doi.org/10.1063/5.0211501
Credibilidade: 999
#Gelo
Um novo estudo observou com sucesso a estrutura do gelo no anticongelante, revelando uma superfície plana com etapas moleculares ocasionais, melhorando a nossa compreensão da interação do gelo com os líquidos.
O gelo na natureza está cercado por líquido na maior parte do tempo e, portanto, é fundamental entender como o gelo e o líquido interagem.
Um estudo da Universidade de Kobe e do Instituto de Ciência Molecular pôde agora, pela primeira vez, observar diretamente a forma precisa do gelo na interface entre o gelo e o líquido – usando anticongelante e um microscópio refrigerado.
Quando deslizamos no gelo, quando se formam flocos de neve, quando lambemos um sorvete, a superfície do gelo está sempre coberta de água líquida, e compreender a interação entre a água líquida e o gelo é vital para compreender todo o fenômeno.
No entanto, como o gelo e a água se transformam rapidamente um no outro, tem sido impossível observar diretamente a interface entre os dois.
Para chegar mais perto da compreensão de como o gelo interage com o líquido circundante, pesquisadores liderados por Hiroshi Onishi, da Universidade de Kobe, decidiram tentar a segunda melhor opção.
Ele diz: Tivemos a ideia de medir gelo imerso em anticongelante com temperatura inferior a 0°C.
Dessa forma, o gelo não derrete e a interface não se move, e deveria ser possível fazer observações precisas.
Mesmo assim, os pesquisadores lutaram para obter boas medições do gelo.
Através de vários processos de tentativa e erro, descobrimos que precisávamos resfriar todo o sistema do microscópio em uma caixa de resfriamento, e foi necessária alguma engenhosidade para garantir que o microscópio de força atômica, um instrumento de medição de precisão, pudesse operar de forma estável em temperaturas abaixo de zero.
– explica o pesquisador da Universidade de Kobe.
No The Journal of Chemical Physics, o grupo publicou agora seus resultados.
Eles descobriram que, enquanto o gelo sem líquido circundante apresenta os chamados pilares de gelo – com cerca de 20 nanômetros de altura, no anticongelante o gelo é perfeitamente plano, com degraus ocasionais de apenas uma camada molecular de altura.
Acreditamos que a superfície plana é formada através da dissolução parcial e recristalização da superfície do gelo no líquido 1-octanol (o anticongelante),- escrevem os pesquisadores no artigo.
Onishi e sua equipe também experimentaram diferentes líquidos, todos álcoois como o 1-octanol.
E embora todos os líquidos que testaram tenham propriedades semelhantes, observaram que a superfície do gelo parece diferente em cada caso, sublinhando a importância de medir diretamente a interface.
Além disso, eles investigaram a dureza da superfície do gelo sob 1-octanol e descobriram que o gelo é muito mais duro do que o estimado anteriormente usando métodos menos diretos.
Os investigadores esperam que os seus resultados convidem a um estudo mais aprofundado da interface gelo-líquido, mas também estabeleceram objetivos claros para o seu próprio trabalho futuro, dizendo: Esperamos aumentar a resolução do microscópio para moléculas únicas de água e utilizar métodos de medição diferentes dos força atômica microscópica.
Desta forma, esperamos expandir a gama de possíveis aplicações de medições em nível molecular da interface gelo-anticongelante.-
Publicado em 10/07/2024 14h13
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