Novo modelo esclarece por que a água congela em diversas temperaturas
Crédito:Domínio Público CC0 Desde formações de nuvens de aparência abstrata até o rugido das máquinas de neve nas pistas de esqui, a transformação da água líquida em gelo sólido afeta muitas facetas da vida. O ponto de congelamento da água é geralmente aceito em 32 graus Fahrenheit. Mas isso deve-se à nucleação do gelo – as impurezas presentes na água corrente elevam o seu ponto de congelação para esta temperatura. Agora, os investigadores revelam um modelo teórico que mostra como detalhes estruturais específicos nas superfícies podem influenciar o ponto de congelamento da água.
Os pesquisadores apresentarão seus resultados na reunião de primavera da American Chemical Society (ACS).
“A nucleação do gelo é um dos fenômenos mais comuns na atmosfera”, diz Valeria Molinero, professora de física e química de materiais. "Nas décadas de 1950 e 1960, houve um aumento de interesse na nucleação de gelo para controlar o clima através da semeadura de nuvens e para outros objetivos militares. Alguns estudos abordaram como pequenas formas promovem a nucleação de gelo, mas a teoria não foi desenvolvida e ninguém fez nada quantitativo."
Quando as temperaturas caem, as moléculas da água líquida, que normalmente giram e passam umas pelas outras, perdem energia e ficam mais lentas. Depois de perderem energia suficiente, param, orientam-se para evitar repulsões e maximizar as atrações, e vibram no lugar, formando a rede cristalina de moléculas de água que chamamos de gelo.
Quando a água líquida é completamente pura, o gelo pode não se formar até que a temperatura caia para gélidos –51 graus Fahrenheit; isso é chamado de super-resfriamento. Mas quando mesmo as mais ínfimas impurezas – fuligem, bactérias ou mesmo proteínas específicas – estão presentes na água, os cristais de gelo podem formar-se mais facilmente nas superfícies, resultando na formação de gelo a temperaturas superiores a -51 graus Fahrenheit.