¿Hielo que se dobla? El agua congelada también puede ser flexible

El hielo que conocemos de forma cotidiana, antes que deformarse, se rompe en pedazos. Y es que el agua en forma sólida, adquiere dureza, aunque también tenga un buen grado de fragilidad.

Por eso, pensar que existe algo como “hielo flexible” parece un poco lejano a la realidad que conocemos.

Sin embargo resulta que el agua, como muchos otros materiales, no tiene una sola forma de ser sólida.

Cuando un material pasa de estado líquido a sólido, sus partículas se arreglan de diferente forma, casi siempre quedan más ordenadas.

Este orden puede ser diferente dependiendo de las condiciones en las que se haga el cambio de estado de agregación, es decir el paso de líquido a sólido.

Para nosotros la única forma de hacer hielo, es usar un congelador convencional, pero en un laboratorio, hay más de una forma de hacer hielo.

Hielo con imperfecciones

Cuando nosotros congelamos el agua para hacer hielo, además de que obtenemos un hielo duro y quebradizo, también podemos notar que tiene muchas imperfecciones. 

Así que los cubos de hielo nos son igual de transparentes que el agua líquida: pueden ser opacos o tener imperfecciones evidentes en su estructura. 

En el estado líquido sus partículas no están fijas y se mueven con cierta libertad unas entre otras, porque tienen energía cinética que les permite desplazarse.

En el estado sólido, las partículas están en un lugar fijo y no pueden desplazarse, si acaso vibran en su lugar, eso quiere decir que tienen mucho menos energía cinética. Así que para que un material pasa de líquido a sólido debemos quitarle energía a sus partículas.

Cuando las partículas van disminuyendo su energía se quedan en sitios fijos pero si este proceso no es del todo controlado, el acomodo puede no ser tan perfecto, dando lugar a las imperfecciones que observamos en el hielo común.

Esos defectos, se deben a que, si hay secciones de partículas que no están del todo alineadas, ahí pueden existir pequeñas fracturas, que contribuyen a la fragilidad del hielo.

Entonces, si logramos controlar las condiciones de congelación, podríamos obtener hielo más prístino y más resistente. Pero incluso si modificamos más las condiciones podremos obtener uno de un tipo muy particular.

Resortes congelados

Eso fue lo que hizo justamente un grupo de científicos de la Universidad Zhejiang de China: usar ciertas condiciones específicas para obtener un hielo más perfecto y con ciertas propiedades.

Para conseguirlo, no solo usaron temperaturas bajas, sino electricidad: aplicaron corriente eléctrica a una aguja que estaba dentro de una cámara de congelación.

Dentro de esa cámara de congelación había humedad, es decir vapor de agua, que fue atraída por la aguja electrificada donde se congeló formando fibras de hielo mucho más delgadas que un cabello humano.

Las bajas temperaturas y campos eléctricos lograron que todas las partículas de agua estuvieran perfectamente alineadas, dando una estructura mucho más cristalina al hielo y sin defectos.

Estas microfibras además mostraron propiedades mecánicas muy particulares: pueden doblarse sin romperse: incluso pudieron curvarlas casi por completo para formar diminutos círculos de hielo.

Además, las fibras tienen un comportamiento elástico: es decir que después de deformarse recupera su forma original.

Esto indica que bajo la presión el acomodo de las moléculas del agua puede modificarse, pero en este caso puede regresar al acomodo inicial.

En la naturaleza hay algunos ejemplos de estas fibras cristalinas: por ejemplo algunas secciones de los copos de nieve podrían estar formadas por estructuras de este tipo. Lo cual quiere decir que los copos de nieve podrían ser flexibles, al menos en parte.

Así que la próxima vez que vean nevar piensen que están cayendo pequeños resortes de hielo sobre la Tierra o sobre ustedes.