Un equipo de científicos de la Universidad de Hokkaido ha desvelado un misterio de 150 años que rodea la fusión de la superficie de los cristales de hielo en ambientes 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 permaneciósin respuesta.
En su búsqueda del mecanismo subyacente detrás de la fusión de la superficie, el equipo usó un microscopio óptico especial desarrollado conjuntamente con Olympus Corp. para observar cómo las capas delgadas de agua, o capas casi líquidas QLL, nacen y desaparecen a diversas temperaturas yniveles de presión de vapor.
Según los hallazgos de los investigadores, las capas delgadas de agua no humedecen de manera homogénea y completa la superficie del hielo, un descubrimiento que va en contra de la sabiduría convencional. Por lo tanto, las QLL no pueden existir de manera estable en equilibrio y, por lo tanto, vaporizarse.
Además, 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 del vapor y la sublimación del hielo, pero sonausente en el equilibrio.
"Nuestros resultados contradicen la comprensión 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 húmedas y secas, es una consecuencia corolariaque las QLL no se pueden mantener en equilibrio. El derretimiento de la superficie juega un papel importante en varios fenómenos como la lubricación del hielo, la formación de un agujero de ozono y la generación de electricidad en nubes de tormenta, cuyos hallazgos pueden contribuir a la comprensión ".
Es probable que la investigación también proporcione un marco universal para comprender la fusión de superficies en otras superficies cristalinas.
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Materiales proporcionado por Universidad de Hokkaido . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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