczytać we wstępie publikacji w magazynie „Nature”, rola lodu jest określona przez jego zachowanie podczas formowania i związaną z tym strukturę. Nie są one jednak w pełni poznane. "Badanie struktury i dynamiki defektów w lodzie Ic stanowi kluczowy krok w kierunku zrozumienia plastyczności lodu na poziomie molekularnym" twierdzą badacze.

W szczególności w świecie nauki od dawna toczy się debata na temat tego, czy woda może tworzyć tzw. lód sześcienny w procesie zamarzania. Nie chodzi tu oczywiście o sześciokątną kostkę lodu, jaką można znaleźć w zamrażarce. Mowa tu o obecnie nieopisanej dokładnie strukturze lodu sześciokątnego. Do tej pory lód sześcienny był nieodróżnialny od lodu nieuporządkowanego, czyli takiego, który zbudowany jest ze struktur opartych o sekwencje sześcienne, jak np. klasyczna kostka do gry, a także sześciobocznych.

Naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk (CAS) w najnowszym badaniu dokonali, jak twierdzą, czegoś nowego. Stworzyli oni całkowicie czysty lód sześcienny, o technicznej nazwie „Ice Ic”. To odkrycie może mieć ogromny wpływ na niezliczoną liczbę dziedzin życia, począwszy od wytwarzania specjalistycznych tworzyw po walkę z globalnym ociepleniem.

Jedna z takich faz nazywana jest lodem sześciennym i jest przedmiotem ciągłej debaty naukowej. W rzeczywistości niektórzy badacze kwestionowali nawet jego istnienie. Lód, który wcześniej był opisywany jako w dużej mierze sześcienny, może w rzeczywistości być mieszaniną zawierającą inne, bardziej zróżnicowane rodzaje lodu.

Teraz do gry weszła technika o nazwie „transmisyjna mikroskopia elektronowa” (TEM) polegającej na wykorzystaniu wiązki elektronów do obrazowania obiektów w skali molekularnej. Przy jej użyciu zespół naukowców przyjrzał się formowaniu lodu na płaskich, dwuwymiarowych arkuszach węgla zwanych grafenem w bardzo niskich temperaturach.

Lód, który się uformował, był przede wszystkim lodem sześciennym, z mniejszą ilością bardziej regularnego, heksagonalnego lodu (Ice Ih) obok niego. To, że doszło do utworzenia się lodu o odmiennej strukturze, może dać naukowcom wskazówkę, dlaczego lód sześcienny nie pokazał się prawidłowo w poprzednich eksperymentach.

Póki co, naukowcy przyznają, że konieczne są dalsze badania, aby potwierdzić istnienie i właściwości lodu sześciennego. Chodzi między innymi o zrozumienie, jak defekty w jego strukturze mogą wpływać na jego zachowanie. Zrozumienie tych kwestii może okazać się kluczowe dla badania lodu w górnych warstwach atmosfery, lodu używanego do krioprezerwacji.