El hielo es rígido y quebradizo; si lo dobla, se romperá en dos. ¿Derecha? No exactamente. Los investigadores acaban de descubrir que cuando se cultiva en pequeñas hebras, el hielo puede desafiar su reputación de romperse, volviéndose tan elástico que incluso puede doblarse en un bucle, según un nuevo estudio.
Estas microfibras de hielo son tan flexibles que están cerca del límite teórico de la elasticidad del hielo. Quizás incluso más fresco, los científicos que cultivaron el hielo flexible piensan que sus diminutas hebras de hielo podrían conducir a una avalancha de nuevas formas de comprender mejor el hielo en su estado natural y una tecnología más eficiente para transmitir la luz.
En teoría, el hielo en el mundo real podría ser tan flexible como el hielo de los investigadores, pero defectos como grietas y desalineaciones de cristales hacen que el hielo natural sea mucho más frágil.
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La deformación elástica teórica máxima del hielo de agua, o el porcentaje de su tamaño que puede estirarse o doblarse antes de volver a su forma original, es aproximadamente del 15%. Eso significa que, en teoría, el hielo podría estirarse un 15% adicional de su longitud y aún así volver a saltar. Sin embargo, la deformación elástica más alta registrada anteriormente para el hielo fue de solo alrededor del 0.3%. Al crear hielo con la menor cantidad posible de imperfecciones estructurales, los investigadores crearon microfibras de hielo con una tensión elástica máxima del 10,9%.
Para crear su hielo súper flexible, el equipo bombeó vapor de agua a una cámara ultra fría que se enfrió a alrededor de menos 58 grados Fahrenheit (menos 50 grados Celsius). Moléculas de agua, porque tienen una ligera carga positiva en un lado donde su hidrógeno átomos son y una carga negativa en el otro donde su oxígeno átomo es, entonces fueron atraídos por la punta cargada de un tungsteno aguja, donde cristalizaron, formando pequeñas fibras de solo unos pocos micrómetros de ancho, una fracción del ancho de un cabello humano.
Las fibras de hielo se cristalizan en una aguja de tungsteno súper enfriada. (Crédito de la imagen: Peizhen Xu, Bowen Cui, Xin Guo y Limin Tong, Universidad de Zhejiang) Debido a su pequeño tamaño y rápida formación, estas fibras tenían muy pocas imperfecciones. Después de enfriar más las fibras, entre menos 94 F (menos 70 C) y menos 238 F (menos 150 C), el equipo midió su tensión elástica. Descubrieron que las fibras eran más elásticas que cualquier otro tipo de hielo de agua jamás medido: las fibras podían doblarse en círculos parciales y todas volvían a su forma original después de ser liberadas. El equipo dice que si bien mucha investigación ha desarrollado bigotes de hielo como los suyos en el laboratorio, los estudios anteriores se centraron más en cómo crecieron los cristales y la forma que tomaron, en lugar de sus notables propiedades mecánicas.
Al examinar la estructura de las hebras de hielo, el equipo descubrió que partes de las fibras adquirían una forma diferente y más densa cuando se sometían a estrés. Los investigadores creen que el estrés podría haber causado que las hebras cambiaran de fase a una estructura cristalina más duradera. Esta observación, si va seguida de más experimentos con su hielo flexible, podría brindar a los investigadores una nueva forma de estudiar el hielo que ha sido sometido a presión, ya sea en glaciares, cometas o aeroplanos y turbinas eólicas.
Los investigadores también notaron que sus hebras de hielo eran extremadamente transparentes, por lo que colocaron una pequeña linterna en los extremos de cada hebra y vieron que la luz se transmitía a través de las fibras tan fácilmente como a través de guías de ondas de última generación. , que son dispositivos que se utilizan para ayudar en la transmisión de luz actuando como conductos. Debajo-temperatura Los requisitos harían que las fibras de hielo sean difíciles de usar en la mayoría de los equipos, pero aún podrían usarse en algunos dispositivos de temperatura bajo cero, como sensores de luz de baja temperatura muy precisos.
Los investigadores publicaron sus hallazgos el 9 de julio en la revista Ciencias .
Publicado originalmente en Live Science.
Esta nota es parte de la red de Wepolis y fué publicada por Lorena Milanovic el 2021-07-13 19:58:14 en:Link a la nota original
