Un equipo de científicos de la Universidad de Hokkaido ha desentrañado un misterio de 150 años que rodea la fusión de la superficie de los cristales de hielo en entornos bajo cero mediante el uso de un microscopio óptico avanzado.

"El hielo está húmedo en su superficie":dado que este fenómeno, llamado derretimiento de la superficie, fue mencionado por el científico británico Michael Faraday hace más de 150 años, La pregunta de por qué el agua en la superficie del hielo no se congela en un ambiente bajo cero quedó sin respuesta.

En su búsqueda del mecanismo subyacente detrás de la fusión de la superficie, El equipo utilizó un microscopio óptico especial desarrollado conjuntamente con Olympus Corp. para observar cómo las capas de agua delgadas, o capas casi líquidas (QLL), nacen y desaparecen a distintas temperaturas y niveles de presión de vapor.

Según los hallazgos de los investigadores, Las delgadas capas de agua no mojan homogénea y completamente la superficie del hielo, un descubrimiento que va en contra de la sabiduría convencional. QLL, por lo tanto, no pueden existir de manera estable en equilibrio, y así vaporizar.

Es más, el equipo descubrió que las QLL se forman solo cuando la superficie del hielo crece o se sublima, en condiciones de vapor sobresaturado o insaturado. Este hallazgo sugiere fuertemente que las QLL son un estado transitorio metaestable formado a través del crecimiento de vapor y la sublimación del hielo. pero están ausentes en el equilibrio.

"Nuestros resultados contradicen el entendimiento convencional que respalda la formación de QLL en equilibrio, "dice Ken-ichiro Murata, autor principal del estudio en la Universidad de Hokkaido. "Sin embargo, comparar los estados de energía entre superficies mojadas y superficies secas, es una consecuencia corolario de que las QLL no se pueden mantener en equilibrio. El derretimiento de la superficie juega un papel importante en varios fenómenos como la lubricación sobre hielo, formación de un agujero de ozono, y generación de electricidad en nubes de tormenta, de los cuales nuestros hallazgos pueden contribuir a la comprensión ".

Es probable que la investigación proporcione un marco universal para comprender la fusión de superficies en otras superficies cristalinas, también.