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| Peizhen Xu, Bowen Cui, Xin Guo y Limin Tong, Universidad de Zhejiang |
Una forma de hielo flexible y elástica
Al crecer en pequeñas hebras, el hielo puede doblarse y luego volver a su forma original. Estas microfibras son la forma de hielo más flexible jamás creada.
La mayor parte del hielo de agua es extremadamente rígido y quebradizo, y se rompe fácilmente en lugar de doblarse. Sin embargo, un único y largo cristal de hielo puede ser mucho más flexible. Limin Tong, de la Universidad de Zhejiang, en Hangzhou (China), y sus colegas han aprovechado esta cualidad para fabricar el hielo de agua más elástico de la historia, cercano al límite teórico de su flexibilidad.
Hicieron sus fibras utilizando vapor de agua canalizado en una pequeña cámara mantenida a una temperatura de -50 °C. Un campo eléctrico en la cámara atrajo las moléculas de agua hacia una aguja de tungsteno, donde se cristalizaron para construir fibras de hasta unos pocos micrómetros de diámetro.
A continuación, los investigadores enfriaron el hielo aún más, a una temperatura de entre -70 °C y -150 °C, y midieron la tensión elástica de las fibras, que es un medio para evaluar cuánto se dobla y deforma un material. Comprobaron que estas fibras eran más elásticas que cualquier otra estructura de hielo de agua que se haya medido: algunas podían doblarse casi hasta formar círculos y todas volvían a doblarse en líneas rectas después.
"Anteriormente, la mayor tensión elástica observada experimentalmente en el hielo era de alrededor del 0,3 por ciento, pero ahora tenemos un 10,9 por ciento en las microfibras de hielo, mucho más flexible que cualquier hielo anterior", dice Tong. El límite teórico de la tensión elástica en el hielo de agua está entre el 14 y el 16,2 por ciento.
Cuando Tong y su equipo examinaron los hilos de hielo en detalle, encontraron indicios de la presencia de una segunda forma de hielo más densa que el tipo de hielo que constituye la mayoría de las fibras. La tensión en la parte doblada de la fibra puede haber impulsado una transformación en el hielo, lo que significa que estas fibras podrían ayudarnos a entender cómo funcionan estos cambios.
Las microfibras son extremadamente transparentes, por lo que podrían utilizarse para transportar la luz, pero sus requisitos de temperatura lo dificultarían. Por ahora, su principal utilidad es estudiar la física a pequeña escala del hielo.
Fuentes, créditos y referencias:
Referencia de la revista: Science, DOI: 10.1126/science.abh3754